Технология решения вычислительных задач. Под процессами решения вычислительных задач на ЭВМ надо понимать совместную деятельность человека и компьютера. Условно данный процесс можно представить в виде нескольких последовательных этапов. На долю человека приходятся этапы, связанные с творческой деятельностью-постановкой, алгоритмизацией и программированием задач, анализом результатов, а на долю компьютера - этапы обработки информации в соответствии с разработанным алгоритмом.
Рассмотрим, из чего складывается процесс решения вычислительных задач на ЭВМ, какие пройти этапы, чтобы достичь конечной цели - решить задачу. Следует заметить, что приведенные ниже последовательность действий ориентирована на решение задач любой сложности. Для простейших задач некоторые этапы, возможно, не понадобятся. Для более сложных задач некоторые этапы могут существенно усложниться Этапы решения задачи на ЭВМ 1. Постановка задачи 2. Математическая формализация описание задачи 3. Построение алгоритма Работа без применения ЭВМ 4. Составление программы на языке программирования 5. Отладка и тестирование программы 6. Проведение расчетов и анализ результатов Работа на ЭВМ Первый этап - постановка задачи На этом этапе участвует только человек, который хорошо представляет предметную область задачи.
Он должен четко определить цель задачи, на основании анализа имеющейся информации, привести описание каждого исходного данного и указать место его хранения, дать словесное описание содержания задачи и предложить общий подход к ее решению.
Второй этап - математическая формализация описания задачи Этот этап выполняет человек, способный разработать математическое описание поставленной задачи. Целью 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. Третий этап - построение алгоритма На основе математического описания необходимо разработать алгоритм решения.
Чаще всего алгоритм изображается в виде блок-схемы с четко определенной последовательностью действий. Алгоритм следует составлять, используя обозначения переменных и избегая конкретных значений констант. Алгоритм должен быть понятным любому пользователю и быть пригодным для решения задач. Четвертый этап - программирование Этот этап выполняет пользователь, умеющий программировать. Программа - это представление алгоритма с помощью специальных символов, воспринимаемых компьютером.
Составление программы обеспечивает возможность физической реализации алгоритма и соответственно поставленной задачи. Во многих задачах при программировании на алгоритмическом языке часто пользуются заменой блока алгоритма на один или несколько операторов. Пятый этап - отладка и тестирования программы При выполнении первых этапов часто бывают допущены ошибки. Тестовая задача тест или контрольный пример - это совокупность исходных данных, на основании которых заранее определяются значения выходных данных.
Программа и исходные данные тестовой задачи вводятся в оперативную память компьютера. Результаты решения сравниваются с полученными расчетами значениями. По результатам сравнения пользователь делает вывод программа работает правильно, если результаты совпали, в противоположном случае в программе есть ошибки. Ошибки надо найти, вновь рассчитать тестовую задачу, и так до тех пор, пока не будет обеспечено полного совпадения результатов.
Шестой этап - проведение расчетов и анализ результатов После устранения всех ошибок, выявленных тестовой задачей, можно перейти к получению результатов решения поставленной задачи. Подготавливаются исходные данные этой задачи и вводятся в ЭВМ. Полученные в результате решения выходные данные анализируются постановщиком задачи. На основании этого анализа вырабатываются соответствующие решения, рекомендации, выводы и т. д. Рассмотренные этапы процесса решения вычислительных задач на ЭВМ позволяют определить роль человека и компьютера в этом процессе.
Все сказанное выше характеризует давно сложившийся и устоявшийся подход к процессу решения вычислительных задач, когда основную творческую работу и работу, связанную непосредственно с программированием, выполняет человек, а компьютер участвует только как вспомогательное средство. Жигорев А.Н, Макарова Н.В Путинцева М.А. ГЛАВА 2.