Bài 5. Từ bài toán đến chương trình

Tõ BµI TO¸N §ÕN CH¦¥NG TR×NH
3. Thuật toán và mô tả thuật toán
2. Quá trình giải bài toán trên máy tính?
1. Bài toán và xác định bài toán là gì?
4. Một số ví dụ về thuật toán
Tin học 8
Tiết 17+18+19: Bài 5:
1. Bài toán và xác định bài toán
Hãy quan sát các bài toán sau !
Bài toán 1: Tính diện tích của một tam giác biết một cạnh và đường cao tương ứng với cạnh đó.
Bài toán 2: Lập một bảng điểm để quản lí kết quả học tập của học sinh trong một lớp.
Bài toán 3: Tìm các cách khắc phục tắc nghẽn giao thông trong giờ cao điểm
Bài toán là gì nhỉ ?
? Bài toán là một công việc hay một nhiệm vụ cần phải giải quyết
Để giải quyết một bài toán cụ thể , ta cần xác định bài toán
Điều kiện cho trước
Kết quả thu được
Bài toán 1
Điều kiện cho trước: Một cạnh và đường cao tương ứng với cạnh đó
Kết quả thu được: Diện tích hình tam giác
Bài toán 2
Điều kiện cho trước: Thông tin của học sinh trong lớp (Họ tên. điểm các môn...)
Kết quả thu được: Kết quả học tập của học sinh
? Xác định bài toán là bước đầu tiên và là bước rất quan trọng trong việc giải bài toán.
Máy tính có thể tự giải các bài toán không?
2. Quá trình giải bài toán trên máy tính?
ồ không! Tôi chỉ làm theo sự chỉ dẫn thôi!!!!
Dãy hữu hạn các thao tác để giải một bài toán
thường được gọi là thuật toán
? Để máy tính có thể giải các bài toán, ta cần hướng dẫn máy tính thực hiện một dãy hữu hạn các thao tác để từ các điều kiện cho trước ta nhận được kết quả cần thu được.
Máy tính không thể tự mình tìm ra lời giải của các bài toán. Lời giải của một bài toán cụ thể, tức thuật toán, là tư duy sáng tạo của con người
Hãy nhớ!
Xác định bài toán: xác định điều kiện ban đầu (input) và kết quả cần xác định (output).
Mô tả thuËt to¸n: Lùa chän vµ m« t¶ c¸c thao t¸c sÏ thùc hiện.
Viết chương trình: Diễn đạt thuật toán bằng một ngôn ngữ lập trình sao cho máy tính có thể hiểu và thực hiện được.
Quá trình giải bài toán trên máy tính
1
2
3
VD1
Các bước thực hiện để pha trà mời khách ntn nhỉ ?
Bước 1: Tráng ấm chén bằng nước sôi;
Bước 2: Cho một nhúm trà vào ấm;
Bước 3: Tráng trà;
Bước 4: Rót nước sôi vào ấm và đợi trong 3 - 4 phút;
Bước 5: Rót trà ra chén để mời khách;
3. Thuật toán và mô tả thuật toán
Thuật toán pha trà mời khách
Input: Trà, nước sôi, ấm và chén
Output: Chén trà đã pha để mời khách
INPUT: Trứng, dầu ăn, muối và hành.
OUTPUT: Trứng tráng.
Ví dụ 2: Thuật toán "Làm món trứng tráng"
Bước 1. Đập trứng, tách vỏ và cho trứng vào bát.
Bước 2. Cho một chút muối và hành tươi thái nhỏ
vào bát trứng. Dùng đũa quấy mạnh cho
đến khi đều.
Bước 3. Cho một thìa dầu ăn vào chảo, đun nóng
đều rồi đổ trứng vào. Đun tiếp trong
khoảng 1 phút.
Bước 4. Lật mặt trên của miếng trứng úp xuống
dưới. Đun tiếp trong khoảng 1 phút.
Bước 5. Lấy trứng ra đĩa.
VD3
Thuật toán giải phương trình bậc nhất tổng quát
bx + c = 0
Các bước của ba thuật toán trên có thay đổi trình tự được không ?
Thuật toán là dãy h?u h?n các thao tác cần thực hiện theo một trình tự xác định để thu được kết quả cần thiết từ những điều kiện cho trước.
Ví dụ 1. Một hình A được ghép từ một hình chữ nhật với chiều rộng 2a, chiều dài b và một hình bán nguyệt bán kính a như hình dưới đây:
hình A
b
a
a
Xác định Input và Output của bài toán
4. Một số ví dụ về thuật toán
1
Tính S1 = 2a ? b {(Tính S hình CN)};
2
Tính S2 = ? a2/2 {(S hình bán nguyệt)};
3
Tính S = S1 + S2 và kết thúc.
- OUTPUT : Diện tích của hình A.
- INPUT: Hỡnh ch? nh?t cú chi?u r?ng l� 2a,chi?u d�i l� b.
Hỡnh bỏn nguy?t cú bỏn kớnh l� a
Lưu ý: Trong biểu diễn thuật toán kí hiệu ? để chỉ phép gán một giá trị cho biến. VD S ? 0 - gán giá trị 0 cho biến S
Xác định Input và Output của bài toán
- OUTPUT : Tổng của dãy số trên.
Ví dụ 2: Tính tổng của 100 số tự nhiên đầu tiên
liên tiếp S = 1 + 2 + 3 + 4 + ... + 100
- INPUT: Dãy 100 số tự nhiên đầu tiên: 1, 2, ... 100.
Nhận xét:
S = 0
S1 = S + 1
S2 = S1 + 2
S3 = S2 + 3


.....
S100 = S99 + 100
Bắt đầu từ S1 việc tính S được lặp đi lặp lại 100 lần theo quy luật
Ssau = Strước+ i
với i tăng lần lượt từ 1 đến 100
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cùng tìm thuật toán
Bước 1: S ? 0; i ? 0;
Bước 3: Nếu i <= 100 thì S ? S + i; và quay lại bước 2. trong trường hợp ngược lại thông báo kết quả rồi kết thúc thuật toán.
Bước 2: i ? i + 1
Thuật toán tính tổng
Bài toán đổi giá trị hai biến
Cốc A chứa nước màu đỏ, cốc B chứa nước màu xanh. Làm cách nào để tráo đổi cốc A có nước màu xanh, cốc B có nước màu đỏ? (Giả thiết cốc A và cốc B có thể tích như nhau)
Cốc A
Cốc B
Làm cách nào đây?
Cốc A
Cốc B
Bài toán đổi giá trị hai biến
Cốc C
1. Lấy một cốc C rỗng có thể tích như A và B
2. Đổ nước màu đỏ ở cốc A sang cốc C
Cốc A
Cốc B
Cốc C
Bài toán đổi giá trị hai biến
3. Đổ nước màu xanh ở cốc B sang cốc A
Cốc A
Cốc B
Cốc C
Bài toán đổi giá trị hai biến
4. Đổ nước màu đỏ ở cốc C sang cốc B
Bài toán đổi giá trị hai biến
Cốc A
Cốc B
Cốc C
Cốc A
Cốc B
Ví dụ 3: Đổi giá trị hai biến x và y
Input: Hai biến x và y có giá trị tương ứng là a, b
Output: Hai biến x và y có giá trị tương ứng là b, a
Bước 1: z ? x {Sau bước này giá trị của z sẽ bằng a}
Bước 2: x ? y {Sau bước này giá trị của x sẽ bằng b}
Bước 3: y ? z {Sau bước này giá trị của y sẽ bằng giá trị của z, chính là giá trị ban đầu a của biến x}
Ví dụ 4: Cho hai số thực a và b. Hãy cho biết kết quả so sánh hai số đó dưới dạng "a lớn hơn b","a nhỏ hơn b" hoặc "a=b"
Bước 1: So sánh a và b. Nếu a>b, cho kết quả "a lớn hơn b"
Bước 2: Nếu aInput: Hai số thực a và b
Output: Kết quả so sánh
Hãy tìm chỗ chưa đúng trong thuật toán sau
Ta thấy, sau bước 1 ta được kết quả
Nhưng trong bước hai, khi kiểm tra aThử lại với a=6 và b=5
? a lớn hơn b
? a = b
Bước 1: So sánh a và b. Nếu a>b, cho kết quả "a lớn hơn b" và chuyển đến bước 3
Bước 2: Nếu aBước 3: Kết thúc thuật toán
Thuật toán so sánh 2 số thực
Ví dụ 5: Tìm số lớn nhất trong dãy A các số a1, a2,..., an.
INPUT: Số nguyên dương N và dãy N số nguyên
a1,a2,.aN. (ai với i: 1?n)
OUTPUT: Số lớn nhất (Max) của dãy số.

3
Thuật toán tìm max
Người ta đặt 5 quả bóng có kích thước khác nhau trong hộp đã được đậy nắp như hình bên. Chỉ dùng tay hãy tìm ra quả bóng có kích thước lớn nhất .
Quả này lớn nhất
Quả này mới lớn nhất
ồ! Quả này lớn hơn
Tìm ra quả lớn nhất rồi!
Cùng tìm thuật toán
ý tưởng:
- Đặt giá trị Max= a1
- Lần lượt cho i chạy từ 2 đến N, so sánh
giá trị ai với giá trị Max, nếu ai> Max thì
Max nhận giá trị mới là ai.
Bước 1: Max ? a1 ; i ? 1
Bước 3: Nếu i > N, chuyển đến bước 5
Thuật toán tìm max
Bước 2: i ?i +1
Bước 4: Nếu ai > Max thì Max ? ai rồi quay lại bước 2
trường hợp ngược lại giữ nguyên Max và quay
lại bước 2
Bước 5: Kết thúc thuật toán
Tin học 8
Ghi nhớ!
Xác định bài toán là việc xác định các điều kiện ban đầu( thông tin vào-ra INPUT) và các kết quả cần thu được( thông tin ra ( OUTPUT)
Giải bài toán trên máy tính nghĩa là hướng dẫn cho máy tính dãy hữu hạn các thao tác đơn giản( thuật toán) mà nó có thể thực hiện được để cho ta kết quả.
Quá trình giải một bài toán trên máy tính gồm các bước: xác định bài toán; xây dựng thuật toán; lập chương trình.
Thuật toán: là dãy hữu hạn các thao tác cần thực hiện theo một trình tự xác định để thu được kết quả cần thiết từ những điều kiện cho trước.