计算机导论-第三章：问题求解框架与算法概念

"哈尔滨工业大学的计算机导论课程第三章，主要讲解了问题求解框架，特别是算法类问题。由聂兰顺博士和战德臣博士共同授课，涵盖了算法概念、算法类问题求解概述、数学建模、策略设计、基本数据结构与控制结构、算法设计、程序设计语言与算法实现以及算法分析与计算复杂性等内容。" 在这份计算机导论的讲义中，第三章“问题求解框架”着重讨论了如何通过算法来解决各类问题。算法作为计算机科学的核心，其概念源于古代数学家的工作，尤其是阿拉伯数学家阿科瓦里茨米的贡献。算法被定义为一组有限的规则，用于解决特定类型问题或执行任务，它们可以包括音乐乐谱或太极拳谱等生活中的实例。 算法具有五个基本特征：有穷性，意味着算法必须在有限步骤后终止；确定性，确保每一步都有明确无误的定义；输入，可以接受零个或多个输入；输出，至少产生一个与输入相关的结果；以及能行性，算法中的所有操作应为基本可执行的。 讲义详细介绍了算法类问题，包括算法设计和实现的关键环节。例如，算法策略设计是指选择合适的方法来解决问题，这可能涉及分治法、动态规划、贪心算法或回溯法等。算法的基本数据结构，如数组、链表、树和图，是存储和处理数据的基础，而控制结构（如顺序、分支和循环）则决定了算法执行的顺序。 此外，讲义还提到了程序设计语言与算法实现的关系，强调了将算法转化为编程语言代码的过程。最后，高级问题初探部分探讨了算法分析，包括计算复杂性理论，这是评估算法效率的重要工具，它帮助我们理解算法的时间和空间复杂度，从而优化算法设计。 这一章节深入浅出地介绍了算法的基本概念和在计算机科学中的重要地位，为学生提供了解决问题和设计高效算法的初步框架。