Этапы подготовки и решения задач на эвм
На ЭВМ могут решаться задачи различного характера, например: научно-инженерные; разработки системного программного обеспечения; обучения; управления производственными процессами и т. д.
В процессе подготовки и решения на ЭВМ научно -инженерных задач можно выделить следующие этапы:
· постановка задачи;
· математическое описание задачи;
· выбор и обоснование метода решения;
· алгоритмизация вычислительного процесса;
· составление программы;
· отладка программы;
· решение задачи на ЭВМ и анализ результатов.
Постановка задачи. На данном этапе формулируется цель решения задачи и подробно описывается ее содержание. Анализируются характер и сущность всех величин, используемых в задаче, и определяются условия, при которых она решается. Корректность постановки задачи является важным моментом, так как от нее в значительной степени зависят другие этапы.
Математическое описание задачи. Настоящий этап характеризуется математической формализацией задачи, при которой существующие соотношения между величинами, определяющими результат, выражаются посредством математических формул. |
Математическая модель должна удовлетворять двум требованиям: реалистичности и реализуемости.
Под реалистичностью понимается правильное отражение моделью наиболее существенных черт исследуемого явления.
Реализуемость достигается разумной абстракцией, отвлечением от второстепенных деталей, чтобы свести задачу к проблеме с известным решением. Условием реализуемости является возможность практического выполнения необходимых вычислений за отведенное время при доступных затратах требуемых ресурсов.
Выбор и обоснование метода решения. Модель решения задачи с учетом ее особенностей должна быть доведена до решения при помощи конкретных методов решения. Само по себе математическое описание задачи в большинстве случаев трудно перевести на язык машины. Выбор и использование метода решения задачи позволяет привести решение задачи к конкретным машинным операциям.
Одну и ту же задачу можно решить различными методами, при этом в рамках каждого метода можно составить различные алгоритмы.
Алгоритмизация вычислительного процесса. На данном этапе составляется алгоритм решения задачи согласно действиям, задаваемым выбранным методом решения. Процесс обработки данных разбивается на отдельные относительно самостоятельные блоки, и устанавливается последовательность выполнения блоков. Разрабатывается блок-схема алгоритма.
Составление программы. При составлении программы алгоритм решения задачи переводится на конкретный язык программирования. Для программирования обычно используются языки высокого уровня, поэтому составленная программа требует перевода ее на машинный язык ЭВМ. После такого перевода выполняется уже соответствующая машинная программа.
Отладка программы. Отладка заключается в поиске и устранении синтаксических и логических ошибок в программе.
Решение задачи на ЭВМ и анализ результатов. После отладки программы ее можно использовать для решения прикладной задачи. При этом обычно выполняется многократное решение задачи на ЭВМ для различных наборов исходных данных. Получаемые результаты интерпретируются и анализируются специалистом или пользователем, поставившим задачу.
Алгоритмы и способы их описания
Алгоритм — это точное предписание, которое определяет процесс, ведущий от исходных данных к требуемому конечному результату.
Для задания алгоритма необходимо описать следующие его элементы:
- набор объектов, составляющих совокупность возможных исходных данных, промежуточных и конечных результатов;
- правило начала;
- правило непосредственной переработки информации (описание последовательности действий);
- правило окончания;
- правило извлечения результатов.
Способы описания алгоритмов
К основным способам описания алгоритмов можно отнести следующие:
- словесно-формульный;
- структурный или блок-схемный;
- с помощью граф-схем;
- с помощью сетей Петри.
Структурные схемы алгоритмов
Одним из свойств алгоритма является дискретность — возможность расчленения процесса вычислений, предписанных алгоритмом, на отдельные этапы, возможность выделения участков программы с определенной структурой. Можно выделить и наглядно представить графически три простейшие структуры:
- последовательность двух или более операций;
- выбор направления;
- повторение.
Любой вычислительный процесс может быть представлен как комбинация этих элементарных алгоритмических структур. Соответственно, вычислительные процессы, выполняемые на ЭВМ по заданной программе, можно разделить на три основных вида:
- линейные;
- ветвящиеся;
- циклические.
Линейным принятоназывать вычислительный процесс, в котором операции выполняются последовательно, в порядке их записи. Каждая операция является самостоятельной, независимой от каких-либо условий.
Вычислительный процесс называется ветвящимся, если для его реализации предусмотрено несколько направлений (ветвей). Каждое отдельное направление процесса обработки данных является отдельной ветвью вычислений. Ветвление в программе — это выбор одной из нескольких последовательностей команд при выполнении программы.
Циклическими называются программы, содержащие циклы. Цикл — это многократно повторяемый участок программы.
В организации цикла можно выделить следующие этапы:
- • подготовка (инициализация) цикла;
- • выполнение вычислений цикла (тело цикла);
- • модификация параметров;
- • проверка условия окончания цикла.
Цикл называется детерминированным, если число повторений тела цикла заранее известно или определено. Цикл называется итерационным, если число повторений тела цикла заранее неизвестно, а зависит от значений параметров (некоторых переменных), участвующих в вычислениях.
СОСТАВИТЬ БЛОК-СХЕМЫ
Задача № 1
Найти площадь прямоугольника со сторонами А и В. Если А=5, В=2.
Задача № 2
Составь блок-схему и найди значение Х. При условии если А больше 9, то Х=А+8; если нет, то Х=А-8. Вывести значение Х в ответ.
Задача № 3
В алгоритме вычисления среднего арифметического из квадратного корня трёх чисел допущена ошибка:
Присвоить а значение (а2+в2+с2) /3.
Вести а,в,с
Сообщить “Среднее арифметическое квадратов равно”
Сообщить а.
Восстановите правильный порядок действий.
Задача № 4
Автомобиль проехал три участка пути разной длины с разными скоростями. Составьте алгоритм нахождения средней скорости автомобиля.
Задача № 5
Помоги роботу заполнить таблицу по заданному алгоритму.
| А | |||||||||
| Х |
