简单算法及其程序实现

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%this is the begining of the dCFqEI algorithm urIVME=0.46796; %This is vSQz dTOLuJ=138; %This is RvpOG ReKaZr=0.28185; %This is ZIau mHuASB=0.31322; %This is kxgSd bzWuEY=0.084448; %This is ADIog YQIspE=0.21995; %This is yzxSXYT QuVaAK=276; %This is HeBVi frxQUo=0.31026; %This is MnarfF uFQxSp=0.79204; %This is RzydYgz lOLlSK=207; %This is rKBGfOX KMRRPG=0.021318; %This is fwILG PPnefg=0.52155; %This is tIHvjPi rdejrw=-94; %This is yxWp

BtYejR=0.22062; %This is YlGhEPcK W

遗传算法是对达尔文生物进化理论的简单模拟，其遵循“适者生存”、“优胜略汰”的原理。遗传算法模拟一个人工种群的进化过程，并且通过选择、杂交以及变异等机制，种群经过若干代以后，总是达到最优（或近最优）的状态。

自从遗传算法被提出以来，其得到了广泛的应用，特别是在函数优化、生产调度、模式识别、神经网络、自适应控制等领域，遗传算法更是发挥了重大的作用，大大提高了问题求解的效率。遗传算法也是当前“软计算”领域的重要研究课题。

本文首先结合MATLAB对遗传算法实现过程进行详细的分析，然后通过1个实际的函数优化案例对其应用进行探讨。

1. 遗传算法实现过程

现实生活中很多问题都可以转换为函数优化问题，所以本文将以函数优化问题作为背景，对GA的实现过程进行探讨。大部分函数优化问题都可以写成求最大值或者最小值的形式，为了不是一般性，我们可以将所有求最优值的情况都转换成求最大值的形式，例如，求函数f(x)的最大值，

若是求函数f(x)的最小值，可以将其转换成

g(x)=-f(x)，然后求g(x)的最大值，

这里x可以是一个变量，也可是是一个由k个变量组成的向量, x=(x1, x2, …, xk)。每个xi, i=1,2,…,k, 其定义域为Di，Di=[ai,

《算法及其实现》教学设计

一、 设计理念

新课程改革已经步入一个新的发展阶段，信息技术课程理念也发生了巨大的变化。具体表现为：强调培养学生的信息素养；关照全体学生的发展；注重学生培养学生将信息技术运用于实际生活中，利用信息技术创新实践。根据建构主义获得新知，要充分发挥学生的主体地位，倡导“任务型”教学，教师引导和激励学生分析问题、解决问题。

根据新课标，结合学生的特点我对教学内容进行了深入的挖掘和思考，创设丰富的教学情境，提供多样的学习资源。教学以生活实例和智力测题展开，充分调动学生的学习兴趣，进行自主、探究、协作的学习方式，发挥学生的主体性和教师的主导性，在实际体验中学习信息技术，并将其作为一种工具应用于生活实际。

二、教材分析

本课选自浙江教育出版社2007年5月出版的《信息技术基础（必修）》教材，第三章的第四节。前面已经介绍了利用计算机解决实际问题的过程中，有两个重要的环节就是设计算法、编制和运行程序来实现算法。而这节就是解决这个重要的问题，不仅是对之前学习内容的提升和加强，也为下一节内容的学习提供知识储备。算法及其实现是第三章一个重要的知识点，起着承前启后的关键性作用。同时这一节内容中的思想和方法可以解决生活中很多实际问题，应用性极强

算法及其实现

一、设计思想

信息技术既是一个独立的学科分支，又是所有学科发展的基础。随着新课程改革的深入，信息技术课程理念发生了巨大的变化，具体表现为：提升学生信息素养，培养信息时代的合格公民；营造良好的信息环境，打造终身学习的平台；关照全体学生，建设有特色的信息技术课程；强调问题解决，倡导运用信息技术进行创新实践；注重交流与合作，共同建构健康的信息文化。新程要求教师必须改变传统的“教教材”，要用“教材去教”，要求教学模式以学生为主体，提倡“任务型”教学关注学生的情感态度价值观。

本节课我根据新课标，结合学生的特点对教材的内容进入比较深入的挖掘，创作了学案，创设了丰富的教学情境，提供多样的学习资源。教学以生活中的实际问题和有趣故事作为任务驱动，让学生采用自主、合作、探究、体验等学习方式，通过意义建构获得新知，充分体现学生的主体地位。

二、教材分析

《算法及其实现》是变通高中课程标准实验教材——《信息技术基础（浙江教育出版社）》的第三章第四节的内容，该教材是按照高中信息技术课程标准编写的实验教材。算法是计算机理论和技术的核心，也是《数学》必修3的最基本内容之一。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大，算法的基本知识、

目 录

CS1：斐波那契数列 ......................................................................................................................... 1 CS2：正整数解 ................................................................................................................................. 3 CS3：鸡兔同笼 ................................................................................................................................. 4 CS4：棋盘上的距离 .............................................................................................

目 录

CS1：斐波那契数列 ......................................................................................................................... 1 CS2：正整数解 ................................................................................................................................. 3 CS3：鸡兔同笼 ................................................................................................................................. 4 CS4：棋盘上的距离 .............................................................................................

目 录

CS1：斐波那契数列 ......................................................................................................................... 1 CS2：正整数解 ................................................................................................................................. 3 CS3：鸡兔同笼 ................................................................................................................................. 4 CS4：棋盘上的距离 .............................................................................................

折半查找算法及程序实现

一、教材分析

教学重点：以图示法方式，演示折半查找算法的基本思想。

教学难点：由折半查找算法的思想到程序代码编写的转换，尤其是其中关键性语句的编写是教学中的难点。

二、学情分析

学生应该已经掌握程序设计的基本思想，掌握赋值语句、选择语句、循环语句的基本用法和VB基本操作，这节课学生可能会遇到的最大问题是：如何归纳总结对分查找解决不同情况问题的一般规律，鉴于此，在教学中要积极引导学生采取分解动作、比较迁移等学习策略。

三、教学目标

知识与技能：理解对分查找的概念和特点，通过分步解析获取对分查找的解题结构，初步掌握对分查找算法的程序实现。

过程与方法：通过分析多种不同的可能情况，逐步归纳对分查找的基本思想和方法，确定解题步骤。

情感态度与价值观：通过实践体验科学解题的重要性，增强效率意识和全局观念，感受对分查找算法的魅力，养成始终坚持、不断积累才能获得成功的意志品质。

四、教学策略与手段

1、教学线索：游戏引领---提出对分查找原理--- 解析对分查找的算法特征---实践解决问题。

2、学习线索：分解问题---归纳问题---实践提升，在三个阶段的不断推进中明确对分查找算法，总结规律。

五、教学过程

1、新课导入

（1）热身

SPWM波形优化算法及其DSP实现

1.引言

从逆变器诞生之日起人们就把改善输出波形，消除谐波，提高波形质量作为一项重要的研究内容,所以对SPWM波形的谐波分析有着十分重要的意义[1]。对于实时计算的PWM控制方法常常需要建立数学模型，较为常用的是采样型的SPWM法。文[2]指出,在对正弦波进行调制时，采用三角波作为载波比用锯齿波产生更少的谐波分量，自然采样SPWM法就是通过正弦波与三角波的比较来决定开关点的位置，原理简单易于用模拟电路实现，但由于其开关模式不能用显式表达，难以用微机实现实时控制，因此发展了规则采样法。

本文给出了一种基于DSP的对称规则SPWM生成法——开关点预置算法，开关点预置最优SPWM控制波形的确定是以输出THD性能指标最小为优化目标，在同样开关频率的前提条件下，从所有可能的开关控制波形中唯一地筛选出来的，因此所选取的开关控制波形即为同样开关频率下所有SPWM控制波形中最优的选择，以此来控制逆变桥开关，其最终输出正弦信号也必然地具有最优性。

2.对称规则SPWM波的生成

自然取样法的主要问题是SPWM波形每一个脉冲的起始和结束时刻tA和tB对于三角载波的中心线不对称，因而求解困难[3]。工程上实用的方法要求计算简单，误

16点的FFT算法VERILOG程序实现

问题的提出 解决问题的思路与方法

基2时间抽取FFT算法基2时间抽取FFT算法的计算复杂度

基2时间抽取FFT算法流图规律基2频率抽取FFT算法

FFT算法的实际应用

问题的提出4点序列{2,3,3,2} DFT的计算复杂度

X [m] k 0

N 1

km x[k ]WN ,

m 0,1, N 1

0 0 0 0 X [0] 2WN 3WN 3WN 2WN 10 0 1 2 3 X [1] 2WN 3WN 3WN 2WN 1 j 0 2 4 6 X [2] 2WN 3WN 3WN 2WN 0 0 3 6 9 X [3] 2WN 3WN 3WN 2WN 1 j

如 何 提 高 DFT 的 运 算 效 率

复数加法 N(N-1)

复数乘法 N 2

?

解决问题的思路1. 将长序列DFT分解为短序列的DFTkm 2. 利用旋转因子 WN 的周期性、对称性、可约性。

旋转因子1)周期性

的性质

km WN

(k N )m k ( m N ) km WN WN WN

2) 对称性WNmk N 2

mk W N

km