Осуществляется построение алгоритма четкой инструкции задающей необходимую последовательность

Постановка задачи.

На этапе постановки задачи должно быть четко определено, что дано, и что требуется найти. 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. Таким образом, постановка задачи включает в себя следующие моменты: сбор информации о задаче; формулировку условия задачи; определение конечных целей решения задачи; определение формы выдачи результатов; описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).

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 (правда, реальное явление еще более сложно), 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.

Построение 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. Разработка алгоритма включает в себя выбор метода проектирования алгоритма; выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.); выбор тестов и метода тестирования; проектирование самого алгоритма.

Программирование.

Первые три этапа — это работа без компьютера. Дальше следует собственно программирование на определенном языке в определенной системе программирования. Программирование включает в себя следующие виды работ: выбор языка программирования; уточнение способов организации данных; запись алгоритма на выбранном языке программирования. Справедливости ради, надо сказать, что этот этап решения задачи было бы правильнее назвать «Компьютерным моделированием», т. к. при решении некоторых задач можно обойтись без составления программы на языке программирования, это можно успешно сделать, используя современные приложения (электронные таблицы, системы управления базами данных и пр.). В этом случае не понадобится и следующий этап — отладка и тестирование программы, а вот проведение расчетов и анализ полученных результатов следует проводить с особой тщательностью.

Источник

Урок 10
§2.1 Решение задач на компьютере

Решение задачи с использованием компьютера включает этапы, представленные на рис. 2.1.

На первом этапе обычно осуществляется постановка задачи, происходит осознание её условия. 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 существенные свойства рассматриваемого объекта, указаны связи между исходными данными и результатами.

Рис. 2.1. Этапы решения задачи на компьютере

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 ввиду её наглядности и универсальности.

На четвёртом этапе алгоритм записывается на одном из языков программирования. Вы учитесь записывать программы на языке Паскаль.

На пятом этапе осуществляется отладка и тестирование программы.

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 найти 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. 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.

На шестом этапе по уточнённой программе проводятся необходимые вычисления, результаты которых позволяют ответить на поставленные в задаче вопросы.

Рассмотренные этапы являются основой разработки современного программного обеспечения, но при этом называются они несколько иначе (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Этапы разработки программного обеспечения

На этапе подготовки разработчик уточняет у заказчика требования к программному продукту, осуществляет предварительное планирование этапов работ, сроков, ресурсов и стоимости разработки.

На этапе проектирования составляются требования к программе, определяются её технические характеристики, выбираются алгоритмы реализации программы.

На этапе создания происходит разработка интерфейса программы (кнопки, иконки, расположение и т. д.); создаётся программный код — пишется программа, реализующая ранее выбранный алгоритм; осуществляются отладка и тестирование программы. На этом же этапе создаётся пакет документации, включающий различные описания, инструкции и руководства. Наличие подробной документации обеспечивает в том числе возможность передачи накопленных знаний другим разработчикам.

На этапе поддержки происходит установка разработанного программного обеспечения (внедрение), исправление выявленных ошибок и поддержка пользователей (сопровождение).

2.1.2. Задача о пути торможения автомобиля

Рассмотрим последовательность этапов решения задачи на компьютере (см. рис. 2.1) на примере простой задачи.

Водитель автомобиля, движущегося с некоторой постоянной скоростью, увидев красный свет светофора, нажал на тормоз. После этого скорость автомобиля стала уменьшаться каждую секунду на 5 метров. Требуется найти расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

Первый этап. Дано:

υ_х — конечная скорость (равна нулю, так как автомобиль остановился);

а_х — ускорение (равно -5 м/с 2 ).

Требуется найти: s_x — расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

Второй этап. В данной ситуации мы имеем дело с прямолинейным равноускоренным движением тела. Формула для перемещения при этом имеет вид:

Упростим эту формулу с учётом того, что конечная скорость равна нулю: . При а_x = -5 м/с 2 получим: (при условии задания скорости в метрах в секунду и вычислении пути в метрах).

Третий этап. Представим алгоритм решения задачи в виде блок-схемы:

Четвёртый этап. Запишем данный алгоритм на языке программирования Паскаль:

Пятый этап. Протестировать составленную программу можно, используя информацию, что при скорости 72 км/ч с начала торможения до полной остановки автомобиль проходит 40 метров.

Шестой этап. Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно сделать вывод: чем больше начальная скорость автомобиля, тем большее расстояние он пройдёт с начала торможения до полной остановки.

Применяя компьютер для решения задач, всегда следует помнить, что наряду с огромным быстродействием и абсолютной исполнительностью у компьютера отсутствуют интуиция и чувство здравого смысла и он способен решать только ту задачу, программу решения которой ему подготовил человек.

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Этапы решения задачи с использованием компьютера:

Для решения многих задач на компьютере необходимо владеть языком программирования, обладать знаниями в области информационного моделирования и алгоритмизации.

Вопросы и задания

1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?

2. Перечислите основные этапы решения задачи с использованием компьютера.

3. Что происходит на этапе постановки задачи? Что является результатом этого этапа?

4. Что происходит на этапе формализации? Что является результатом этого этапа?

5. Что происходит на этапе алгоритмизации? Что является результатом этого этапа?

6. Что происходит на этапе программирования? Что является результатом этого этапа?

7. Что происходит на этапе компьютерного эксперимента? Что является результатом этого этапа?

8. Какой этап решения задачи на компьютере, по вашему мнению, является наиболее трудоёмким?

9. Как вы считаете, по силам ли одному специалисту реализация всех этапов решения сложной практической задачи? Обоснуйте свою точку зрения. Проведите аналогию между этапами решения задачи на компьютере и этапами разработки программного обеспечения. Обсудите эти вопросы в группе.

10. Как правило, сложные практические задачи решаются большими коллективами разработчиков. Отдельные группы в этих коллективах специализируются на выполнении одного или нескольких этапов решения задачи. Нужно ли в таком случае им иметь представление обо всех этапах решения задачи с использованием компьютера? Обоснуйте свою точку зрения.

11. Может ли пригодиться в жизни представление об этапах решения задачи с использованием компьютера? Обоснуйте свою точку зрения.

12. В аэробусе, вмещающем 160 пассажиров, три четверти мест находятся в салонах экономического класса и одна четверть мест — в салоне бизнес-класса. Стоимость билета в салоне бизнес-класса составляет х рублей, что в два раза выше стоимости билета в салонах экономического класса. Разработайте программу, которая вычислит сумму денег, полученную авиакомпанией от продажи билетов на этот рейс, если известно, что остались нераспроданными а билетов бизнес-класса и b билетов экономического класса. Выделите все этапы решения этой задачи и опишите свои действия на каждом из них.

13. Уличный продавец газет получает а рублей с продажи каждой из первых 50 газет. С продажи каждой из последующих газет он получает на 20% больше.

Разработайте программу, которая вычислит заработок продавца, если он продаст за день 200 газет. Зафиксируйте свои действия на каждом из этапов решения этой задачи.

Электронное приложение к уроку

Источник

Этапы решения задач с использованием компьютера

Рассмотрим эти этапы на следующем примере: пусть требуется вычислить сумму двух целых чисел и вывести на экран видеомонитора результат.

Первый этап – постановка задачи. На этом этапе участвует человек, хорошо представляющий предметную область задачи. Он должен четко определить цель задачи, дать словесное описание содержания задачи и предложить подход к ее решению. Для задачи вычисления суммы двух целых чисел человек, знающий, как складываются числа, может описать задачу следующим образом: ввести два целых числа, сложить их и вывести сумму в качестве результата решения задачи.

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 сводится 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 лучший. Для вышеописанной задачи данный этап сводится к следующему: введенные в компьютер числа запомним в памяти под именами А и В, затем вычислим значение суммы этих чисел по формуле А+В, и результат запомним в памяти под именем Summa.

Третий этап – алгоритмизация задачи. На основе математического описания необходимо разработать алгоритм решения.

Алгоритмом называется точное предписание, определяющее последовательность действий исполнителя, направленных на решение поставленной задачи. В роли исполнителей алгоритмов могут выступать люди, роботы, компьютеры.

Используются различные способы записи алгоритмов. Широко распространен словесный способ записи: это записи рецептов приготовления различных блюд в кулинарной книге, инструкции по использованию технических устройств, правила правописания и многие другие. Наглядно представляется алгоритм языком блок-схем.

Например, алгоритм решения задачи вычисления суммы двух целых чисел на языке блок-схем будет записан, как показано на рис. 1.

Свойства алгоритма. При составлении и записи алгоритма необходимо обеспечить, чтобы он обладал рядом свойств.

Однозначность алгоритма, под которой понимается единственность толкования исполнителем правил выполнения действий и порядка их выполнения. Чтобы алгоритм обладал этим свойством, он должен быть записан командами из системы команд исполнителя.

Для нашего примера исполнитель алгоритма должен понимать такую запись действий, как сложить числа А и В.

Конечность алгоритма – обязательность завершения каждого из действий, составляющих алгоритм, и завершаемость выполнения алгоритма в целом. Записанный на рис.1 алгоритм обладает этим свойством, так как запись действий исполнителя завершается записью об окончании алгоритма.

Результативность алгоритма, предполагающая, что выполнение алгоритма должно завершиться получением определенных результатов. Алгоритм в нашем примере обладает этим свойством, так как для целых чисел А и В всегда будет вычислена сумма.

Массовость, т.е. возможность применения данного алгоритма для решения целого класса задачи. Так как алгоритм, показанный на рис.1, позволяет правильно подсчитать сумму не только чисел 2 и 3, но любой другой пары целых чисел, он обладает свойством массовости. Для того чтобы алгоритм обладал свойством массовости, следует составлять алгоритм, используя обозначения величин и избегая конкретных значений.

Правильность алгоритма, под которой понимается способность алгоритма давать правильные результаты решения поставленных задач. Представленный в примере алгоритм обладает свойством правильности, так как в нем использована правильная форма сложения целых чисел, и для любой пары целых чисел результат выполнения алгоритма будет равен их сумме.

Четвертый этап – программирование. Программой называется план действий, подлежащих выполнению некоторым исполнителем, в качестве которого может выступать компьютер. Составление программы обеспечивает возможность выполнения алгоритма и 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.

Пятый этап – ввод программы и исходных данных в ЭВМ. Программа и исходные данные вводятся в ЭВМ с клавиатуры с помощью редактора текстов, и для постоянного хранения осуществляется их запись на гибкий или жесткий магнитный диск.

Шестой этап – тестирование и отладка программы. На этом этапе происходят исполнение алгоритма с помощью ЭВМ, поиск и исключение ошибок. При этом программисту приходится 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 оттестировать 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 зациклится (т.е. бесконечно повторять одно и то же действие); на другом – дать явно неверный или бессмысленный результат и т.д. Сложные программы отлаживают отдельными фрагментами.

Для повышения качества выполнения этого этапа используются специальные программы – отладчики, которые позволяют исполнить программу «по шагам» с наблюдением за изменением значений переменных, выражений и других объектов программы, с отслеживанием выполняемых операторов.

Седьмой этап – исполнение отлаженной программы и анализ результатов. На этом этапе программист запускает программу и задает исходные данные, требуемые по условию задачи.

Полученные в результате решения выходные данные анализируются постановщиком задачи, и на основании этого анализа вырабатываются соответствующие решения, рекомендации, выводы. Например, если при решении задачи на компьютере результат сложения двух чисел 2 и 3 будет 4, то следует сделать вывод о том, что надо изменить алгоритм и программу.

Возможно, что по итогам анализа результатов потребуются пересмотр 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 показанным выше свойствам.

Источник

Учитель информатики

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

§ 2.1. Решение задач на компьютере

Информатика. 9 класса. Босова Л.Л. Оглавление

Ключевые слова:

Этапы решения задачи на компьютере

Чтобы решать задачи на компьютере, необходимо владеть языком программирования, обладать знаниями в области информационного моделирования и алгоритмизации.

Решение задачи с использованием компьютера включает в себя этапы, показанные на рис. 2.1.

На первом этапе обычно осуществляется постановка задачи, происходит осознание её условия. 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 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:

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

На четвёртом этапе алгоритм записывается на одном из языков программирования. Вы учитесь записывать программы на языке Паскаль.

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 найти 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.

Задача о пути торможения автомобиля

Рассмотрим последовательность прохождения этапов решения задачи на компьютере (см. рис. 2.1) на примере простой задачи.

Водитель автомобиля, движущегося с некоторой постоянной скоростью, увидев красный свет светофора, нажал на тормоз. После этого скорость автомобиля стала уменьшаться каждую секунду на 5 метров. Требуется найти расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

Первый этап.

Требуется найти: s_x — расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

Второй этап. В данной ситуации мы имеем дело с прямолинейным равноускоренным движением тела. Формула для перемещения при этом имеет вид:

Упростим эту формулу с учётом того, что конечная скорость равна нулю:

Третий этап. Представим алгоритм решения задачи в виде блок-схемы:

Четвёртый этап. Запишем данный алгоритм на языке программирования Паскаль:

Пятый этап. Протестировать составленную программу можно, используя информацию, что при скорости 72 км/ч с начала торможения до полной остановки автомобиль проходит 40 метров.

Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно сделать вывод: чем больше начальная скорость автомобиля, тем большее расстояние он пройдёт с начала торможения до полной остановки.

Применяя компьютер для решения задач, всегда следует помнить, что наряду с огромным быстродействием и абсолютной исполнительностью у компьютера отсутствуют интуиция и чувство здравого смысла, и он способен решать только ту задачу, программу решения которой ему подготовил человек.

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Этапы решения задачи с использованием компьютера:1) постановка задачи;
2) формализация;
3) алгоритмизация;
4) программирование;
5) компьютерный эксперимент.Для решения задач на компьютере необходимо владеть языком программирования, обладать знаниями в области информационного моделирования и алгоритмизации.

Вопросы и задания к § 2.1. Решение задач на компьютере

1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?

Источник

Решение задач на компьютере. Этапы решения задачи на компьютере

Урок 12. Информатика 9 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Решение задач на компьютере. Этапы решения задачи на компьютере»

Вы уже знаете, что компьютер был создан для решения задач и обработки данных. И наверняка задавались вполне логичным вопросом: «А как именно решить ту или иную задачу с помощью компьютера?».

Решение любой задачи с помощью компьютера можно разделить на пять основных этапов:

1. Постановка задачи.

2. Формализация задачи.

3. Создание алгоритма.

5. Тестирование и отладка.

Постановка задачи. На этапе постановки задачи нужно понять условие задачи, выделить исходные и результирующие данные и понять отношения между ними. Проще говоря, нужно ответить на вопросы:

· «Что нужно найти по условию задачи?»

· «Чем можно пользоваться при решении задачи?»

Формализация задачи. Во время этого этапа нужно записать описательную информационную модель, созданную на этапе постановки задачи, каким-либо формальным языком, например математическими формулами, и адаптировать эти формулы для решения данной задачи. То есть нам нужно записать при помощи формул соотношения между данными задачи и понять, при помощи каких формул можно найти результирующие данные из исходных. Иначе говоря, создать математическую модель, описывающую явление или объект, которые фигурируют в условии.

Как ясно из названия следующего этапа «Создание алгоритма», его результатом должен быть алгоритм или конкретная последовательность действий. Алгоритм создаётся на основании математической модели.

При создании алгоритма должны быть соблюдены два условия:

· Созданный алгоритм должен быть конкретной последовательностью действий, которая приводит к получению результирующих данных из исходных.

· Созданный алгоритм должен быть понятен человеку, который будет писать по нему программу.

Чаще всего алгоритм записывается в форме блок-схемы, потому что данная форма записи достаточно наглядна и универсальна.

Пример блок-схемы

На этапе программирования алгоритм записывается с помощью какого-нибудь языка программирования. То есть результатом работы на данном этапе должна быть программа. Мы будем писать программы на языке Pascal.

Пример программы на языке Pascal

На этапе тестирования и отладки проверяется, работает ли программа, если работает, то правильно ли. Проверяется отсутствие ошибок в программе. Ошибки делятся на синтаксические, которые связаны с нарушением правил записи программы на конкретном языке программирования, и логические, которые могут быть связаны с недостаточно точной математической моделью, недостаточно точным алгоритмом или же неточной записью алгоритма на языке программирования. Синтаксические ошибки находятся при помощи программных средств, а логические ошибки находятся с помощью тестов.

Тест – это набор конкретных значений исходных данных, при которых известен ожидаемый результат работы программы.

Если результаты работы программы соответствуют ожидаемым – значит задача решена, иначе – на одном из этапов допущена логическая ошибка. Например недостаточно точно сформулирована математическая модель. А так как все этапы связаны между собой – это повлекло неточности при создании алгоритма и программировании. Чтобы исправить ошибку возвращаются к этапу формализации задачи и уточняют математическую модель, после чего вносят правки в алгоритм и программу. Далее программа снова отлаживается и тестируется. Так происходит до тех пор, пока программа не будет соответствовать всем требованиям.

Обратим внимание на то, что этапы постановки и формализации задачи могут требовать наличия некоторых знаний из предметной области задачи. Например, если наша задача из области авиастроения – то без знаний из этой области мы не сможем узнать отношений между исходными и результирующими данными, а тем более записать их в виде формул.

Этапы создания алгоритма и программирования требуют наличия знаний по программированию. Так как на третьем этапе определяется каким образом будет решаться та или иная подзадача. А от этого зависит скорость работы программы, и количество потребляемых ею ресурсов системы, например оперативной памяти. На четвёртом этапе записать алгоритм тоже можно различными способами.

На этапе тестирования и отладки требуются как знания по предметной области, так и некоторое знание основ программирования. Так как без знаний в предметной области мы не можем знать результирующих данных в тестах, а без знаний в программировании мы не сможем отыскать ошибки и составить наиболее полный набор тестов, учитывающий все частные случаи и исключения.

Таким образом, решение задачи с помощью компьютера можно изобразить в виде схемы. На этапе постановки задачи ставиться её условие, а результатом работы на данном этапе будут исходные и результирующие данные, которые, в свою очередь, поступают на этап «Формализации задачи». На данном этапе составляется математическая модель, по ней составляют алгоритм, который записывают в одной из форм. По алгоритму составляется программа, которая отлаживается и тестируется. Если программа работает неправильно, процесс решения возвращается к одному из предыдущих этапов, а если правильно – задача решена.

Схема решения задачи с помощью компьютера

Решение задач с помощью компьютера включает в себя:

1. Постановку задачи.

2. Формализацию задачи.

3. Создание алгоритма.

5. Тестирование и отладку.

Все этапы решения задачи связаны между собой.

Источник

Глава 8. Технология подготовки и решения задач с помощью компьютера

8.1. Какие этапы включает в себя решение задач с помощью компьютера?

8.2. Что называют математической моделью?

Математическая модель — это система математических соотношений — формул,
уравнений, неравенств и т.д., отражающих существенные свойства объекта или явления.

— Позвольте, — может сказать «заказчик», — меня не устраивает такое упрощение. Я хочу знать точно, сколько времени будет падать камень в реальных условиях, а не в несуществующей пустоте.

— Хорошо, — согласится математик. — Будем считать, что камень имеет сферическую форму и диаметр. Какого примерно он диаметра?

— Около пяти сантиметров. Но он вовсе не сферический, а продолговатый.

Если тот, кто поставил задачу на «человеческом» языке не будет дальше вмешиваться в ход мысли математика, то последний через некоторое время даст численный ответ. Но «потребитель» может возражать по-прежнему: камень на самом деле вовсе не эллипсоидальный, давление воздуха в том месте и в тот момент не было равно 760 мм ртутного столба и т.д. Что же ответит ему математик?

Чтобы описать явление, необходимо выявить самые существенные его свойства, закономерности, внутренние связи, роль отдельных характеристик явления. Выделив наиболее важные факторы, можно пренебречь менее существенными.

Конечно, результаты вычислительного эксперимента могут оказаться и не соответствующими действительности, если в модели не будут учтены какие-то важные стороны действительности.

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.

Существует не только математическое моделирование какого-либо явления, но и визуально-натурное моделирование, которое обеспечивается за счет отображения этих явлений средствами машинной графики, т.е. перед исследователем демонстрируется своеобразный «компьютерный мультфильм», снимаемый в реальном масштабе времени. Наглядность здесь очень высока.

8.3. Какие основные этапы содержит процесс разработки программ?

Процесс разработки программы можно выразить следующей формулой:

На начальном этапе работы анализируются и формулируются требования к программе, разрабатывается точное описание того, что должна делать программа и каких результатов необходимо достичь с ее помощью.

Затем программа разрабатывается с использованием той или иной технологии программирования (например, структурного программирования).

Полученный вариант программы подвергается систематическому тестированию — ведь наличие ошибок в только что разработанной программе это вполне нормальное закономерное явление. Практически невозможно составить реальную (достаточно сложную) программу без ошибок. Нельзя делать вывод, что программа правильна, лишь на том основании, что она не отвергнута машиной и выдала результаты. Все, что достигнуто в этом случае, это получение каких-то результатов, не обязательно правильных. В программе при этом может оставаться большое количество логических ошибок. Ответственные участки программы проверяются с использованием методов доказательства правильности программ.

Для каждой программы обязательно проводятся работы по обеспечению качества и эффективности программного обеспечения, анализируются и улучшаются временные характеристики.

8.4. Как проконтролировать текст программы до выхода на компьютер?

8.5. Для чего нужны отладка и тестирование?

Тестирование устанавливает факт наличия ошибок, а отладка выясняет ее причину.

Английский термин debugging (» отладка «) буквально означает » вылавливание жучков «. Термин появился в 1945 г., когда один из первых компьютеров — «Марк-1» прекратил работу из-за того, что в его электрические цепи попал мотылек и заблокировал своими останками одно из тысяч реле машины.

8.6. В чем заключается отладка?

8.7. Что такое тест и тестирование?

Как бы ни была тщательно отлажена программа, решающим этапом, устанавливающим ее пригодность для работы, является контроль программы по результатам ее выполнения на системе тестов.

Программу условно можно считать правильной, если её запуск для выбранной системы
тестовых исходных данных во всех случаях дает правильные результаты.

Для реализации метода тестов должны быть изготовлены или заранее известны эталонные результаты.

8.8. Какими должны быть тестовые данные?

8.9. Из каких этапов состоит процесс тестирования?

1. Проверка в нормальных условиях. Предполагает тестирование на основе данных, которые характерны для реальных условий функционирования программы.

2. Проверка в экстремальных условиях. Тестовые данные включают граничные значения области изменения входных переменных, которые должны восприниматься программой как правильные данные. Типичными примерами таких значений являются очень маленькие или очень большие числа и отсутствие данных. Еще один тип экстремальных условий — это граничные объемы данных, когда массивы состоят из слишком малого или слишком большого числа элементов.

Наихудшая ситуация складывается тогда, когда программа воспринимает неверные данные как правильные и выдает неверный, но правдоподобный результат.

Программа должна сама отвергать любые данные, которые она не в состоянии обрaбатывать правильно.

8.10. Каковы характерные ошибки программирования?

Ошибки могут быть допущены на всех этапах решения задачи — от ее постановки до оформления. Разновидности ошибок и соответствующие примеры приведены в таблице:

Вид ошибки	Пример
Неправильная постановка задачи	Правильное решение неверно сформулированной задачи
Неверный алгоритм	Выбор алгоритма, приводящего к неточному или эффективному решению задачи
Ошибка анализа	Неполный учет ситуаций, которые могут возникнуть; логические ошибки
Семантические ошибки	Непонимание порядка выполнения оператора
Синтаксические ошибки	Нарушение правил, определяемых языком программирования
Ошибки при выполнении операций	Слишком большое число, деление на ноль, извлечение квадратного корня из отрицательного числа и т. п.
Ошибки в данных	Неудачное определение возможного диапазона изменения данных
Опечатки	Перепутаны близкие по написанию символы, например, цифра 1 и буквы I, l
Ошибки ввода-вывода	Неверное считывание входных данных, неверное задание форматов данных

8.11. Является ли отсутствие синтаксических ошибок свидетельством правильности программы?

Обычно синтаксические ошибки выявляются на этапе трансляции. Многие же другие ошибки транслятору выявить невозможно, так как транслятору неизвестны замыслы программиста.

Отсутствие сообщений машины о синтаксических ошибках является необходимым,
но не достаточным условием, чтобы считать программу правильной.

8.12. Какие ошибки не обнаруживаются транслятором?

Существует множество ошибок, которые транслятор выявить не в состоянии, если используемые в программе операторы сформированы верно. Приведем примеры таких ошибок.

Все эти ошибки обнаруживаются с помощью тестирования.

8.13. В чем заключается сопровождение программы?

Сопровождение программ — это работы, связанные с обслуживанием программ
в процессе их эксплуатации.

Применительно ко многим программам работы по сопровождению поглощают более половины затрат, приходящихся на весь период времени существования программы (начиная от выработки первоначальной концепции и кончая моральным ее устареванием) в стоимостном выражении.

Программа, предназначеная для длительной эксплуатации, должна иметь соответствующую документацию и инструкцию по её использованию.

8.14. Вопросы для самоконтроля

8.1. Какие основные этапы включает в себя решение задач на компьютере?

8.2. Какие этапы компьютерного решения задач осуществляются без участия компьютера?

8.3. Что называют математической моделью объекта или явления?

8.4. Почему невозможно точное исследование поведения объектов или явлений?

8.5. Какие способы моделирования осуществляются с помощью компьютера?

8.6. Из каких последовательных действий состоит процесс разработки программы?

8.7. Доказывает ли получение правдоподобного результата правильность программы?

8.8. Какие ошибки могут остаться невыявленными, если не провести проверку (просмотр, прокрутку) программы?

8.9. Чем тестирование программы отличается от её отладки?

8.10. Каким образом программа-отладчик помогает исследовать поведение программы в процессе её выполнения?

8.11. Как следует планировать процесс отладки программы?

8.12. Можно ли с помощью тестирования доказать правильность программы?

8.13. На какой стадии работы над программой вычисляются эталонные результаты тестов?

8.14. Назовите основные этапы процесса тестирования.

8.15. В чём заключается отличие синта ксических ошибок от семантических?

8.16. О чём свидетельствует отсутствие сообщений машины о синтаксических ошибках?

8.17. Какие разновидности ошибок транслятор не в состоянии обнаружить?

8.18. Для чего программам требуется сопровождение?

8.15. Упражнения

Составьте системы тестов для решения следующих задач:

8.1. Найдите наибольший общий делитель двух заданных целых чисел.

8.2. Найдите наименьшее общее кратное двух заданных целых чисел.

8.3. Определите, является ли заданное число нечетным двузначным числом.

8.4. Заданы площади квадрата и круга. Определите, поместится ли квадрат в круге.

8.5. Решите биквадратное уравнение.

8.6. Найдите среднее арифметическое положительных элементов заданного одномерного массива.

8.7. Элементы заданного одномерного массива разделите на его первый элемент.

8.8. Определите, лежит ли заданная точка на одной из сторон треугольника, заданного координатами своих вершин.

8.9. Определите, имеют ли общие точки две плоские фигуры — треугольник с заданными координатами его вершин и круг заданного радиуса c центром в начале координат.

8.10. Задано целое А > 1. Найдите наименьшее целое неотрицательное k, при котором 2 k > А.

8.11. Дана последовательность целых чисел. Определите, со скольких чётных чисел она начинается.

8.12. В заданном двумерном массиве найдите количество строк, не содержащих нули.

8.13. Определите, сколько строк заданного двумерного массива содержат элементы из заданного диапазона.

8.14. Преобразуйте число, заданное в римской системе счисления, в число десятичной системы.

Источник

Обновлено: 24.04.2023

Алгоритм чаще всего представляется в форме блок-схемы ввиду её наглядности и универсальности. Результатом этапа алгоритмизации является блок-схема.

Что является результатом на этапе программирования?

Программирование является четвертым этапом решения задачи с использованием компьютера. На четвертом этапе алгоритм записывается на одном из языков программирования. Результатом этого этапа является программа.

Что является результатом на этапе компьютерного эксперимента?

Что происходит на этапе компьютерного эксперимента? . После тестирования проводится компьютерный эксперимент, в результате которого проверяется работа программы в реальных условиях. Результатом этого этапа является программа, готовая к использованию для решения, поставленной на этапе постановки, задачи.

Что происходит на этапе компьютерного?

Компьютерный эксперимент является последним этапом решения задачи с использованием компьютера. На этапе эксперимента (тестирования, отладки) написанную программу проверяют на работоспособность, исправляют найденные ошибки. . Это и есть отладка. Она продолжается до момента когда программа будет работать правильно.

Что является результатом процесса формализации?

Результатом этапа «формализация» решения задачи на компьютере является математическая модель, которая описывает явление или объект, которые фигурируют в условии. То есть записать при помощи формул соотношения между данными задачи и понять, при помощи каких формул можно найти результирующие данные из исходных.

Какой этап решения задачи на компьютере по вашему мнению является наиболее трудоемким?

8. Какой этап решения задачи на ПК является наиболее трудоемким? . В нем нужно записать известные связи между исходными данными и результатами, тем самым решив задачу с помощью математических соотношений.

Что происходит на этапе программирование?

Что происходит на этапе программирования? . Этап программирования заключается в составлении программы по алгоритму, разработанному на этапе алгоритмизации. Подбирается язык программирования – процедурные или объектно-ориентированный. Для разработки драйверов устройств чаще используется машинный язык (ассемблер).

Сколько этапов насчитывает решение задачи на компьютере?

• Постановка задачи. Включает в себя: .
• Моделирование. .
• Построение алгоритма. .
• Программирование. .
• Отладка и тестирование программы. .
• Анализ результатов.

Что осуществляется на этапе программирования?

На этапе создания происходит разработка интерфейса программы (кнопки, иконки, расположение и т. д.); создаётся программный код — пишется программа, реализующая ранее выбранный алгоритм; осуществляются отладка и тестирование программы.

Что происходит на этапе постановки задачи?

Постановка задачи является первым этапом решения задачи с использованием компьютера. На первом этапе обычно осуществляется постановка задачи, происходит осознание её условия. При этом должно быть чётко определено, что дано (какие исходные данные известны, какие данные допустимы) и что требуется найти в решаемой задаче.

На каком этапе записывается алгоритм на одном из языков программирования?

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.

На каком этапе записывается алгоритм?

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

Какие этапы компьютерного решения задач осуществляется без участия компьютера?

• синтаксическая отладка;
• отладка семантики и логической стpуктуpы;
• тестовые pасчеты и анализ pезультатов тестиpования;
• совершенствование пpогpаммы.

Что происходит на этапе формализации?

На этапе формализации строится математическая модель задачи. Определяется к какому классу относится рассматриваемая задача. Записываются известные связи между исходными данными и результатами с помощью математических соотношений. Выбирается наиболее подходящий способ для решения задачи.

На каком этапе определяются исходные данные?

На первом этапе анализируется условие задачи, определяются исходные данные и результаты, устанавливается зависимость между величинами, рассматриваемыми в задаче. Некоторые задачи имеют множество способов решения, поэтому необходимо выбрать способ решения (сделать постановку задачи, составить модель задачи).

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

Какой этап решения задачи на компьютере, по вашему мнению, является наиболее трудоемким?

Ответ

По моему мнению, наиболее трудоемкий этап это формализация, так как если стоит достаточно сложная задача, гораздо труднее найти пути ее решения, чем воплотить их потом в жизнь алгоритмом или программой. Если ты хорошо знаешь язык программирования, то написать программу по готовому алгоритму не составит труда.

Но тем не менее если задача достаточно проста в смысле определения пути решения, но требует обработки большого числа различной информации, то более трудоемким будет этап программирования.

Смотря какая задача.
Речь разумеется идёт об отладке, но это когда что-нибудь программируем, но «решением задачи» может быть и написание в ворде сочинения на тему «Раскольников как типичный представитель российского студенчества».
Тогда самым трудоёмким будет первый этап — научиться выполнять глупые приказы.

это в разделе «алгоритмизация и программирование» тут о программировании,
а что такое отладкка?
заранее большое спасибо)

inga zajonc Искусственный Интеллект (155270) Ай-яй-яй. Отладка — это поиск и исправление ошибок в программе. Отладка строго говоря прекращается, когда перестают выходить «обновления» к допустим виндовс. Потому как эти обновления, а на самом деле заплатки, что-то там «устраняют».

Какой этап решения задачи на компьютере является наиболее трудоемким.

Начальный этап, потом будет легче.

УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ЭТАПАМИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НА КОМПЬЮТЕРЕ И ИХ РЕЗУЛЬТАТАМИ : ЭТАПЫ : 1?

УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ЭТАПАМИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НА КОМПЬЮТЕРЕ И ИХ РЕЗУЛЬТАТАМИ : ЭТАПЫ : 1.

Постановка задачи 2.

Разработка алгоритма 4.

Отладка, тестирование 6.

Выполнение расчетов РЕЗУЛЬТАТЫ : а) алгоритм б) программа в) словесная информационная модель г) результат расчетов д) математическая модель е) уточненная математическая модель.

Перечислите основны этапы подготовки текстового докуменка на компьютере?

Перечислите основны этапы подготовки текстового докуменка на компьютере?

В состав каких систем входит подсистема «компьютер»?

В состав каких систем входит подсистема «компьютер»?

Для каких систем компьютер является надсистемой?

По силам ли одному специалисту реализация всех этапов решения сложной практической задачи по компьютеру?

По силам ли одному специалисту реализация всех этапов решения сложной практической задачи по компьютеру.

Что является внешней памятью компьютера?

Что является внешней памятью компьютера?

Основные этапы развития компьютеров?

Основные этапы развития компьютеров?

Как правило, сложные практические задачи решаются большими коллективами разработчиков?

Как правило, сложные практические задачи решаются большими коллективами разработчиков.

Отдельные группы в этих коллективах специализируются на выполнении одного или нескольких этапов решения задачи.

Нужно ли в таком случае им иметь представление обо всех этапах решения задачи с использованием компьютера обоснуйте точку зрения.

Этап подготовки документа на компьютере, при котором вы просматриваете его, исправляете обнаруженные ошибки и вносите необходимые изменения?

Этап подготовки документа на компьютере, при котором вы просматриваете его, исправляете обнаруженные ошибки и вносите необходимые изменения.

Что относится ко 2 — му этапу решения задач на ЭВМ?

Что относится ко 2 — му этапу решения задач на ЭВМ.

Этап методологии решения проблемы, где определяются требования для решения, является А) Дизайн Б) Анализ В) Оценка Г) Разработка?

Этап методологии решения проблемы, где определяются требования для решения, является А) Дизайн Б) Анализ В) Оценка Г) Разработка.

1 1920 бит 33. 792 кб 26. 624 мб 196 байт 3. 584 2 700 мб равно 716800 716800 : 256 равно 2800 3 600 * 3 равно 1800 мб 2гб равно 2048 мб (2 * 1024) 1800 меньше 2048 значит не поместится.

Я Думаю, что это буквы русскогоалфавита.

12122 34 : 2 = 17 17 — 3 = 14 14 : 2 = 7 7 — 3 = 4 4 — 3 = 1.

У них много минусов Подумай)).

На основании словесного алгоритма рисуется блок — схема : •Вводим новую переменную х2 = k•Составляем квадратное уравнение с новой переменной аk2 + вk + с = 0•Решаем квадратное уравнение через дискриминант•Решаем квадратное уравнение•Записываем ответ.

Примеры : 1) Вышел на улицу — неполная Вася вышел гулять на площадке перед домом в шесть часов вечера — полная 2) Поставил два за поведение — неполная Дворник ради шутки поставил два за поведение в дневник мальчика — полная.

98 байт без «! » знака, с ним 100 байт считаешь все, буквы, пробелы, знаки и все, готово.

Информатизация – это производное от слова информация. Информатизация – это процесс получения, использования, хранения, передачи информации. На протяжении ХХ века сменялось множество способов обмена информацией. Если в XIX веке носителем информации..

В данном видеоуроке рассматривается решение задачи с помощью компьютера, его этапы, порядок действий на каждом этапе и их особенности.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Решение задач на компьютере. Этапы решения задачи на компьютере»

Решение любой задачи с помощью компьютера можно разделить на пять основных этапов:

1. Постановка задачи.

2. Формализация задачи.

3. Создание алгоритма.

5. Тестирование и отладка.

Постановка задачи. На этапе постановки задачи нужно понять условие задачи, выделить исходные и результирующие данные и понять отношения между ними. Проще говоря, нужно ответить на вопросы:

Формализация задачи. Во время этого этапа нужно записать описательную информационную модель, созданную на этапе постановки задачи, каким-либо формальным языком, например математическими формулами, и адаптировать эти формулы для решения данной задачи. То есть нам нужно записать при помощи формул соотношения между данными задачи и понять, при помощи каких формул можно найти результирующие данные из исходных. Иначе говоря, создать математическую модель, описывающую явление или объект, которые фигурируют в условии.

При создании алгоритма должны быть соблюдены два условия:

· Созданный алгоритм должен быть конкретной последовательностью действий, которая приводит к получению результирующих данных из исходных.

· Созданный алгоритм должен быть понятен человеку, который будет писать по нему программу.

Чаще всего алгоритм записывается в форме блок-схемы, потому что данная форма записи достаточно наглядна и универсальна.

Пример блок-схемы

На этапе программирования алгоритм записывается с помощью какого-нибудь языка программирования. То есть результатом работы на данном этапе должна быть программа. Мы будем писать программы на языке Pascal.

Пример программы на языке Pascal

На этапе тестирования и отладки проверяется, работает ли программа, если работает, то правильно ли. Проверяется отсутствие ошибок в программе. Ошибки делятся на синтаксические, которые связаны с нарушением правил записи программы на конкретном языке программирования, и логические, которые могут быть связаны с недостаточно точной математической моделью, недостаточно точным алгоритмом или же неточной записью алгоритма на языке программирования. Синтаксические ошибки находятся при помощи программных средств, а логические ошибки находятся с помощью тестов.

Тест – это набор конкретных значений исходных данных, при которых известен ожидаемый результат работы программы.

Обратим внимание на то, что этапы постановки и формализации задачи могут требовать наличия некоторых знаний из предметной области задачи. Например, если наша задача из области авиастроения – то без знаний из этой области мы не сможем узнать отношений между исходными и результирующими данными, а тем более записать их в виде формул.

Этапы создания алгоритма и программирования требуют наличия знаний по программированию. Так как на третьем этапе определяется каким образом будет решаться та или иная подзадача. А от этого зависит скорость работы программы, и количество потребляемых ею ресурсов системы, например оперативной памяти. На четвёртом этапе записать алгоритм тоже можно различными способами.

На этапе тестирования и отладки требуются как знания по предметной области, так и некоторое знание основ программирования. Так как без знаний в предметной области мы не можем знать результирующих данных в тестах, а без знаний в программировании мы не сможем отыскать ошибки и составить наиболее полный набор тестов, учитывающий все частные случаи и исключения.

Читайте также:

• Порядок организации и осуществления образовательной деятельности в доу 2021
• Какие вы знаете народные приметы приближения разрушительных природных явлений обж кратко
• Почему в каспийском море вода соленая кратко
• Многообразие внешних устройств подключаемых к компьютеру план урока
• Каким образом данные эмбриологии могут служить доказательствами эволюции кратко

Алгоритмизация и
программирование

Введение

Каждый из нас постоянно
решает множество задач: как быстрее собраться на работу, как лучше спланировать
дела текущего дня и многие другие. Некоторые задачи мы решаем автоматически,
так как на протяжении многих лет привыкли к их выполнению, другие требуют
длительного размышления над решением, но в любом случае, решение каждой задачи
всегда делится на простые действия.

Алгоритмизация– это техника
разработки алгоритма для решения задач на компьютере. Изобразительные средства
для представления или описания алгоритма.

Понятие алгоритма,
являющееся фундаментальным в математике и информатике, возникло задолго до
появления средств вычислительной техники. Слово «алгоритм» появилось в средние
века, когда европейцы познакомились со способами выполнения арифметических
действий в десятичной системе счисления, описанными узбекским математиком
Муххамедом бен Аль-Хорезми («аль-Хорезми» — человек из города Хорезми); в
настоящее время город Хива в Хорезмской области Узбекистана). Слово алгоритм –
есть результат европейского произношения слов аль-Хорезми.

Первоначально под
алгоритмом понимали способ выполнения арифметических действий над десятичными
числами. В дальнейшем это понятие стали использовать для обозначения любой
последовательности действий, приводящей к решению поставленной задачи.

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 осуществляется
постановка задачи, происходит осознание её условия. При этом должно быть чётко
определено, что дано, какие исходные данные известны, какие являются
параметрами к условию задачи, и что требуется найти в решаемой задаче. Также
должны быть чётко выделены 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.

         В свою очередь этапы чётко зависят от полученного результата:

Этап =                                                                          Результат

Поставка задачи                                       Словесная
информационная модель

Формализация                                                    Математическая
модель

Алгоритмизация                                                                   Алгоритм

Программирование                                                               Программа

Отладка, тестирование                                                Уточнённая
модель

Выполнение расчётов                     Ответы на поставленные в задаче
вопросы

Для правильной установки этапов, 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 ввиду её наглядности и универсальности.

     На четвёртом этапе алгоритм записывается
на одном из языков программирования. Важно отметить, что основной ошибкой
многих пользователей компьютером, является мнение о том, что HTML – это язык программирования. На самом деле HTML – это
язык разметки.

     На пятом этапе осуществляется отладка и
тестирование программы.

     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, таким образом, на Pascal’e используется
в качестве ввода информации на экран команда “write/writeln”,
когда в это же время, на C эта же команда обозначается с помощью “printf”.

     На шестом этапе по уточнённой программе
проводятся необходимые вычисления, результаты которых позволяют ответить на
поставленные в задаче вопросы.

     Рассмотренные этапы являются основой разработки, и
написания программного обеспечения, но при этом называются они несколько иначе.

Этапы разработки программного обеспечения:

     На этапе подготовки разработчик уточняет у
заказчика требования к программному продукту, осуществляет предварительное
планирование этапов работ, сроков, ресурсов и стоимости разработки.

     На этапе проектирования составляется требования к
программе, определяются её технические характеристики, выбираются алгоритмы
реализации программы.

     На этапе создания происходит разработка
интерфейса программы (кнопки, иконки, расположение и т.д); создается
программный код – пишется программа, реализующая ранее выбранный алгоритм; осуществляются
отладка и тестирование программы. На этом же этапе создается пакет документации,
включающий различные описания, инструкции и руководства. Наличие подробной
документации обеспечивает в том числе возможность передачи накопленных знаний
другим разработчикам.

     На этапе поддержки происходит установка
разработанного программного обеспечения (внедрение), исправление выявленных
ошибок и поддержка пользователей (сопровождение).

Задачи

Разберем
последовательность этапов решения задач на компьютере, на таких языках
программирования как Pascal и C.

Начнем пожалуй,
с C:

         Напишите
программу, которая высчитывает плату за пользование кредитом после того как
введены сумма кредита, процентная годовая ставка и срок кредита в днях = сумма
* процентная ставка * (срок кредита в днях / 365)

Первый этап.

Дано:

Параметры – сумма кредита; процентная
годовая ставка; срок кредита в днях;

Срок кредита в днях – Сумма кредита * Процентная
годовая ставка * (Срок кредита в днях / 365).

Где * — умножение, а / — деление.

Требуется найти: Плату за пользование кредитом.

         Второй этап.

В данной ситуации мы имеет дело с формулой, по которой мы должны
рассчитать поставленное нам условие в задаче, а именно:

Срок кредита в днях – Сумма кредита *
Процентная годовая ставка * (Срок кредита в днях / 365).

         Третий этап.

В данном этапе представим алгоритм решения
задачи в виде блок-схемы:

Четвёртый этап.

Запишем данный алгоритм на языке программирования C в программе

“Microsoft Visual Studio”.

       #include <stdio.h>

int main() {

       float Sum, PY, DateOfCredit;

              printf(«Enter the amount of you credit =
n»);
// введите сумму кредита

              scanf_s(«%f», &Sum);

              printf(«Enter the annual interest rate  =
n»);
// введите процентную годовую ставку

              scanf_s(«%f», &PY);

              printf(«Enter the date of you credit =
n»);
// введите срок кредита

              scanf_s(«%f», &DateOfCredit);

              printf(«Your charge is = %1f», Sum * PY *
(DateOfCredit / 365));

       return 0;

}

Пятый этап.

Протестировать составленную программу можно, используя информацию, которую
вводит пользователь в поле для ввода данных.

Шестой этап

Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно
сделать вывод: чем больше числа, которые вводит пользователь, тем больше плата
за использование кредита.

Следующая программа будет написана на Pascal:

         Водитель
автомобиля, движущегося с некоторой постоянной скоростью, увидев красный свет
светофора, нажал на тормоз. После этого скорость автомобиля стала уменьшаться
каждую секунду на 5 метров. Требуется найти расстояние, которое автомобиль
пройдет до полной остановки.

Первый этап.

Дано:

 –
начальная скорость;

 –
конечная скорость (равно нулю, так как автомобиль остановился);

 –
ускорение (равно -5м/c²).

Требуется найти:  – расстояние, которое автомобиль пройдёт до
полной остановки.

         Второй этап.

В данной ситуации мы имеем дело с прямолинейным равноускоренным движением
тела. Формула для перемещения при этом имеет вид:

         Упрости эту формулу с учётом того, что конечная
скорость равна нулю: .  При
 =
5м/c² получим:  (при
условии задания скорости в метрах в секунду и вычислении пути в метрах).

Третий этап.

Представим алгоритм решения задачи в виде блок-схемы:

Четвертый этап.

Запишем данный алгоритм на языке программирования Паскаль:

program
n_1;

         var
v0, s: real;

begin

         writeln(‘Вычисление длины пути торможения автомобиля’);

         write(‘Введите начальную скорость (м/c)>>’);

         readln (v0);

         s:=v0*v0/10;

         writeln(‘До полной остановки автомобиль пройдет — ‘, s:8:4, ‘
м. ’)

end.

Пятый этап.

Протестировать составленную программу можно, используя информацию, что
при скорости 72км/ч с начала торможения до полной остановки автомобиль проходит
40 метров.

Шестой этап.

Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно
сделать вывод: чем больше начальная скорость автомобиля, тем большее расстояние
он пройдет с начала торможения до полной остановки.

Применяя компьютер для решения задач, всегда следует
помнить, что наряду с огромным быстродействием и абсолютной исполнительностью у
компьютера отсутствуют интуиция и чувство здравого смысла и он способен решать
только ту задачу, программу решения которой ему подготовил человек.

Источники

Учебник Л.Л.Босова
и А.Ю.Босова — Информатика 9 класс (дата обращения: 19.10.2020)

Россия // Учебник Л.Л.Босова и А.Ю.Босова [2020]. Дата обновления: 15.10.2020.
URL: https://moodle.kstu.ru/mod/page/view.php?id=47344  (дата
обращения: 19.10.2020).

Россия // Deitel C —
Задачи — Глава 3 [2020]. Дата обновления: 18.10.2020.
URL: http://isec.nayanovaacademy.ru/wiki/Deitel_C_-_Задачи_-_Глава_3#03.19 (дата
обращения: 19.10.2020).

 Этапы решения задач на компьютере

     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.

   Решение задачи с использованием компьютера включает в себя 5 этапов

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

   На четвёртом этапе алгоритм записывается на одном из языков программирования. Вы учитесь записывать программы на языке Паскаль.

   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.

Рассмотрим последовательность прохождения этапов решения задачи на компьютере на примере простой задачи.

Водитель автомобиля, движущегося с некоторой постоянной скоростью, увидев красный свет светофора, нажал на тормоз. После этого скорость автомобиля стала уменьшаться каждую секунду на 5 метров. Требуется найти расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

Первый этап.

Дано:

v0x — начальная скорость;

vx — конечная скорость (равна нулю);

ax — ускорение (равно -5 м/с)

Требуется найти: — расстояние, которое пройдёт автомобиль до полной остановки.

Второй этап. В данной ситуации мы имеем дело с прямолинейным равноускоренным движением тела. Формула для перемещения при этом имеет вид:

Четвёртый этап. Запишем данный алгоритм на языке программирования Паскаль:

program п_2;

var vO, s: real;

begin

writeln(‘Вычисление длины пути торможения автомобиля 1);

write(‘Введите начальную скорость (м/с)> ‘);

readln (vO); s:=v0*v0/10;

writeln (‘До полной остановки автомобиль пройдет s : 8 : 4, 1 м. ‘ )

end.

     Пятый этап. Протестировать составленную программу можно, используя ту информацию, что при скорости 72 км/ч с начала торможения до полной остановки автомобиль проходит 40 метров.

     Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно сделать вывод: чем больше начальная скорость автомобиля, тем большее расстояние он пройдет с начала торможения до полной остановки.

     Применяя компьютер для решения задач, всегда следует помнить, что наряду с огромным быстродействием и абсолютной исполнительностью у компьютера отсутствуют интуиция и чувство здравого смысла, и он способен решать только ту задачу, программу решения которой ему подготовил человек.

Линейные алгоритмы

Программы, реализующие линейные алгоритмы, являются простейшими. Все имеющиеся в них операторы выполняются последовательно, один за другим.

Программируя линейные алгоритмы, рассмотрим более подробно целочисленные, логические, символьные и строковые типы данных.

1) Числовые типы данных:

Функция	Назначение	Тип аргумента	Тип результата
abs (x)	Модуль  x	integer, real	Такой же, как у аргумента
sqr (x)	Квадрат x	integer, real	Такой же, как у аргумента
sqrt (x)	Квадратный корень из x	integer, real	real
exp(x)	возвращает экспоненту от х (ех)
ln(x)	возвращает натуральный логарифм х
rouid (x)	Округление  х до ближайшего целого	real
frac (x)	Целая часть x	real
int (x)	Дробная часть x	real
sin(x)	возвращает синус х
cos(x)	возвращает косинус х
arctan(x)	возвращает арктангенс х
random	Случайное число от 0 до 1	—	real
random (x)	Случайное число от 0 до x	integer	integer

Исследование функций round, int и frac

program n_3;

 var x: real;

begin

  writeln (‘Исследование функций round, int, frac’);

  write (‘Введите x>>’);

  readln (x);

  writeln (‘Округление — ‘, round(x));

  writeln (‘Целая часть — ‘, int(x));

  writeln (‘Дробная часть — ‘, frac(x))

end.

2) Исследование целочисленных типов данных. Операции div и mod.

Трёхзначное число можно представить в виде следующей суммы: x = a·100 + b·10 + c, где а, b, с — цифры числа. Программа нахождения суммы цифр вводимого с клавиатуры целого трёхзначного числа.

program n_4;

  var x, a, b, c, s: integer;

begin

  writeln (‘Нахождение суммы цифр трёхзначного числа’);

  write (‘Введите исходное число>>’);

  readln (x);

  a:=x div 100;

  b:=x mod 100 div 10;

  c:=x mod 10;

  s:=a+b+c ;

  writeln (‘s= ‘, s)

end.

3) Исследование порядковых типов данных. Порядковые типы характеризуются тем, что соответствующие им значения образуют конечное упорядоченное множество и каждое значение имеет свой порядковый номер. К порядковым типам относятся символьный, перечислимый и интервальный целые типы. Для выражений порядкового типа определены следующие функции:
1) ord(x) возвращает порядковый номер значения данного выражения. Для целых типов возвращает само значение x, для символьного – значение в диапазоне от 0 до 255, для перечислимого – значение в диапазоне от 0 до 65535. Для интервального типа результат зависит от свойств базового порядкового типа;
2) pred(x) возвращает значение, предшествующее значению данного выражения x;
3) succ(x) возвращает значение, следующее за значением данного выражения x; 

и процедуры:
   1) inc(x) присваивает переменной x следующее по порядку значение;
   2) dec(x) присваивает переменной x предшествующее значение.

program n_5;

  var a: char; kod: integer; b: string;

begin

  writeln (‘Код и строка’);

  write (‘Введите исходную букву>>’);

  readln (a);

  kod:=ord(a);

  b:=chr(kod–1)+a+chr(kod+1);

  writeln (‘Код буквы ‘, a, ‘-‘, kod);

  writeln (‘Строка: ‘, b)

end.

4) Исследование логического типа данных. Тип boolean (логический). Переменные и константы логического типа занимают 1 байт и принимают одно из двух значений, задаваемых предопределенными константами True (истина) и False (ложь). В логических выражениях можно использовать логические операции:
not (отрицание), and (логическое И), or (логическое ИЛИ), xor (логическое исключающее ИЛИ).

Пример 6.  Пусть ans — логическая переменная, n — целая переменная. В результате выполнения оператора присваивания ans:=n mod 2=0 переменной ans будет присвоено значение true при любом чётном n и false в противном случае.

program n_6;

  var n: integer; ans: boolean;

begin

  writeln (‘Определение истинности высказывания о чётности числа’);

  write (‘Введите исходное число>>’);

  readln (n);

  ans:=n mod 2=0;

  writeln (‘Число ‘, n,’ является четным — ‘, ans)

end.

program n_7;

  var a, b, c: integer; ans: boolean;

begin

  writeln (‘Определение истинности высказывания о равнобедренном треугольнике’);

  write (‘Введите значения a, b, c>>’);

  readln (a, b, c);

  ans:=(a=b) or (a=c) or (b=c);

  writeln (‘Треугольник с длинами сторон ‘, a, ‘,’, b,  ‘,’, c, ‘ является равнобедренным — ‘, ans)

end.