Этапы решения задач на ЭВМ одна из основных целей курса информатики – научиться решать задачи с помощью компьютера. Решение задачи в этом случае требует предварительной работы и производится в несколько этапов
| Вид материала | Решение |
- Задачи и их решение Стандартные и нестандартные задачи Задачи «на работу» Задачи «на, 157.13kb.
- Сопровождение программы: доработка программы для решения конкретных задач, 167.56kb.
- Обработка информации на ЭВМ. Урок Этапы решения задач на ЭВМ, 110.78kb.
- Цели и задачи управления персоналом, 1630.21kb.
- Процесс решения задач на компьютере это совместная деятельность человека и ЭВМ. Этот, 30.14kb.
- Решение задач одно из важных применений Excel. Системы линейных уравнений решаются, 39.61kb.
- Основным в процессе программирования является разработка алгоритма. Это один из наиболее, 1285.17kb.
- Решение задач занимает в математическом образовании огромное место. Умение решать задачи, 270.04kb.
- Решение задач с помощью систем уравнений, 56.49kb.
- Пояснительная записка «Не мыслям надобно учить, а учить мыслить», 90.83kb.
Этапы решения задач на ЭВМ
Одна из основных целей курса информатики – научиться решать задачи с помощью компьютера. Решение задачи в этом случае требует предварительной работы и производится в несколько этапов.
I ЭТАП Постановка задачи
II ЭТАП Разработка алгоритма
III ЭТАП Составление программы
IV ЭТАП Ввод программы в память компьютера
V ЭТАП Вычисления(на ЭВМ) и обработка результатов
I ЭТАП Постановка задачи
На этом этапе формулируется задача и требования, которые предъявляются к её решению. Первостепенное внимание должно быть уделено выяснению конечной цели и выработке общего подхода к исследуемой проблеме:
- выяснению, существует ли решение поставленной задачи и единственно ли оно;
- изучению общих свойств рассматриваемого физического явления или объекта;
- анализу возможностей конкретной ЭВМ и данной системы программирования.
Формулировка условия любой математической задачи начинается с описания исходных данных, формулируется цель решения. Точную формулировку условия задачи называют также математической постановкой задачи.
В результате постановки задачи выделяются исходные данные или аргументы и те величины, значение которых нужно определить , т.е. результаты.
При решении практических задач приходится иметь дело с реальными объектами – явлениями природы, физическими и производственными процессами.
Чтобы сформулировать такую задачу, необходимо сначала описать объект исследования, определить параметры, характеризующие данный объект; выявить связи между параметрами, т.е. исследовать объект как информационную модель.
Модель, представляющая объект, процесс или явление набором параметров и связей между ними, называется информационной моделью.
ПРИМЕРЫ
Расписание поездов – информационная модель – состоит в том, чтобы связать воедино время прибытия и отправления каждого поезда с каждой станции, чтобы не произошло столкновений, заторов, чтобы каждый поезд был обслужен (заправка воды, приём продуктов, приём-выход пассажиров…). Необходимо учесть и связать все связи между многочисленными параметрами.
Рассмотрим модель известного процесса – равномерного прямолинейного движения.
Параметры: V – постоянная скорость;
t - время в пути;
S - путь, пройденный телом за время t.
Связь между этими параметрами устанавливается известной вам формулой:
S = V t .
Рассмотрим модель равноускоренного прямолинейного движения.
Параметры: V0 – начальная скорость;
t - время в пути;
a - постоянное ускорение
S - путь, пройденный телом за время t.
Связь между этими параметрами устанавливается известной вам формулой:
S = V0 t + a t2 / 2.
В этих двух случаях информационной модели есть особенность:
Значения параметров – это числа, а связь между ними представлена в виде равенства, т.е. функциональной зависимостью.
Информационная модель, в которой параметры и зависимости между ними выражены в математической форме называются математической моделью.
Информационная модель вовсе не обязана быть математической.
Рассмотрим ИМ обычного класса. Один из параметров: Фамилия Имя. Его значение не число, а 2 слова языка той страны, где находится школа. Другие параметры: дата рождения, адрес, ….
Связь: каждому одному параметру соответствует только одно значение другого параметра.
Эту связь удобно представить в виде таблицы:
| Фамилия Имя | Дата рождения | Адрес |
| | | |
П
араметрЗ
начение параметра II ЭТАП Разработка АЛГОРИТМА
Данный этап заключается в разложении вычислительного процесса на возможные составные части, установлении порядка их следования, описании содержания каждой такой части в той или иной форме и последующей проверке, которая должна показывать, обеспечивается ли реализация выбранного метода.
В большинстве случаев не удаётся сразу получить удовлетворительный результат, поэтому составление алгоритма проводится методом «проб и устранения ошибок» и для получения окончательного варианта требуется несколько шагов коррекции и анализа.
Как правило, в процессе разработки алгоритм проходит несколько этапов детализации. Первоначально составляется укрупненная схема алгоритма, в которой отражаются наиболее важные и существенные связи между исследуемыми процессами (или частями процесса).
На последующих этапах раскрываются (детализируются) выделенные на предыдущих этапах части вычислительного процесса, имеющие некоторое самостоятельное значение. кроме того, на каждом этапе детализации выполняется многократная проверка и исправление (отработка) схемы алгоритма. Подобный подход позволяет избежать возможных ошибочных решений.
Эффект поэтапной детализации алгоритма во многом зависит от того, как осуществляется его структуризация: расчленение алгоритмического процесса на составные части, что должно определяться не произволом пользователя(программиста), а внутренней логикой самого процесса.
Каждый элемент крупноблочной схемы алгоритма должен быть максимально самостоятельным и логически завершенным в такой степени, чтобы дальнейшую его детализацию можно было выполнять независимо от детализации остальных элементов. Это упрощает процесс проектирования алгоритма и позволяет осуществлять его разработку по частям одновременно нескольким людям.
Разработка алгоритмов является в значительной степени творческим, эвристическим процессом, как правило, требует большой эрудиции, изобретательности, нестандартных и нетрадиционных подходов к решению задачи.
III ЭТАП Составление программы
Представление алгоритма в форме, допускающей ввод в машину и последующий перевод на машинный язык, относится к этапу составления программы (программированию), т.е. разработанный алгоритм решения задачи необходимо изложить на языке, который будет понятен ЭВМ непосредственно или после предварительного машинного перевода. От выбора языка программирования зависит процесс отладки программы, во время которого программа принимает окончательный рабочий вид. Таким языком может быть язык программирования Паскаль.
IV ЭТАП Ввод программы в память компьютера
Предварительно программа проверяется лицом , осуществившим подготовку и программирование задачи. Выясняется правильность написания программы, выявляются смысловые и синтаксические ошибки, … затем программа вводится в память ЭВМ и ошибки, оставшиеся незамеченными, выявляются уже непосредственно с помощью машины.
Гарантией правильности решения может служить , например:
- проверка выполнения условий задачи(например, для алгебраического уравнения найденные корни подставляются в исходное уравнение и проверяются расхождения левой и правой частей);
- качественный анализ задачи;
- пересчёт(по возможности другим методом).
V ЭТАП Вычисления(на ЭВМ) и обработка результатов
После завершения расчётов на ПК наступает этап использования результатов вычислений в практической деятельности или, как говорят, этап внедрения результатов.
Литература
- Паскаль: Учебное пособие для сред.спец.учеб заведений./В.С.Новичков, Н.И.Парфилова, А.Н.Пылькин.- М: Высш.шк,1990,Алгоритмические языки в техникуме.
- А.Ю.Гаевский. Информатика: 7-11 класс.: Учебное пособие- К:2002