Решение задачи с использованием компьютера включает в себя следующие основные этапы

Основные этапы решения задач на компьютере

Работу по решению задачи на компьютере можно разбить на следующие этапы:

• Постановка задачи;

• Математическая формализация;

• Построение алгоритма;

• Программирование, отладка и тестирование программы;

• Проведение расчётов и анализ результатов;

• Документирование.

Постановка задачи. На этапе постановки задачи должно быть определено, что дано и что требуется найти. Постановка задачи включает в себя 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.). Решение прикладной задачи с помощью компьютера называют моделированием, так как при этом используют упрощённое представление о реальном объекте, процессе или явлении.

Математическая формализация. На этом этапе объект или явление описывается с помощью формального языка (формул, уравнений, неравенств ит.д.). Такой процесс называется формализацией. Результатом формализации является создание математической модели задачи. Создавая математическую модель задачи, нужно определить, что считать исходными данными и результатами, а также описать математические соотношения, связывающие результаты с исходными данными.

Построение алгоритма. Для реализации математической модели на компьютере создаётся алгоритмическая модель. Разработка алгоритма включает в себя структуризацию, т. е разбиение задачи на последовательность простых модулей, каждый из которых легко может быть реализован на языке программирования.

Программирование, отладка и тестирование программы. Программирование – это запись словесного алгоритма, его блок-схемы или псевдокода на выбранном языке программирования. Затем текст программы вводится в компьютер и начинается отладка программы, т.е. процесс испытания работы программы и устранения ошибок и неточностей, допущенных на предыдущих этапах. Обнаружить ошибки, связанные с нарушением правил записи программы на языке программирования (синтаксические и семантические) помогает используемая система программирования. Пользователь получает от системы программирования сообщение об ошибке, исправляет её и снова повторяет попытку исполнить программу. Затем проводится проверка правильности алгоритма с помощью тестов. Тест – это конкретный вариант значений исходных данных, для которых известен ожидаемый результат. На тестах проверяется правильность реализацией программы поставленной задачи.

Проведение расчётов и анализ результатов. На этом этапе программа используется для проведения расчётов с необходимыми исходными данными и получение искомого результатов. Производится анализ полученных результатов и в случае необходимости уточнение математической модели, корректировка алгоритма и программы.

Документирование. Завершающим этапом работы по решению задачи является документирование – т.е. распечатка текста программы, снабжённого необходимыми комментариями автора (листинг).

Алгоритмам должен обладать следующими свойствами:

• Однозначность – чёткое предписание, что и как делать в каждой конкретной ситуации.

• Универсальность – применимость данного алгоритма к решению любой задачи данного типа.

• Результативность – отсутствие зацикливаний (образование замкнутого круга, из которого можно выйти только принудительным прерыванием работы программы). Любая программа должна всегда приводить к результату, даже если это будет аварийное сообщение.

К основным способам описания алгоритмов можно отнести следующие:

При словесно-формульном способе алгоритм записывается в виде текста с формулами по пунктам, определяющим последовательность действий.

Пусть, например, необходимо найти значение следующего выражения:

у = 2а - (х+6).

Словесно-формульным способом алгоритм решения этой задачи может быть записан в следующем виде:

• Ввести значения а и х.

• Сложить х и 6.

• Умножить а на 2.

• Вычесть из 2а сумму (х+6).

• Вывести y как результат вычисления выражения.

При блок-схемном описании алгоритм изображается геометрическими фигурами (блоками), связанными по управлению линиями (направлениями потока) со стрелками. В блоках записывается последовательность действий. Графическая интерпретация алгоритма называется блок-схемой. Данный способ по сравнению с другими способами записи алгоритма имеет ряд преимуществ. Он наиболее нагляден: каждая операция вычислительного процесса изображается отдельной геометрической фигурой. Кроме того, графическое изображение алгоритма наглядно показывает разветвления путей решения задачи в зависимости от различных условий, повторение отдельных этапов вычислительного процесса и другие детали.

Оформление программ должно соответствовать определенным требованиям. В настоящее время действует единая система программной документации (ЕСПД), которая устанавливает правила разработки, оформления программ и программной документации. В ЕСПД определены и правила оформления блок-схем алгоритмов (ГОСТ 10.002-80 ЕСПД, ГОСТ 10.003-80 ЕСПД).

Операции обработки данных и носители информации изображаются на схеме соответствующими блоками. Большая часть блоков по построению условно вписана в прямоугольник со сторонами a и b. Минимальное значение а = 10 мм, увеличение а производится на число, кратное 5 мм. Размер b=1,5а. Для отдельных блоков допускается соотношение между а и b, равное 1:2. В пределах одной схемы рекомендуется изображать блоки одинаковых размеров. Все блоки нумеруются. Виды и назначение основных блоков приведены в таблице.

Таблица 1.1. Условные обозначения блоков схем алгоритмов

Линии, соединяющие блоки и указывающие последовательность связей между ними, должны проводится параллельно линиям рамки. Стрелка в конце линии может не ставиться, если линия направлена слева направо или сверху вниз. В блок может входить несколько линий, то есть блок может являться преемником любого числа блоков. Из блока (кроме логического) может выходить только одна линия. Логический блок может иметь в качестве продолжения один из двух блоков, и из него выходят две линии. Если на схеме имеет место слияние линий, то место пересечения выделяется точкой. В случае, когда одна линия подходит к другой и слияние их явно выражено, точку можно не ставить.

Схему алгоритма следует выполнять как единое целое, однако в случае необходимости допускается обрывать линии, соединяющие блоки.

Если при обрыве линии продолжение схемы находится на этом же листе, то на одном и другом конце линии изображается специальный символ соединитель – окружность диаметром 0,5 а. Внутри парных окружностей указывается один и тот же идентификатор. В качестве идентификатора, как правило, используется порядковый номер блока, к которому направлена соединительная линия.

Если схема занимает более одного листа, то в случае разрыва линии вместо окружности используется межстраничный соединитель. Внутри каждого, соединителя указывается адрес — откуда и куда направлена соединительная линия. Адрес записывается в две строки: первой указывается номер листа, во второй — порядковый номер блока.

Блок-схема должна содержать все разветвления, циклы и обращения к подпрограммам, содержащиеся в программе.

Решение задач на компьютере. Этапы решения задачи на компьютере

Урок 12. Информатика 9 класс ФГОС

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

Конспект урока "Решение задач 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.

4.     Программирование.

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?»

·      «Что при этом дано?»

·      «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

Важно запомнить:

Решение задач с помощью компьютера включает в себя:

1.     Постановку задачи.

2.     Формализацию задачи.

3.     Создание алгоритма.

4.     Программирование.

5.     Тестирование и отладку.

Все этапы решения задачи связаны между собой.

Предыдущий урок 11 Система управления базами данных. OpenOffice.org Base

Следующий урок 13 Решение задач на компьютере. Задача о пути торможения автомобиля

Получите полный комплект видеоуроков, тестов и презентаций Информатика 9 класс ФГОС

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Основы работы с компьютером: Основные методы устранения неполадок

Урок 19: Основные методы устранения неполадок

/en/computerbasics/creating-a-safe-workspace/content/

Устранение неполадок

Знаете ли вы, что делать, если экран гаснет? Что делать, если вы не можете закрыть приложение или не слышите звук из динамиков? Всякий раз, когда у вас возникают проблемы с компьютером, не паникуйте! Существует множество основных методов устранения неполадок, которые можно использовать для решения подобных проблем. В этом уроке мы покажем вам несколько простых способов устранения неполадок, а также способы решения распространенных проблем, с которыми вы можете столкнуться.

Общие советы, о которых следует помнить

Существует много различных факторов, которые могут вызвать проблемы с вашим компьютером. Независимо от того, что вызывает проблему, устранение неполадок всегда будет процессом проб и ошибок — в некоторых случаях вам может потребоваться использовать несколько разных подходов, прежде чем вы сможете найти решение; другие проблемы могут быть легко устранены. Мы рекомендуем начать с использования следующих советов.

• Запишите свои шаги : Как только вы начнете устранять неполадки, вы можете записывайте каждый шаг, который вы делаете. Таким образом, вы сможете точно помнить, что вы сделали, и избежать повторения тех же ошибок. Если вы в конечном итоге обратитесь за помощью к другим людям, будет намного проще, если они точно будут знать, что вы уже пробовали.
• Делайте заметки о сообщениях об ошибках : Если ваш компьютер выдает сообщение об ошибке , обязательно запишите как можно больше информации. Возможно, вы сможете использовать эту информацию позже, чтобы узнать, есть ли у других людей такая же ошибка.
• Всегда проверяйте кабели : Если у вас возникли проблемы с определенным компонентом компьютерного аппаратного обеспечения , например, монитором или клавиатурой, первый простой шаг — проверить все соответствующие кабели, чтобы убедиться, что они правильно подключены .
• Перезагрузите компьютер : Когда ничего не помогает, попробуйте перезагрузить компьютер . Это может решить множество основных проблем, которые могут возникнуть с вашим компьютером.

Использование процесса исключения

Если у вас возникла проблема с компьютером, вы можете выяснить, в чем проблема, используя процесс устранения . Это означает, что вы составите список вещей, которые могут быть причиной проблемы, а затем протестируете их одну за другой, чтобы устранить их. Как только вы определите источник проблемы с компьютером, будет легче найти решение.

Сценарий:

Предположим, вы пытаетесь распечатать приглашения на день рождения, но принтер не печатает. У вас есть некоторые идеи о том, что может быть причиной этого, поэтому вы просматриваете их одну за другой, чтобы посмотреть, сможете ли вы устранить любые возможные причины.

Сначала вы проверяете принтер, чтобы убедиться, что он включен и подключен к сетевому фильтру . Так и есть, дело не в этом. Затем вы проверяете, чтобы убедиться, что в чернильном картридже принтера все еще есть чернила и что бумага загружена в лоток для бумаги . В обоих случаях все выглядит хорошо, так что вы знаете, что проблема не имеет ничего общего с чернилами или бумагой.