Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

A. Lý thuyết

1. Khái niệm bài toán

- Bài toán là một việc nào đó mà con người muốn máy tính thực hiện

- Các yếu tố của một bài toán:

   + Input: Thông tin đã biết, thông tin đưa vào máy tính

   + Output: Thông tin cần tìm, thông tin lấy ra từ máy tính

- ví dụ: Bài toán tìm ước chung lớn nhất của 2 số nguyên dương, khi đó:

   + Input: hai số nguyên dương A, B.

   + Output: ước chung lớn nhất của A và B

2. Khái niệm thuật toán

a. Khái niệm

   - Thuật toán là 1 dãy hữu hạn các thao tác được sắp xếp theo 1 trình tự xác định sao cho sau khi thực hiện dãy thao tác ấy, từ Input của bài toán, ta nhận được Output cần tìm.

b. Biểu diễn thuật toán

   - Sử dụng cách liệt kê: nêu ra tuần tự các thao tác cần tiến hành

   - Sử dụng sơ đồ khối để mô tả thuật toán.

Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

c. Các tính chất của thuật toán

   - Tính dừng: thuật toán phải kết thúc sau 1 số hữu hạn lần thực hiện các thao tác.

   - Tính xác định: sau khi thực hiện 1 thao tác thì hoặc là thuật toán kết thúc hoặc là có đúng 1 thao tác để xác định để được thực hiện tiếp theo.

   - Tính đúng đắn: sau khi thuật toán kết thúc, ta phải nhận được Output cần tìm.

3. Một số ví dụ về thuật toán

Ví dụ 1: Kiểm tra tính nguyên tố của 1 số nguyên dương

Xác định bài toán

- Input: N là một số nguyên dương

- Output: ″N là số nguyên tố″ hoặc ″N không là số nguyên tố″

Ý tưởng:

- Định nghĩa: ″Một số nguyên dương N là số nguyên tố nếu nó chỉ có đúng hai ước là 1 và N″

- Nếu N = 1 thì N không là số nguyên tố

- Nếu 1 < N < 4 thì N là số nguyên tố

- N ≥ 4: Tìm ước i đầu tiên > 1 của N

   + Nếu i < N thì N không là số nguyên tố (vì N có ít nhất 3 ước 1, i, N)

   + Nếu i = N thì N là số nguyên tố

Xây dựng thuật toán

a) Cách liệt kê

   - Bước 1: Nhập số nguyên dương N;

   - Bước 2: Nếu N=1 thì thông báo ″N không là số nguyên tố″, kết thúc;

   - Bước 3: Nếu N<4 thì thông báo ″N là số nguyên tố″, kết thúc;

   - Bước 4: i ← 2;

   - Bước 5: Nếu i là ước của N thì đến bước 7

   - Bước 6: i ← i+1 rồi quay lại bước 5; (Tăng i lên 1 đơn vị)

   - Bước 7: Nếu i = N thì thông báo ″N là số nguyên tố″, ngược lại thì thông báo ″N không là số nguyên tố″, kết thúc;

b) Sơ đồ khối

Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

Lưu ý: Nếu N >= 4 và không có ước trong phạm vi từ 2 đến phần nguyên căn bậc 2 của N thì N là số nguyên tố

Ví dụ 2: Sắp xếp bằng cách tráo đổi

• Xác định bài toán

   - Input: Dãy A gồm N số nguyên a1, a2,…,an

   - Output: Dãy A được sắp xếp thành dãy không giảm

Ý tưởng

   - Với mỗi cặp số hạng đứng liền kề trong dãy, nếu số trước > số sau ta đổi chỗ chúng cho nhau. (Các số lớn sẽ được đẩy dần về vị trí xác định cuối dãy)

   - Việc này lặp lại nhiều lượt, mỗi lượt tiến hành nhiều lần so sánh cho đến khi không có sự đổi chỗ nào xảy ra nữa

• Xây dựng thuật toán

a) Cách liệt kê

   - Bước 1: Nhập N, các số hạng a1, a2,…,an;

   - Bước 2: M ← N;

   - Bước 3: Nếu M < 2 thì đưa ra dãy A đã được sắp xếp, rồi kết thúc;

   - Bước 4: M ← M – 1, i ← 0;

   - Bước 5: i ← i + 1;

   - Bước 6: Nếu i > M thì quay lại bước 3;

   - Bước 7: Nếu ai > ai+1 thì tráo đổi ai và ai+1 cho nhau;

   - Bước 8: Quay lại bước 5;

b) Sơ đồ khối

Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

Ví dụ 3: Bài toán tìm kiếm

• Xác định bài toán

   - Input : Dãy A gồm N số nguyên khác nhau a1, a2,…,an và một số nguyên k (khóa)

Ví dụ : A gồm các số nguyên ″ 5 7 1 4 2 9 8 11 25 51″ . Và k = 2 (k = 6)

   - Output: Vị trí i mà ai = k hoặc thông báo không tìm thấy k trong dãy. Vị trí của 2 trong dãy là 5 (không tìm thấy 6)

Ý tưởng

Tìm kiếm tuần tự được thực hiện một cách tự nhiên: Lần lượt đi từ số hạng thứ nhất, ta so sánh giá trị số hạng đang xét với khóa cho đến khi gặp một số hạng bằng khóa hoặc dãy đã được xét hết mà không tìm thấy giá trị của khóa trên dãy.

Xây dựng thuật toán

a) Cách liệt kê

   - Bước 1: Nhập N, các số hạng a1, a2,…, aN và giá trị khoá k;

   - Bước 2: i ← 1;

   - Bước 3: Nếu ai = k thì thông báo chỉ số i, rồi kết thúc;

   - Bước 4: i ←i+1;

   - Bước 5: Nếu i > N thì thông báo dãy A không có số hạng nào có giá trị bằng k, rồi kết thúc;

   - Bước 6: Quay lại bước 3;

b) Sơ đồ khối

Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

Ví dụ 4: Tìm kiếm nhị phân

Xác định bài toán

   - Input: Dãy A là dãy tăng gồm N số nguyên khác nhau a1, a2,…,an và một số nguyên k.

Ví dụ: Dãy A gồm các số nguyên 2 4 5 6 9 21 22 30 31 33. Và k = 21 (k = 25)

   - Output : Vị trí i mà ai = k hoặc thông báo không tìm thấy k trong dãy. Vị trí của 21 trong dãy là 6 (không tìm thấy 25)

Ý tưởng

Sử dụng tính chất dãy A đã sắp xếp tăng, ta tìm cách thu hẹp nhanh vùng tìm kiếm bằng cách so sánh k với số hạng ở giữa phạm vi tìm kiếm (agiữa), khi đó chỉ xảy ra một trong ba trường hợp:

   - Nếu agiữa= k thì tìm được chỉ số, kết thúc;

   - Nếu agiữa > k thì việc tìm kiếm thu hẹp chỉ xét từ adầu (phạm vi) → agiữa - 1;

   - Nếu agiữa < k việc tìm kiếm thu hẹp chỉ xét từ agiữa + 1→acuối (phạm vi).

Quá trình trên được lặp lại cho đến khi tìm thấy khóa k trên dãy A hoặc phạm vi tìm kiếm bằng rỗng.

Xây dựng thuật toán

a) Cách liệt kê

   - Bước 1: Nhập N, các số hạng a1, a2,…, aN và giá trị khoá k;

   - Bước 2: Đầu ←1; Cuối ←N;

   - Bước 3: Giữa←[(Đầu+Cuối)/2];

   - Bước 4: Nếu agiữa = k thì thông báo chỉ số Giữa, rồi kết thúc;

   - Bước 5: Nếu agiữa > k thì đặt Cuối = Giữa - 1 rồi chuyển sang bước 7;

   - Bước 6: Đầu ←Giữa + 1;

   - Bước 7: Nếu Đầu > Cuối thì thông báo không tìm thấy khóa k trên dãy, rồi kết thúc;

   - Bước 8: Quay lại bước 3.

b) Sơ đồ khối

Lý thuyết Tin học 10 Bài 4: Bài toán và thuật toán hay, ngắn gọn

Xem thêm các bài Lý thuyết và Câu hỏi trắc nghiệm Tin học lớp 10 chọn lọc, có đáp án hay khác:

Đã có lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm lớp 10 tại khoahoc.vietjack.com

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 199K cho teen 2k5 tại khoahoc.vietjack.com

Toán lớp 10 - Thầy Phạm Như Toàn

4.5 (243)

799,000đs

399,000 VNĐ

Vật Lý 10 - Thầy Quách Duy Trường

4.5 (243)

799,000đ

399,000 VNĐ

Tiếng Anh lớp 10 - Thầy Quang Hưng

4.5 (243)

799,000đ

399,000 VNĐ

Hóa Học lớp 10 - Cô Nguyễn Thị Thu

4.5 (243)

799,000đs

399,000 VNĐ

Hóa học lớp 10 - cô Trần Thanh Thủy

4.5 (243)

799,000đ

399,000 VNĐ

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k6: fb.com/groups/hoctap2k6/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.

bai-4-bai-toan-va-thuat-toan.jsp

Giải bài tập lớp 10 sách mới các môn học