Этапы решения задач на компьютере

Этапы решения задач на компьютере

Определение

• Алгоритм – это предписание исполнителю выполнить последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.

Повторение

Свойства алгоритма

• дискретность : состоит из отдельных шагов (команд) результативность : применение алгоритма обязательно приводит к конечному результату за конечное число шагов массовость : может применяться многократно при различных исходных данных детерминированность: выполнение команд в строго определенной последовательности понятность : должен включать только команды, известные исполнителю (входящие в СКИ) определенность : при одинаковых исходных данных всегда выдает один и тот же результат корректность : дает верное решение при любых допустимых исходных данных
• дискретность : состоит из отдельных шагов (команд)
• результативность : применение алгоритма обязательно приводит к конечному результату за конечное число шагов
• массовость : может применяться многократно при различных исходных данных
• детерминированность: выполнение команд в строго определенной последовательности
• понятность : должен включать только команды, известные исполнителю (входящие в СКИ)
• определенность : при одинаковых исходных данных всегда выдает один и тот же результат
• корректность : дает верное решение при любых допустимых исходных данных

Повторение

Способы записи алгоритмов

• Словесный – на естественном языке;
• На языке блок – схем;
• На языке программирования.

Блок-схема  – это графическое изображение алгоритма в виде определенным образом связанных между собой нескольких типов блоков.

Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ.

Повторение

Основные элементы блок-схемы

Элемент блок-схемы

Назначение элемента

Обозначение начала и конца алгоритма

Описание ввода или вывода данных, имеет один вход - сверху и один выход - снизу.

Описание линейной последовательности команд, имеет один вход – сверху и один выход – снизу.

Обозначение условий в структурах «ветвление» и «выбор», имеет один вход – сверху и два выхода – налево, направо

Применяется для объявления переменных или ввода комментариев

Начало

Данные

Последовательность команд

Да

Нет

Условие

Объявление переменных

Повторение

NEW

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Решение задачи на компьютере - это процесс автоматического преобразования информации в соответствии с поставленной целью.

Под процессом решения задачи на ЭВМ надо понимать совместную деятельность человека и компьютера . Этот процесс остается пока достаточно сложным и трудоемким, поэтому представляется в виде нескольких последовательных этапов. При этом на долю человека приходится творческая деятельность, а на долю машины - автоматическая обработка информации в соответствии с заданным ей алгоритмом.

Этапы решения задач на ЭВМ

Решение задач на ЭВМ состоит из следующих этапов:

1.      ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

2.      ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

3.      РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА.

4.      СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММЫ.

5.      ОТЛАДКА И ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММЫ.

6.      ПОЛУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Примеры и задачи

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

Это этап работы человека, хорошо представляющего предметную область задачи. Он должен:

• определить цель решения задачи;
• определить необходимый объем информации;
• дать точную формулировку задачи;
• предложить идею решения задачи;
• описать исходные данные и способы их хранения;
• определить форму выдачи результатов.

ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

Чтобы решить задачу необходимо описать объект в математических терминах (формулах), то есть построить его модель, которая позволяет математически строго решить задачу его исследования.

Этот этап выполняет человек , способный разработать математическое описание поставленной задачи. При этом он должен выполнить:

• анализ похожих решённых задач;
• анализ технических и программных возможностей;
• анализ условий существования решения.

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА

Алгоритм решения задачи разрабатывается на основе построенной математической модели и представляет конечную последовательность предписаний (правил), которая определяет процесс преобразования исходных данных в результаты решения задачи.

Алгоритм разрабатывается одним из существующих способов, чаще всего в виде блок-схемы.

Этот этап выполняет человек, умеющий программировать . Уровень его квалификации определяет эффективность разработанного алгоритма.

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММЫ

Этот этап также выполняет человек, умеющий программировать , так как программа - это один из способов представления алгоритма с использованием языка программирования, наиболее удобного для решения данной задачи.

Составление программы - это кодирование алгоритма для реализации его в компьютере.

ОТЛАДКА И ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММЫ

Отладка программы - это проверка ее на наличие технических, грамматических и, возможно, алгоритмических ошибок. Отладка предполагает совершенствование (оптимизацию) программы.

Ошибки в ходе отладки исправляют путем контрольного тестирования.

Проверка осуществляется путем сравнения заранее известных результатов тестов с результатами, полученными компьютером.

Этот этап - совместная работа программиста и машины.

ПОЛУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

После устранения всех ошибок, выявленных отладкой и тестированием, получают результаты решения поставленной задачи.

Получение результатов может быть многократным в зависимости от смены исходных данных, поскольку решение должно быть универсальным для задач подобного класса.

На этом этапе машина работает совместно с человеком, выдающим задание .

Линейный алгоритм

• Линейный алгоритм – это набор команд, выполняемых последовательно во времени, друг за другом.

Задача №1

Зная длины трех сторон треугольника, вычислить площадь и периметр треугольника.

Решение:

• Входные данные : a, b, c.
• Выходные данные : S, P.
• Решение по формуле Герона

Внимание!!!

В знак "=" означает не математическое равенство, а операцию присваивания. Переменной, стоящей слева от оператора, присваивается значение, указанное справа. Причем это значение может быть уже определено или его необходимо вычислить с помощью выражения.

Алгоритмическая структура «ветвление»

• Алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате которого обеспечивается переход на один из двух возможных шагов, называется разветвляющимся.

Задача №2

Начало

• Заполните шаблон блок-схемы алгоритма исследования квадратного уравнения ax²+bx+c=0 (a≠0)

a, b, c

D=b²-4*a*c

Нет

Да

D

Нет

Да

Корней нет

D = 0

Х= - b /2* a

X1= (- b+√D)/2*a

Х

X2= (- b-√D)/2*a

X1, X2

Конец

Необходимо отметить, что роль и вклад человека и компьютера на каждом из приведенных этапов решения задач постоянно меняются из-за стремительного прогресса в сфере вычислительной техники.

Перейти к выполнению задания.

Завершить показ