«Информатика»

Вид материала

Учебное пособие

Содержание Методы и технологии моделирования Языки программирования Этапы решения задачи

Подобный материал:

• Рабочая учебная программа по дисциплине «Информатика» Направление №230100 «Информатика, 91.73kb.
• Темы рефератов по курсу «Информатика», 10.55kb.
• Программа дисциплины Иностранный язык профессионального общения для направлений 080700., 259.96kb.
• Рабочая программа дисциплины: «Информатика с методикой преподавания» Для специальности:, 495.05kb.
• Рабочая программа «Основы микроэлектроники» для специальностей «Информатика и английский, 501.86kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине б в дв. 01- цифровая обработка сигналов, 603.86kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине педагогика направление подготовки, 1570.07kb.
• Программа пропедевтического курса «Информатика в играх и задачах», 125.46kb.
• Рабочая программа дисциплины для студентов магистратуры, обучающихся по направлению, 120.54kb.
• Метод Кругов Эйлера Аннотация. Логические задачи, представленные в данной рабочей тетради,, 456.39kb.

Методы и технологии моделирования

Задачи (функции) моделирования:

а)выработка понимания устройства и по­ве­де­ния объ­ек­та (инструмент познания);

б)прогнозирование характеристик и сос­то­я­ния объек­та (инструмент прогнозирования);

в)выбор воздействий, которые поз­во­лят дос­тичь наших целей (инструмент планирования и управления). В ре­аль­нос­ти эти задачи могут быть связаны и переплетены.

В зависимости от характера решаемой задачи и свойств моделируемого объекта вы­бираются свойства модели и используемый математический аппарат.

Технология решения задач (анализа, прогнозирования, управления) с исполь­зо­ва­нием компьютерного моделирования включает основные этапы:

1)Постановка задачи – описание исходной задачи и исходных дан­ных («что да­но») и определение целей моделирования, требований к ре­зуль­та­там («что нуж­но найти»).

2)Разработка концептуальной модели («расчетной схемы», упрощенного пред­став­ления) или структуризация или качественный анализ – формулировка пред­по­­ложений и упрощений, вы­деление существенных эле­мен­тов и взаимосвязей (ре­зультаты этапа же­ла­тель­но представить максимально на­глядно – в виде схем, ди­аграмм или, по край­ней мере, сжатого лаконичного опи­сания).

3)Разработка математической модели, формализация задачи – описание объ­ек­та (точнее, разработанной ранее его упрощенной концептуальной модели) на ис­кусственном математическом («формальном») языке с использованием на­и­бо­­­лее адекватного математического аппарата.

4)Алгоритмизация задачи – разработка алгоритма расчета, представляющего ма­тематическую модель в виде четкой и однозначной последовательности опе­ра­ций, которые могут быть выполнены на компьютере.

5)Кодирование алгоритма с помощью выбранных средств программирования (язы­­ка и системы программирования, электронных таблиц, набора запросов, форм и отчетов базы данных и т.п.).^*

6)Тестирование (отладка) компьютерной системы (программы, рас­­четной таб­ли­цы, базы данных) для выявления и устранения ошибок. Этот этап является об­я­зательным и, зачастую, наиболее длительным, потому что, в си­лу причин, объ­ясняемых в соответствующем разделе курса, создать сра­зу про­грамму без оши­бок невозможно.

7)Использование компьютерной системы для решения поставленных задач объ­яс­нения функционирования моделируемой системы, прогнозирования ее по­ве­де­ния, при­ня­тия уп­равленческих решений и т.п.

8)Интерпретация результатов компьютерного моделирования – фор­му­ли­ров­ка выводов из анализа явления и следствий полученных прогнозов, выработка мер по реализации выбранного решения.

Процесс решения задачи с использованием компьютерного моделирования яв­ля­ется итеративным (циклическим): на любом из этапов может потребоваться во­з­врат на любой из предыдущих и внесение изменений. Так, даже на этапе ин­тер­претации результатов может оказаться, что полученные выводы практически не­при­ме­ни­мы, и нужно вернуться к постановке задачи, пересмотрев состав ис­ход­ных данных и цели моделирования (требования к результатам).

10. Языки программирования

    1. Этапы решения задачи

Основные этапы решения задачи рассмотрим на примере вычисления периметра треугольника.

Задача №1. Составить на структурированном языке алгоритм вычисления периметра треугольника, если известны координаты его вершин (треугольник лежит на плоскости).

Обозначим координаты вершин xA, yA, xB, yB, xC, yC и ввод их значений осуществим в главной программе. Пусть AB-расстояние между точками A и B, BC-между B и C, AC-между A и С, а Р – периметр. Периметр вычислим по известной формуле Р=AB+BC+AC, а расстояние же между двумя точками вычислим по формуле: .

В процессе подготовки задачи для решения на ПК можно выделить такие этапы:

1. Постановка задачи. На этом этапе формулируется цель решения задачи, анализируются требования и подробно описывается содержание задачи, выявляются условия, при которых решается задача, а также определяются входные параметры, которые называются исходными данными. Например, для задачи №1, целью является периметр, а исходными данными являются координаты его вершин, при этом условием является то, что вершины треугольника лежат на плоскости.
   
2. Формальное построение модели задачи. На этом этапе составляется формальная модель решения задачи, например, модель базы данных, адекватная оригиналу, модель объектов и потоков информации. Для задачи №1 мы определили, что периметр треугольника вычислим, если будем знать длины его сторон, а длины сторон определяются по координатам вершин треугольника.
   
3. Построение математической модели решения задачи. Этот этап иначе называют формализацией задачи, на котором описательная модель записывается с помощью какого-либо формального языка, например, математического. В задаче №1 для вычисления периметра используются формулы Р=AB+BC+AC, и .
   
4. Построение алгоритма. Процесс обработки данных разбивается на отдельные самостоятельные блоки и определяется последовательность выполнения этих блоков. Для задачи №1 вычисление расстояния между двумя точками можно вынесли в самостоятельный блок (в подпрограмму-функцию), вызов которой будет осуществляться из основной программы.
   
5. Составление программы. На этом этапе алгоритм записывается на каком - либо конкретном языке программирования.
   
6. Отладка программы. На этом этапе процесс производят устранение ошибок в программе.