Перечислите основные этапы решения задачи с использованием компьютера
Перечислите основные этапы решения задачи с использованием компьютера.
Основные этапы решения задачи с использованием компьютера
1) постановка задачи.
2) формализация.
3) алгоритмизация.
4) программирование.
5) отладка, тестирование.
6) выполнение расчётов.
Основные этапы решения задач на компьютере лекция
Процесс решения задачи на компьютере — это совместная деятельность человека и ЭВМ. Этот процесс можно представить в виде нескольких последовательных этапов. На долю человека приходятся этапы, связанные с творческой деятельностью — постановкой, алгоритмизацией, программированием задач и анализом результатов, а на долю компьютера — этапы обработки информации в соответствии с разработанным алгоритмом.
Первый этап — Постановка задачи.
На этом этапе учавствует человек, хорошо представляющий предметную область задачи. Он должен четко определить цель задачи, дать словесное описание содержания задачи и предложить общий подход к ее решению.
Второй этап — Математическое или информационное моделирование.
Цель этого этапа — создать такую математическую модель решаемой задачи, которая может быть реализована в компьютере. Существует целый ряд задач,где математическая постановка сводиться к простому перечислению формул и логических условий. Этот этап тесно связан с первым этапом, и его можно отдельно не рассматривать, однако возможно, что для полученной модели известны несколько методов решения, и тогда предстоит выбрать наиболее эффективный.
Третий этап — Алгоритмизация задачи.
На основе математического описания необходимо разработать алгоритм решения. Более подробно этот этап будет рассмотрен в пункте «1.1.2 Основы алгоритмизации» данной главы.
Четвертый этап — Программирование.
Программой называется план действий, подлежащих выполнению некоторым сполнителем,в качестве которого выступает компьютер. Составление программы обеспечивает возможность выполнения алгоритма соответственно поставленной задачи исполнителем — компьютером.Во многих задачах при программировании на алгоритмическом языке часто пользуются заменой блока алгоритма на один или несколько операторов, введением новых блоков, заменой одних блоков другими. Процесс программирования заканчивается вводом программы и исходных данных в ЭВМ с клавиатуры с помощью редактора текстов, и для постоянного хранения осуществляется их запись на носитель.
Пятый этап — Тестирование и отладка программы.
На этом этапе производят выполнение алгоритма с помощью ЭВМ, поиск и исключение ошибок. При этом программисту приходиться выполнять рутинную работу по проверке работы программы, поиску и исключению ошибок, и поэтому для сложных программ этот этап часто требует гораздо больше времени и сил, чем написание первоначального текста программы.
Отладка программы — сложный и нестандартный процесс. Исходный план отладки заключается в том, чтобы протестировать программу на контрольных примерах. Контрольные примеры стремятся выбрать так, чтобы при работе с ними программа прошла все основные пути блок-схемы алгоритма, поскольку на каждом из путей могут быть свои ошибки, а детализация плана зависит от того, как поведет себя программа на этих примерах: на одном она может зациклиться (то есть бесконечно повторять одно и то же действие), на другом — дать явно неверный или бессмысленный результат и так далее. Сложные программы отлаживают отдельными фрагментами.
После тестирования и отладки происходит исполнение программы и анализ результатов. Полученные в результате решения выходные данные анализируются постановщиком задачи, и на основании этого анализа вырабатываются соответствующие решения, рекомендации, выводы.
Возможно, что по итогам анализа результатов потребуются пресмотр самого подхода к решению задачи и возврат к первому этапу для повторного выполнения всех этапов с учетом приобретенного опыта. Таким образом, в процессе создания программы некоторые этапы будут повторяться до тех пор, пока мы получим алгоритм и программу, удовлетворяющие указанным свойствам.
Вывод:
Решение задач с помощью компьютера — трудоемкий творческий процесс, который можно представить в виде следующих этапов: постановка задачи, математическое или информационное моделирование, алгоритмизация, программирование, тестирование и отладка программы.
На этапе постановки задачи выявляются исходные данные и результат. При моделировании составляются математические формулы и логические условия решения задачи. После алгоритмизации разработчик должен иметь последовательность конкретных действий, которые должен выполнить исполнитель. При программировании эти действия вводятся в компьютер в виде операторов языка программирования. На этапе тестирования и отладки исправляются ошибки, допущенные на предыдущих этапах и анализируется результат.
Основные этапы решения задач на компьютере лекция
§1. Этапы решения задач с помощью компьютера
Решение задач с помощью компьютера включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.
1. Постановка задачи:
• сбор информации о задаче;
• формулировка условия задачи;
• определение конечных целей решения задачи;
• определение формы выдачи результатов;
• описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п.).
2. Анализ и исследование задачи, модели:
• анализ существующих аналогов;
• анализ технических и программных средств;
• разработка математической модели;
• разработка структур данных.
3. Разработка алгоритма:
• выбор метода проектирования алгоритма;
• выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);
• выбор тестов и метода тестирования;
• проектирование алгоритма.
4. Программирование:
• выбор языка программирования;
• уточнение способов организации данных;
• запись алгоритма на выбранном языке программирования.
5. Тестирование и отладка:
• синтаксическая отладка;
• отладка семантики и логической структуры;
• тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;
• совершенствование программы.
Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2 — 5.
Сопровождение программы:
• доработка программы для решения конкретных задач;
• составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.
Этапы решения задач на компьютерах
Процесс решения задачи на компьютере – это совместная деятельность человека и ЭВМ. Этот процесс можно представить в виде нескольких последовательных этапов. На долю человека приходятся этапы, связанные с творческой деятельностью – постановкой, построением алгоритма, программированием задач и анализом результатов, а на долю компьютера – этапы обработки информации в соответствии с разработанным алгоритмом.
Человек использует компьютер для решения самых разнообразных информационных задач: работа с текстами, создание графических изображений, получение справки из базы данных, табличные расчеты, решение математических задач, расчет технических конструкций и многое другое. Для их решения в распоряжении пользователя имеется обширное программное обеспечение: системное ПО (ядром которого является операционная система), прикладное ПО (программы, предназначенные для пользователя) и системы программирования (средства для создания программ на языках программирования).
Исходя из условия задачи, пользователь решает для себя вопрос о том, каким программным средством он воспользуется. Часто решение прикладных задач с помощью компьютера называют моделированием, т.к. в этом случае обычно используют упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.
Для решения на компьютере задачи сначала нужно привести к форме математической задачи, а потом уже программировать.
Решение задач с помощью компьютера включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера (этапы 1-3) и с участием компьютера (4-6).
1. Постановка задачи:
· сбор информации о задаче;
· формулировка условия задачи;
· определение конечных целей решения задачи;
· определение формы выдачи результатов;
· описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п.).
2. Анализ и исследование задачи, модели:
· анализ существующих аналогов;
· анализ технических и программных средств;
· разработка математической модели;
· разработка структур данных.
3. Разработка алгоритма:
· выбор метода проектирования алгоритма;
· выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);
· выбор тестов и метода тестирования;
· выбор языка программирования;
· уточнение способов организации данных;
· запись алгоритма на выбранном языке программирования.
5. Тестирование и отладка:
· отладка семантики и логической структуры;
· тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;
6. Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2-5.
· доработка программы для решения конкретных задач;
· составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.
Эту последовательность называют технологической цепочкой решения задачи на компьютере.
Статьи к прочтению:
Вопрос Информа?тика — наука о способах получения, накопления, хранения, преобразования, передачи, защиты и использования информации. Она включает…
Решение задачи на ЭВМ – сложный и трудоемкий процесс. Любая задача начинается с постановки задачи. На основе словесной формулировки задачи выбираются…
Основные этапы решения задачи на эвм
В настоящее время на ЭВМ решают самые разнообразные задачи, от расчета баллистических траекторий до завоевания инопланетных территорий (пока только в компьютерных играх). В каждом случае ЭВМ выполняет какую-то программу, обычно довольно сложную. Некоторые из программ требуют от пользователя специальных знаний и высокой квалификации, например, программы электронной верстки или автоматизированного проектирования, но здесь мы будем говорить не об использовании, а об изготовлении программ. Несмотря на бесконечное разнообразие программ, в самом процессе их изготовления можно усмотреть нечто общее и выделить несколько этапов решения задачи на ЭВМ.
Под постановкой задачи понимают математическую или иную строгую формулировку решаемой задачи. Этот этап включает определение целей создаваемой программы и определение ограничений, налагаемых на программу. При постановке задачи должны быть определены требования:
— ко времени решения поставленной задачи;
— объему необходимых ресурсов, например, оперативной памяти;
— точности достигаемого результата.
Если задача вычислительная, то на этом этапе следует выбрать метод расчета, если разрабатывается компьютерная игра, должен быть определен ее сценарий. В любом случае следует выбрать или создать некую формальную модель, которая, в конечном счете, реализуется в будущей программе. На этапе проектирования определяют вид данных, с которыми будет работать программа, основные части, из которых программа будет состоять и характер связей между этими частями.
На этом этапе следует разработать детали проекта программы. Детализацию необходимо довести до той степени, когда кодирование деталей программы (перевод их на алгоритмический язык) станет тривиальным. Возможно, детализация потребует нескольких стадий, от крупных блоков к все более мелким, и в результате должно получиться то, что называется алгоритмом решения задачи.
Алгоритм — центральное понятие программирования, поэтому познакомиться с ним следует как можно раньше.
Само слово “алгоритм” происходит от имени персидского математика Аль Хорезми, который в IX веке разработал правила четырех арифметических действий (сегодня мы бы сказали алгоритмы арифметических действий).
В начале ХХ века алгоритмы стали объектом изучения математиков, появились различные математические уточнения понятия “алгоритм” и возникла целая отрасль математики — теория алгоритмов. Результаты, полученные теорией алгоритмов, служат теоретическим фундаментом всей компьютерной технологии, но в повседневной программистской практике не используются, поэтому сейчас мы будем обсуждать алгоритмы в их интуитивном, “бытовом” понимании.
Итак, алгоритм — это описание некоторой последовательности действий, но не всякое, а обладающее определенными свойствами. К этим свойствам относятся: 1) дискретность — расчлененность описания на отдельные элементарные действия — операции, которые доступны исполнителю алгоритма (человеку, роботу, компьютеру. ); 2) детерминированность — на одинаковых исходных данных алгоритм должен всегда давать одинаковые результаты; 3) массовость — алгоритм должен работать на множестве однотипных исходных данных, потенциально бесконечном.
После того как алгоритм разработан, его записывают на алгоритмическом языке, и этот процесс называют кодированием алгоритма. Для выполнения данного этапа необходимо знать хотя бы один из многих существующих языков программирования, а лучше знать несколько, чтобы выбрать наиболее подходящий для решаемой задачи.
Хотя этап кодирования считается менее творческим, чем предыдущие, для его успешного выполнения требуется хорошее знание, как самого языка, так и средств разработки программ: транслятора, компоновщика, программных библиотек и многого другого.
Отладка и тестирование программы
Целью данного этапа является поиск и устранение ошибок в программе. Ошибки бывают синтаксические (нарушение грамматики алгоритмического языка) и смысловые (искажение самого алгоритма решения задачи). О первых мы не говорим, их обычно обнаруживают и исправляют на этапе кодирования, совершая пробную трансляцию программы. Вторые же можно выявить только в процессе проверки программы на специально подобранных входных данных или в ходе опытной эксплуатации программы.
Разделение процесса разработки программ на 5 этапов носит весьма условный характер. В случае простых программ, которые предстоит писать начинающим программистам, некоторые этапы сливаются, например проектирование с разработкой алгоритма или кодирование с отладкой. В случае сложных программ могут добавиться новые фазы разработки, например проектирование базы данных или создание изображений.
Более важным является то, что работа над сложной программой состоит в многократном прохождении цикла разработки, т.к. в процессе тестирования могут быть обнаружены такие ошибки, для исправления которых придется вернуться не только к кодированию или алгоритмизации, но и к проектированию, а в тяжелых случаях — пересмотреть и постановку задачи.
Если же удалось разработать полезную программу, то работа над ней не заканчивается этапом тестирования, а переходит в фазу сопровождения. Программа живет, приобретает новые функции, совершенствует старые, избавляется от последних ошибок и, наконец, умирает, уступив натиску более молодых программ, покоряющих сердца пользователей сверканием инструментальных панелей, трехмерностью изображений и стереофоничностью звуков.
