Построение четкой инструкции задающей необходимую последовательность действий для решения задачи

 Посмотрите видео

Теория:

Компьютерные программы программисты создают для решения разнообразных задач.

Программирование — важный, но не единственный этап решения задачи на компьютере. Чтобы решать задачи на компьютере, необходимо владеть языком программирования, обладать знаниями в области информационного моделирования и алгоритмизации.

Этапы решения задачи на компьютере

На первом этапе обычно строится словесная информационная модель объекта или процесса. При этом должно быть чётко определено, что дано (какие исходные данные известны, какие данные допустимы) и что требуется найти в решаемой задаче.

Также должны быть чётко выделены наиболее существенные свойства рассматриваемого объекта, указаны связи между исходными данными и результатами.

На втором этапе описательная информационная модель формализуется, т.е. записывается с помощью некоторого формального языка.

Для этого требуется:

• понять, к какому классу принадлежит рассматриваемая задача;
• записать известные связи между исходными данными и результатами с помощью математических соотношений;
• выбрать наиболее подходящий способ для решения задачи.

На третьем этапе осуществляется построение алгоритма чёткой инструкции, задающей необходимую последовательность действий для решения задачи. Алгоритм чаще всего представляется в форме блок-схемы, в виду её наглядности и универсальности.

На четвёртом этапе алгоритм записывается на одном из языков программирования. На пятом этапе осуществляется отладка и тестирование программы.

Этап отладки и тестирования также называют компьютерным экспериментом.

Отладка программы — это процесс проверки работоспособности программы и исправления обнаруженных при этом ошибок.

Ошибки могут быть связаны с нарушением правил записи программы на конкретном языке программирования. Их программисту помогает выявить используемая система программирования; она выдаёт на экран сообщения о выявленных ошибках.

Проверка правильности разработанной программы осуществляется с помощью тестов.

Тест — это конкретный вариант значений исходных данных, для которого известен ожидаемый результат.

О правильности разработанной программы свидетельствует также соответствие полученных данных экспериментальным фактам, теоретическим положениям и т.д.

При этом может возникнуть необходимость уточнить разработанную математическую модель, полнее учесть особенности изучаемого объекта или процесса.

По уточнённой математической модели снова составляется программа, анализируются результаты её выполнения. Так продолжается до тех пор, пока полученные результаты не будут достаточно точно соответствовать изучаемому объекту.

Задание к уроку:

1. Ознакомьтесь с материалами к уроку.
2. Установите на свой домашний компьютер программу PascalABS.Net. Скачать программу можно на странице PascalABC.NET или на официальном сайте программы http://pascalabc.net/ssyilki-dlya-skachivaniya
3. Отправьте сообщение о выполнении задания через форму внизу страницы.

Решение задач с помощью компьютера включает в себя следующие этапы:

1. Постановка задачи. Включает в себя:

• сбор информации о задаче;
• формулировка условия задачи;
• определение связи между тем, что дано и что требуется определить;
• описание данных.

Так, если задача конкретная, то под постановкой задачи понимают ответ на два вопроса: какие исходные данные известны и что требуется определить. Если задача обобщенная, то при постановке задачи понадобится еще ответ на третий вопрос: какие данные допустимы.

2. Моделирование. На этом этапе строится математическая модель — система математических соотношений — формул, уравнений, неравенств и т. д., отражающих существенные свойства объекта или явления. Необходимо отметить, что при построении математических моделей далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через данные. В таких случаях используются математические методы, позволяющие дать ответы той или иной степени точности.

В случае большого числа параметров, ограничений, возможных вариантов исходных данных модель явления может иметь очень сложное математическое описание, поэтому часто построение математической модели требует упрощения требований задачи. Необходимо выявить самые существенные свойства объекта, явления или процесса, закономерности; внутренние связи, роль отдельных характеристик. Выделив наиболее важные факторы, можно пренебречь менее существенными.

Итак, создавая математическую модель для решения задачи, нужно: выделить предположения, на которых будет основываться математическая модель; определить, что считать исходными данными и результатами; записать математические соотношения, связывающие результаты с исходными данными.

3. Построение алгоритма.

Включает в себя:

• выбор формы записи алгоритма (блок-схема, табличная и т. д.);
• запись алгоритма.

Наиболее эффективно математическую модель можно реализовать на компьютере в виде алгоритмической модели. Для этого может быть использован язык блок-схем или какой-нибудь псевдокод, например учебный алгоритмический язык.

4. Программирование.

Включает в себя:

• выбор языка программирования;
• уточнение способов организации данных;
• запись алгоритма на выбранном языке программирования.

Первые три этапа — это работа без компьютера. Дальше следует собственно программирование на определенном языке в определенной системе программирования.

5. Отладка и тестирование программы. Тестирование программ является одной из составных частей более общего понятия – «отладка программ».

Под отладкой программы понимается процесс испытания работы программы и исправления обнаруженных при этом ошибок. Обнаружить ошибки, связанные с нарушением правил записи программы на языке программирования (синтаксические и семантические ошибки), помогает используемая система программирования. Пользователь получает сообщение об ошибке, исправляет ее и снова повторяет попытку исполнить программу.

Проверка на компьютере правильности алгоритма производится с помощью тестов. Тест — это конкретный вариант значений исходных данных, для, которого известен ожидаемый результат. Прохождение теста — необходимое условие правильности программы. На тестах проверяется правильность реализации программой запланированного сценария.

6. Анализ результатов. Уточнение модели. Последний этап — это использование уже разработанной программы для получения искомых результатов. Производится анализ результатов решения задачи и, в случае необходимости, уточнение математической модели (с последующей корректировкой алгоритма и программы). Программы, имеющие большое практическое или научное значение, используются длительное время. Иногда даже в процессе эксплуатации программы могут исправляться, дорабатываться. Особенностью данного процесса является само отсутствие эталона, которому должна соответствовать та или иная программа.

Перейти к контенту