Урок Этапы решения задач на ЭВМ

3:
ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ НА ЭВМ

Цели и задачи урока:
Обучающая: формирование умения решать задачи на ЭВМ, следуя технологической цепочке: “объект - модель - алгоритм - программа - результат - анализ результата”.
Развивающая: развитие поискового стиля работы, умения анализировать, находить метод решения задачи; развитие самостоятельности.
Воспитательная: воспитание коммуникативной культуры при работе в паре; воспитание стремления к постоянному совершенствованию навыков пользования компьютера и программирования на основе самоконтроля.


ХОД УРОКА

Если перед нами поставлена задача, то для её решения мы должны проделать определённый путь. Рассмотрим подробнее этапы решения задач на ЭВМ.
Следует отметить, что отдельные этапы взаимосвязаны: последующие этапы зависят от реализации предшествующих, а после выполнения очередного этапа может потребоваться возврат к предыдущим этапам и поиск их новых решений.

ПЕРВЫМ ЭТАПОМ постановки и решения задачи на ЭВМ является четкая формулировка задачи (обычно на профессиональном языке), выделение исходных данных для её решения и точные указания относительно того, какие результаты и в каком виде должны быть получены.

ВТОРОЙ ЭТАП – формальная (математическая) постановка задачи, т.е. представление её в виде уравнений, соотношений, ограничений и т.п. При этом некоторые задачи, решаемые в настоящее время на ЭВМ, либо не допускают, либо не требуют математической постановки (например, задачи обработки текстов).


ТРЕТИЙ ЭТАП - выбор метода решения.
Выбор метода определяется решаемой задачей, а также возможностями ЭВМ (её быстродействием, объёмом памяти, точностью представления чисел, наличием разработанных ранее готовых программ).
Выполнения этого этапа требует некоторого кругозора, как в области программирования, так и в области используемых методов.

ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП - разработка алгоритма на основе выбранного метода. При выборе алгоритма желательно рассмотреть и проанализировать несколько вариантов, прежде чем сделать окончательный выбор. Следует обратить внимание на тесную взаимосвязь третьего и четвёртого этапов, так как алгоритм в большой степени определяется выбранным методом, хотя один и тот же метод в свою очередь может быть реализован при помощи различных алгоритмов.
При разработке алгоритма решения сложной задачи следует использовать метод пошаговой детализации, следя за тем, чтобы на каждом шаге структура алгоритма оставалась простой и ясной. Следует максимально использовать существующие типовые или разработанные ранее алгоритмы для отдельных фрагментов (блоков) алгоритма.

ПЯТЫЙ ЭТАП – выбор структуры данных. От выбора способа представления данных зависит и алгоритм их обработки. Поэтому четвёртый и пятый этапы взаимосвязаны. Нужно выбрать структуру данных, наиболее естественную для решаемой задачи, использовать массивы для представления данных, когда это наиболее очевидный способ их организации.

ШЕСТОЙ ЭТАП - собственно программирование, то есть запись разработанного алгоритма на языке программирования. Вопросы выбора подходящего языка здесь не рассматриваются. Если разработка алгоритма выполнена хорошо, то программирование принципиальных трудностей не вызывает.
СЕДЬМОЙ ЭТАП - тестирование и отладка программы. Это проверка правильности работы программы и исправление обнаруженных ошибок.

ВОСЬМОЙ ЭТАП – счёт по готовой программе и анализ результатов. Этот этап является итогом выполнения всех предыдущих этапов и служит подтверждением (или опровержением) их правомерности. После этого этапа, возможно, потребуется пересмотр самого подхода к решению задачи и возврат к первому этапу для повторного выполнения всех этапов c учётом приобретенного опыта.


А теперь разберём пример, который поможет нам понять всю особенность решения задачи разбив её на этапы.

Задача: Требуется найти сумму трёх чисел.

1. В поставленной задаче говорится о том, что необходимо найти сумму трёх чисел. Значит, мы имеем:
- результат S;
- три переменные a, b, c;
- арифметическую операцию – сложение.

2. Мы сможем записать данную задачу в математическом виде следующим образом:
S=a+b+c
3. Для решения данной задачи мы выберем метод замены переменных постоянными.

4. Так как поставленная задача является простой, то для её решения мы используем структуру линейного алгоритма:

алг название алгоритма

нач
команды алгоритма (серия)
кон
алг Найти сумму трёх чисел (a,b,c – нат, S – нат)
нач
S:=a+b+c
кон

5. Придадим значения нашим переменным:
Пусть a=5, b=12, с=7.

6. Пока, Вы ещё не знакомы с программированием, поэтому мы просто рассмотрим решение, то есть составим программу. Программа для данной задачи запишется следующим образом:

10 REM
20 INPUT A,B,C
30 LET S=A+B+C
40 PRINT S
50 END

Введём её в компьютер:



7. Для выполнения седьмого этапа мы на клавиатуре нажмём клавишу F5. Если на экран выведется сообщение об ошибке, то мы должны будем с вами отладить программу, то есть произвести внесение изменений. Так как сообщение не вышло, значит, программа составлена правильно.


8. Теперь, необходимо вписать наши постоянные через запятую:



Для получения результата нажмём клавишу ENTER.



Так как ответ вышел верный, значит, все выполненные нами этапы оказались правильными и решение данной задачи завершено.

А теперь попробуйте сами выполнить в таком же порядке следующий пример.

Пусть дано уравнение вида: 13 EMBED Equation.3 1415

Решение:

Результат Y, переменная x, постоянные 4 и 5.
Математический вид уже дан: 13 EMBED Equation.3 1415.
Метод придания переменной конкретного значения.
4. алг Найти значение выражения (x – цел, Y – цел)
нач
Y:=4x+5
кон
5. Пусть x принимает значения: 9; 62; -4
6. Запишем программу
10 REM
20 INPUT X
30 LET Y=4*X+5
40 PRINT Y
50 END
7. Нажмём клавишу F5
8. Переменной x дадим значение 9 и нажмём клавишу
ENTER.


: стр. 50-55 – читать;
привести пример на этапы решения задач.