Технология подготовки решения задач с помощью компьютера

Основные этапы решения задач. Тестирование и отладка. Виды ошибок. урок. Информатика 9 Класс

Технология подготовки решения задач с помощью компьютера

Решение задач с помощью компьютера включает в себя следующие этапы:

1. Постановка задачи. Включает в себя:

  • сбор информации о задаче;
  • формулировка условия задачи;
  • определение связи между тем, что дано и что требуется определить;
  • описание данных.

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.

2. 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, 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.

3. Построение алгоритма.

Включает в себя:

  • выбор формы записи алгоритма (блок-схема, табличная и т. д.);
  • запись 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.

4. Программирование.

Включает в себя:

  • выбор языка программирования;
  • уточнение способов организации данных;
  • запись алгоритма на выбранном языке программирования.

Первые три этапа — это работа без компьютера. Дальше следует собственно программирование на определенном языке в определенной системе программирования.

5. Отладка и тестирование программы. Тестирование программ является одной из составных частей более общего понятия – «отладка программ».

Под отладкой программы понимается процесс испытания работы программы и исправления обнаруженных при этом ошибок.

Обнаружить ошибки, связанные с нарушением правил записи программы на языке программирования (синтаксические и семантические ошибки), помогает используемая система программирования.

Пользователь получает сообщение об ошибке, исправляет ее и снова повторяет попытку исполнить программу.

Проверка на компьютере правильности алгоритма производится с помощью тестов. Тест — это конкретный вариант значений исходных данных, для, которого известен ожидаемый результат. Прохождение теста — необходимое условие правильности программы. На тестах проверяется правильность реализации программой запланированного сценария.

6. Анализ результатов. Уточнение модели. Последний этап — это использование уже разработанной программы для получения искомых результатов.

Производится анализ результатов решения задачи и, в случае необходимости, уточнение математической модели (с последующей корректировкой алгоритма и программы). Программы, имеющие большое практическое или научное значение, используются длительное время.

Иногда даже в процессе эксплуатации программы могут исправляться, дорабатываться. Особенностью данного процесса является само отсутствие эталона, которому должна соответствовать та или иная программа.

При отладке важно помнить следующее:

  • ошибки лучше по возможности разделять и устранять поочерёдно;
  • не стоит сразу делать несколько изменений в программе;
  • необходимо внимательно читать сообщения об ошибках, выдаваемые при компиляции программы;
  • вывод текущего значения любой переменной и промежуточных значений в процессе работы программы облегчает нахождение ошибки в ней.

Тестовые данные должны обеспечить проверку всех возможных условий возникновения ошибок:

  • должна быть испытана каждая ветвь алгоритма;
  • очередной тестовый прогон должен контролировать нечто такое, что еще не было проверено на предыдущих прогонах;
  • первый тест должен быть максимально прост, чтобы проверить, работает ли программа вообще;
  • арифметические операции в тестах должны предельно упрощаться для уменьшения объема вычислений;
  • минимизация вычислений не должна снижать надежности контроля;
  • тестирование должно быть целенаправленным и систематизированным, так как случайный выбор исходных данных привел бы к трудностям в определении ручным способом ожидаемых результатов; кроме того, при случайном выборе тестовых данных могут оказаться непроверенными многие ситуации;
  • усложнение тестовых данных должно происходить постепенно.

Пример. Система тестов для задачи нахождения корней квадратного уравнения ax2 + bx + c = 0:

Составим таблицу с тестовыми коэффициентами и ожидаемыми результатами, а также целью тестирования:

Проверяемый случайКоэффициентыРезультаты
abc
1,
2Корни равны
3Действительных корней нет.
4Все коэффициенты равны .  – любое число.
5Неправильное уравнение, корней нет.
6Линейное уравнение. Один корень: .
7,

Таблица 1. Тестирование

Процесс тестирования можно разделить на три этапа.

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.

3. Проверка в исключительных ситуациях. Проводится с использованием данных, значения которых лежат за пределами допустимой области изменений. Известно, что все программы разрабатываются в расчете на обработку какого-то ограниченного набора данных. Поэтому важно получить ответ на следующие вопросы:

— что произойдет, если программе, не рассчитанной на обработку отрицательных и нулевых значений переменных, в результате какой-либо ошибки придется иметь дело как раз с такими данными?

— как будет вести себя программа, работающая с массивами, если количество их элементов превысит величину, указанную в объявлении массива?

— что произойдет, если числа будут слишком малыми или слишком большими?

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 обрабатывать правильно.

Основные виды ошибок:

  • неправильная постановка задачи;
  • неверный алгоритм;
  • ошибка анализа;

Например: неполный учет ситуаций, которые могут возникнуть; логические ошибки.

Например: неправильное использование оператора из-за непонимания его работы; неправильное описание данных и т. п.

  • синтаксические ошибки;
  • ошибки при выполнении операций;

Например: слишком большое число, деление на ноль, извлечение квадратного корня из отрицательного числа и т. п.

Например: неудачное определение возможного диапазона изменения данных.

  • опечатки;
  • ошибки ввода-вывода.

Например: неверное считывание входных данных, неверное задание форматов данных.

Важно помнить, что отсутствие сообщений редактора данной среды программирования о синтаксических ошибках является необходимым, но недостаточным условием правильности программы.

Существует множество ошибок, которые транслятор выявить не в состоянии, если используемые в программе операторы записаны верно.

Логические ошибки:

  • неверное указание ветви алгоритма после проверки некоторого условия;
  • неполный учет возможных условий;
  • пропуск в программе одного или более блоков алгоритма.

Ошибки в циклах:

  • неправильное указание начала цикла;
  • неправильное указание условий окончания цикла;
  • неправильное указание числа повторений цикла;
  • бесконечный цикл.

Ошибки ввода-вывода; ошибки при работе с данными:

  • неправильное задание типа данных;
  • организация считывания меньшего или большего объёма данных, чем требуется;
  • неправильное редактирование данных.

Ошибки в использовании переменных:

  • использование переменных без указания их начальных значений;
  • ошибочное указание одной переменной вместо другой.

Ошибки при работе с массивами:

  • массивы предварительно не обнулены;
  • массивы неправильно описаны;
  •  индексы следуют в неправильном порядке.

Ошибки в арифметических операциях:

  • неверное указание типа переменной (например, целочисленного вместо вещественного);
  • неверное определение порядка действий;
  • деление на нуль;
  • извлечение квадратного корня из отрицательного числа;
  • потеря значащих разрядов числа.

Все эти ошибки обнаруживаются с помощью тестирования.

Итак, мы поговорили об основных этапах решения задач с помощью компьютера, изучили основные виды ошибок при решении таких задач.

На следующем уроке мы поговорим о методах решения задач.

Список литературы

  1. Угринович Н.Д. Информатика-9. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.
  2. Гейн А.Г., Юнерман Н.А. Информатика-9. – М.: Просвещение, 2012.
  3. Соловьёва Л.Ф. Информатика и ИКТ. Учебник для 9 класса. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет-портал «Фестиваль педагогических идей» (Источник).
  2. Интернет-портал «Coolreferat.com» (Источник).
  3. Интернет-портал «5fan.ru» (Источник). 

Домашнее задание

  1. Составьте систему тестов для решения задачи нахождения корней уравнения:
  2. Приведите задачу, при решении которой нужно применять условный оператор.
  3. Приведите задачу, для решения которой нужно работать с циклами.
  4. Выполните этап моделирования для следующей задачи: на заводе работают двое рабочих, выполняющих одну и ту же задачу вместе. За каждый день в течение месяца определить, сколько процентов выполняет каждый рабочий, если продуктивность одинакова, время работы каждого в отдельности и совместное задается.

Источник: https://interneturok.ru/lesson/informatika/9-klass/osnovy-ob-ektno-orientirovannogo-programmirovaniya/osnovnye-etapy-resheniya-zadach-testirovanie-i-otladka-vidy-oshibok?konspekt

8.Технология подготовки и решения задач с помощью компьютера

Технология подготовки решения задач с помощью компьютера

Решение задач спомощью компьютера включает в себяследующие основные этапы, часть изкоторых осуществляется без участиякомпьютера.

  • сбоp инфоpмации о задаче;
  • фоpмулиpовка условия задачи;
  • опpеделение конечных целей pешения задачи;
  • определение формы выдачи результатов;
  • описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п. ).
  • Анализ и исследование задачи, модели:

    • анализ существующих аналогов;
    • анализ технических и программных средств;
    • pазpаботка математической модели;
    • разработка структур данных.
  • Разработка алгоритма:

    • выбор метода проектирования алгоритма;
    • выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);
    • выбоp тестов и метода тестиpования;
    • проектирование алгоритма.
  • Пpогpаммиpование:

    • выбор языка программирования;
    • уточнение способов организации данных;
    • запись алгоpитма на выбpанном языке пpогpаммиpования.
  • Тестиpование и отладка:

    • синтаксическая отладка;
    • отладка семантики и логической стpуктуpы;
    • тестовые pасчеты и анализ pезультатов тестиpования;
    • совершенствование пpогpаммы.
  • Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2 — 5.

  • Сопровождение программы:

    • доработка программы для решения конкретных задач;
    • составление документации к pешенной задаче, к математической модели, к алгоpитму, к пpогpамме, к набору тестов, к использованию.

    8.2. Математические модели

    Математическаямодель —это система математических соотношений— формул, уравнений, неравенств и т.д.,отражающих существенные свойстваобъекта или явления.

    Всякое явлениеприроды бесконечно в своей сложности.Проиллюстрируем это с помощью примера,взятого из книги В.Н. Тростникова «Человеки информация» (Издательство «Наука»,1970).

    … Обывательформулирует математику задачу следующимобразом: «Скольковремени будет падать камень с высоты200 метров?»Математик начнет создавать свой вариантзадачи приблизительно так: «Будемсчитать, что камень падает в пустоте ичто ускорение силы тяжести 9,8 метра всекунду за секунду. Тогда …»

    Позвольте,— может сказать «заказчик», — меняне устраивает такое упрощение. Я хочузнать точно, сколько времени будетпадать камень в реальных условиях, а нев несуществующей пустоте.

    Хорошо,— согласится математик. — Будемсчитать, что камень имеет сферическуюформу и диаметр… Какого примерно ондиаметра?

    Около пятисантиметров. Но он вовсе не сферический,а продолговатый.

    Тогда будемсчитать, что он имеетформу эллипсоидас полуосями четыре, три и три сантиметраи что он падаеттак, что большая полуось все времяостается вертикальной.Давление воздуха примем равным 760мм ртутного столба,отсюда найдем плотность воздуха

    Если тот, ктопоставил задачу на «человеческом»языке не будет дальше вмешиваться в ходмысли математика, то последний черезнекоторое время даст численный ответ.Но «потребитель» может возражатьпо-прежнему: каменьна самом деле вовсе не эллипсоидальный,давление воздуха в том месте и в тотмомент не было равно 760 мм ртутногостолба и т.д.Что же ответит ему математик?

    Он ответит: «Точноерешение реальной задачи вообще невозможно.Мало того, что формукамня,которая влияет на сопротивление воздуха,невозможноописать никаким математическимуравнением; его вращение в полете такженеподвластно математикеиз-за своей сложности.

    Далее, воздухне является однородным,так как в результате действия случайныхфакторов в нем возникают флуктуацииколебания плотности. Если пойти ещёглубже, нужно учесть, что позакону всемирного тяготения каждоетело действует на каждое другое тело.

    Отсюда следует, что даже маятник настенныхчасов изменяет своим движением траекториюкамня.

    Короче говоря,если мывсерьез захотим точно исследоватьповедение какого-либо предмета, то нампредварительно придется узнатьместонахождение и скорость всех остальныхпредметов Вселенной. А это, разумеется,невозможно ….

    Чтобы описатьявление, необходимо выявить самыесущественные его свойства, закономерности,внутренние связи, роль отдельныххарактеристик явления. Выделив наиболееважные факторы, можно пренебречь менеесущественными.

    Наиболее эффективноматематическую модель можно реализоватьна компьютере в виде алгоритмическоймодели — так называемого «вычислительногоэксперимента».

    Конечно, результатывычислительного эксперимента могутоказаться и не соответствующимидействительности, если в модели не будутучтены какие-то важные стороныдействительности.

    Итак, создаваяматематическую модель для решениязадачи, нужно:

    1. выделить предположения, на которых будет основываться математическая модель;

    2. определить, что считать исходными данными и результатами;

    3. записать математические соотношения, связывающие результаты с исходными данными.

    При построенииматематических моделей далеко не всегдаудается найти формулы, явно выражающиеискомые величины через данные. В такихслучаях используются математическиеметоды, позволяющие дать ответы той илииной степени точности.

    Существует нетолько математическое моделированиекакого-либо явления, но и визуально-натурноемоделирование, которое обеспечиваетсяза счет отображения этих явленийсредствами машинной графики, т.е. передисследователем демонстрируетсясвоеобразный «компьютерный мультфильм»,снимаемый в реальном масштабе времени.Наглядность здесь очень высока.

  • Источник: https://studfile.net/preview/3566361/page:58/

    Технология подготовки решения задач с помощью компьютера

    Технология подготовки решения задач с помощью компьютера

    Основной категорией специалистов по разработке программ являются программисты, которые имеют разный уровень квалификации и различаются по характеру своей деятельности.В задачи системного программиста входит разработка, эксплуатация и сопровождение системного программного обеспечения, которое поддерживает работоспособность компьютера и создает среду для выполнения программ.

    Прикладной программист занимается разработкой и отладкой программ для решения функциональных задач (задач реализации функций управления в рамках информационной системы – управление деятельностью торгового предприятия, управление перевозкой грузов, планирование выпуска продукции).

    Программист-аналитик анализирует и проектирует комплекс взаимосвязанных программ.

    Постановщик задач занимается разработкой формальных постановок задач, которые требуют реализации на ЭВМ.

    Администратор базы данных обеспечивает организационную поддержку базы данных.

    К обязанностям администратора сети относится обеспечение организационной поддержки работы локальной сети.

    Ничего непонятно?

    Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

    Основными потребителями программ являются конечные пользователи (end user), которые, как правило, не являются специалистами в области программирования.

    Определение 1

    Операторы ПК – специально обученные люди, от которых требуются навыки не программирования, а использования готовых программ для обеспечения работы на компьютерах конечных пользователей: набор текста, печать документа, копирование информации, запись на внешние носители и др.

    Схема взаимодействия специалистов по разработке и эксплуатации программного обеспечения:

    Жизненный цикл программного продукта

    По характеру использования все программы разбиваются на 2 класса:

    • утилитарные программы предназначаются для удовлетворения потребностей их разработчиков, программы «для себя»;
    • программные продукты предназначаются для удовлетворения нужд пользователей, для широкого распространения и продажи.

    Существуют следующие требования, выполнение которых позволяет программные комплексы называть программным продуктом:

    • они должны быть соответствующим образом подготовлены к эксплуатации;
    • иметь необходимую техническую документацию;
    • предоставлять сервис и гарантию надежной работы программы;
    • иметь товарный знак изготовителя.

    Качественные характеристики программных продуктов:

    • требования техническим средствам обработки и к операционной системе;
    • сложность алгоритмов;
    • полнота функций обработки;
    • объем оперативной памяти;
    • размер программных файлов;
    • размер дисковой памяти.

    Аспекты показателей качества:

    • простота, надежность и эффективность использования программного продукта;
    • легкость эксплуатации программного продукта;
    • возможность использования программного продукта при изменении условий его применения.

    Важные характеристики программных продуктов на современном рынке:

    • стоимость;
    • количество продаж;
    • длительность нахождения на рынке;
    • известность фирмы-производителя;
    • известность программного продукта;
    • наличие на рынке аналогичных программных продуктов.

    Жизненный цикл, которым характеризуется любой программный продукт, состоит из отдельных этапов:

    Маркетинг – изучение требований к создаваемому программному продукту (технические, программные, пользовательские), существующие аналоги и продукты-конкуренты. Также проводится оценка необходимых для разработки материальных, трудовых и финансовых ресурсов, определяются примерные сроки разработки.

    Проектирование структуры состоит в алгоритмизации процесса обработки данных, детализации функций, разработке архитектурного проекта, выборе методов и средств создания программ.

    Основным этапом работы по разработке программного средства является программирование, тестирование и отладка. Зачастую отдельные работы этого этапа проводятся параллельно для сокращения общего времени разработки.

    Обязательным видом работы является документирование. В документации должны отображаться необходимые сведения по установке, обеспечению надежной работы продукта, содержаться справочное пособие для пользователя, демонстрационные версии, примеры документов, которые создаются с помощью данного программного продукта, программы для обучения.

    Выход на рынок связан с организацией продаж программного продукта массовому пользователю, для чего применяются стандартные методы – реклама, гибкая ценовая политика, создание дилерской и дистрибьюторской сети, увеличение количества каналов реализации.

    Замечание 1

    Как правило, параллельно проводится эксплуатация и сопровождение. При эксплуатации могут быть выявлены ошибки, устранить которые можно в режиме сопровождения (сервисная помощь, новые версии программ, работа «горячих телефонных линий» для консультаций).

    Снятие с продажи и отказ от сопровождения программного продукта происходит, как правило, при изменении технической политики фирмы-изготовителя, неэффективной работе программного продукта, присутствии неустранимых ошибок программного продукта, отсутствии спроса.

    Длительности жизненных циклов разных программ разная. Большинство современных программных продуктов имеют длительность жизненного цикла от 2 до 3 лет, но часто можно встретить на компьютерах устаревшие программные продукты.

    Источник: https://spravochnick.ru/informatika/tehnologiya_podgotovki_resheniya_zadach_s_pomoschyu_kompyutera/

    Тема урока:

    Технология подготовки решения задач с помощью компьютера

    Класс: 11

    Приложение 1

    Тип урока: Комбинированный – урок изучения
    новой темы, формирования и закрепления умений и
    навыков.
    Цели урока:

  • повторить и закрепить знания и умения работы в MS Excel;
  • использовать знания, полученные на уроках информатики по технологии решения задач на компьютере;
  • повысить интерес к учебному материалу;
  • развивать кругозор и умение вести грамотный диалог с компьютером;
  • правильно применять специальные термины и свободно оперировать ими;
  • воспитывать общую и информационную культуру, трудолюбие, усидчивость, терпение, бережное отношение к школьной технике.
  • Основные задачи урока:

    Образовательные:

    • формировать умения составлять алгоритмические конструкции разных типов;
    • формировать умения пользоваться технологией обработки текстовой информации на компьютере.

    Развивающие:

    • способствовать развитию приемов алгоритмического мышления;
    • способствовать развитию интеллекта.

    Мотивационные:

    • развивать познавательный интерес;
    • способствовать применению полученных знаний и умений в различных информационных ситуациях.

    Воспитательные:

    • формировать культуру умственного труда и умение планировать свою работу, рационально её выполнять;
    • способствовать развитию настойчивости и целеустремлённости, творческой активности и самостоятельности, способности аргументировать свои убеждения.

    Оборудование урока:

    • компьютеры с ОС MS Windows;
    • приложение MS Windows – ЭТ MS Excel;
    • Microsoft Visual Basic 5.0;
    • интерактивная доска;
    • проектор;
    • презентация по теме;
    • карточки – задания с вопросами для самостоятельной работы.

    При подготовке данного урока использовалась
    литература:

    Информатика и информационные технологии.
    Угринович Н.Д. Учебное пособие для 10–11-х классов.
    – М.: Лаборатория базовых знаний, 2000 г.

    Практикум по информатике и информационным
    технологиям. Угринович Н.Д. Учебное пособие для 10–11-х
    классов. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2000 г.

    Информатика. Задачник – практикум в 2 т./ Под
    ред. И.Г.Семакина, Е.К. Хеннера: том 2 – М.:
    Лаборатория базовых знаний, 2000 г.

    Материалы с сайта http://www. klyaksa.ru/

    Оформление доски: дата, название темы
    урока, расчетные математические формулы. План урока:

    Организационный момент. Объявление целей
    урока.

    Постановка задачи. Разработка информационной
    модели.

    Первичное закрепление. Проверка ответов.

    Физкультминутка.

    Разработка компьютерной модели. Компьютерный
    эксперимент.

    Анализ результатов моделирования.

    Выполнение задания для самостоятельной работы.

    Подведение итогов урока. Выставление оценок.
    Ответы на вопросы.

    ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ УРОКА

    I ЭТАП. Организационный момент. Объявление
    целей урока.

    Организация внимания (усиление мотивации,
    активизация познавательного интереса):

    Решите анаграмму: ЕРЕШИНЕ ДАЧАЗ

    Таким образом, тема сегодняшнего урока
    “Решение задач на компьютере”. Как вы думаете,
    какие цели, мы должны поставить перед собой.

    Высказывание учеников, учитель подводит итог.

    II ЭТАП. Постановка задачи.

    1. Информационный блок.

    Актуальность темы (социализация)

    Учитель:

    Школьный учебный предмет «Информатика»
    характеризуется глубокой прикладной
    направленностью. Сегодня разработаны
    программные продукты, с помощью которых рядовой
    пользователь очень быстро решает прикладные
    задачи.

    Перед нами может стоять задача, для
    решения которой на компьютере уже имеется
    готовая программа. Если у нас есть право на её
    использование, то мы можем применить эту
    программу.

    Так, для работы с текстом, графическим
    изображением, для типовых расчетов чаще всего
    используют разработанное специалистами
    прикладное программное обеспечение.

    Одной из
    таких программ, завоевавших репутацию надежного
    инструмента для повседневного аналитического
    труда, является процессор электронных таблиц Excel.
    Но если для решения задачи хотят прибегнуть к
    помощи компьютера, а готовой программы нет, как
    поступить в этом случае?

    (Ответ учеников)

    Учитель:

    Понадобится освоить весь процесс решения задач
    на компьютере, создав свою оригинальную
    (уникальную) программу.

    В этом случае процесс
    решения задачи на компьютере включает в себя
    следующие основные этапы:

    1. Постановка задачи:
    2. Выбор метода решения (построение математической модели)
    3. Разработка алгоритма.
    4. Составление программы на языке программирования, отладка и тестирование программы.
    5. Реализация программы на компьютере.
    6. Анализ полученных результатов.

    Приложение 2

    Обсудим суть этих этапов, начиная рассмотрение
    вопроса с составления компьютерных программ
    (учащиеся получают материал, разбирают его,
    используя прием ИНСЕРТ-чтение с пометками)

    Составление программ

    Компьютер может многое, однако, это всего лишь
    аппарат, хотя и совершенный. Он решает задачи,
    быстро и точно выполняя команды. Эти команды
    должен предоставить компьютеру человек.

    Последовательность команд составляет хранимую в
    памяти компьютера программу.

    Современную
    программу решения определенного класса задач
    программист пишет на языке программирования и
    затем, как говорят, реализует на компьютере.

    Реализация программ на компьютере

    Это значит, что текст программы вводят с
    клавиатуры в оперативную память и проводят её
    отладку. Отладка программы означает не только
    устранение синтаксических ошибок, в поиске
    которых помогает транслятор. Также должна
    обязательно производиться проверка работы
    программы на конкретных вариантах исходных
    данных, подобранных так, чтобы хватить все
    возможные для данной задачи случаи.

    Анализ полученных результатов

    Анализируя получаемые результаты такого
    контрольного расчета, в случае их правильности
    можно сделать вывод о правильности всех
    предшествующих программированию этапов. Как же
    определить, что результаты получены правильные?

    Для этого применяют разные подходы:

    • сравнивают полученные результаты с результатом, полученным вручную или с помощью калькулятора.
    • Сопоставляют результат, полученный в результате работы компьютерной программы, с экспериментальными фактами, теоретическим воззрениями и другой считающей достоверной информацией об изучаемом объекте.

    После проведения тех или иных правомерных
    сравнений может возникнуть необходимость
    уточнения метода или модели, составления нового
    алгоритма и соответствующей ему программы и
    повторения процедуры компьютерных расчетов,
    причем до тех пор, пока анализ получаемых
    результатов не подтвердит получаемых
    результатов, их приемлемость.

    Разработка алгоритма

    В основу программы для компьютера кладется
    алгоритм решения данной задачи, то есть система
    точных и понятных предписаний (команд) о
    последовательности действий, позволяющее за
    конечное число шагов получить результат. Этап
    алгоритмизации заслуженно считается наиболее
    творческим, но и самым трудным.

    Алгоритм отражает
    всю логику наших рассуждений при решении задач,
    но обязательно учитывает, что исполнителем
    алгоритма является компьютер – автомат с
    определенным набором возможностей и устройств
    для выполнения команд.

    Поэтому алгоритм,
    разработанный нами с ориентацией на компьютер
    как на исполнителя, должен обладать свойствами
    дискретности, понятности, детерминированности,
    результативности и массовости. Алгоритм
    создается в форме, допустимой для конкретного
    типа алгоритма, чаще всего в графической, в виду
    универсальности её применения и наглядности.

    Таким образом, разработка алгоритма включает:

    • Выбор метода проектирования алгоритма
    • Выбор формы записи алгоритма (словесный, блок-схемы, табличный)
    • Выбор тестов и метода тестирования
    • Проектирование самого алгоритма

    Выбор метода решения (построения
    математической модели, формализация)

    Разрабатывать алгоритм как последовательность
    действий будущего исполнителя, направленных на
    решение задачи, можно лишь тогда, когда ясно, как
    решать задачу, в чем её смысл, сложность, к какому
    классу задач она принадлежит, какой способ, метод
    решения наиболее адекватно будет
    соответствовать реальным явлениям и процессам.

    Таким образом, речь идет о выборе метода решения
    в простейшем случае и построении математической
    модели в более сложной ситуации. Действительно,
    компьютер решает задачу, выполняя команды нашего
    алгоритма, выраженные на языке программирования.

    Но мы знаем, какой вид приняли эти команды, попав
    в память компьютера: они имеют вид электрических
    сигналов, соответствующих двоичному способу
    кодирования. Обработка этих сигналов в
    компьютере происходит по законам алгебры логики
    и двоичной системы счисления.

    Это возможно, если
    все действия, необходимые для решения задачи,
    формализованы, то есть, представлены как
    математические операции и соотношения между
    входящими в них переменными. Поэтому этот этап
    называют формализацией.

    Постановка задачи (моделирование)

    Чтобы выбрать метод решения, разработать
    математическую модель, необходимо четко
    представлять, чем мы располагаем – какие есть
    исходные данные, каковы ограничения на них.

    И,
    конечно, никакую задачу невозможно решить, если
    не понимать что будет решением, что должно стать
    результатом всего процесса решения. На эти
    вопросы может помочь ответить правильная
    постановка задачи.

    Так, если задача конкретная,
    например, решить уравнение: 2х–8=98, то под
    подстановкой задачи понимаем ответ на вопрос:

    • Какие исходные данные известны;
    • Что требуется определить

    Если задача обобщенная, например, решить
    уравнение ах+в=0, то отвечать при постановке
    задачи надо ещё и на третий вопрос: какие данные
    допустимы.

    Таким образом, постановка задачи включает в
    себя следующие моменты:

    • Cбор информации о задаче;
    • формулировку условия задачи;
    • определение конечных целей решения задачи;
    • определение формы выдачи результатов;
    • описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и др.);

    Таким образом, постановка задачи должна
    отвечать на 5 вопросов:

    1. Что дано?
    2. Что требуется определить?
    3. Какова связь между данными и результатом? То есть, как из данных получить результат?
    4. Являются ли решения правильными? То есть, удовлетворяют ли постановке задачи?
    5. Все ли данные удовлетворяют данной задаче? То есть, являются ли допустимыми?
    6. Осмысление.

    Вопросы для самоконтроля

    1. В чем заключается суть постановки
    задачи?

    (Ответ: необходимо четко представлять, чем мы
    располагаем – какие есть исходные данные, каковы
    ограничения на них. И, конечно, никакую задачу
    невозможно решить, если не понимать что будет
    решением, что должно стать результатом всего
    процесса решения. На эти вопросы может помочь
    ответить правильная постановка задачи.)

    2. В чем смысл алгоритмизации задачи?

    (Ответ: Алгоритм отражает всю логику наших
    рассуждений при решении задач, но обязательно
    учитывает, что исполнителем алгоритма является
    компьютер)

    3. Каковы особенности у этапа
    написания программ?

    Последовательность команд составляет хранимую
    в памяти компьютера программу. Современную
    программу решения определенного класса задач
    программист пишет на языке программирования и
    затем, как говорят, реализует на компьютере.

    4. Сущность формализации решаемой
    задачи заключается:

    1. В выборе предметной области.
    2. В математическом описании задачи.
    3. В составлении алгоритма.
    4. В описании задачи на естественном языке.

    5. При решении задачи с помощью
    компьютера необходимо пройти этапы:

    1. Формализация задачи.
    2. Выбор метода решения.
    3. Программирование.
    4. Анализ результатов.
    5. Составление программ.
    6. Отладка программ.
    7. Постановка задачи.

    Укажите правильный порядок этапов (задание
    выполняется с использованием интерактивной
    доски, учащиеся перетаскивают этапы, расставляя
    их в нужном порядке)

    6. Составить алгоритм решения задач на
    компьютере, записанный на языке блок-схем (на
    интерактивной доске указаны этапы с помощью
    карандаша дорисовать блоки и соединить их
    стрелками).

    Здоровьесберегающий элемент урока.

    Учитель:

    Далее вам ребята предлагается начать работу на
    компьютерах.

    Я предлагаю вам один из способов как лучше
    настроиться на эту работу:

    – Сядьте поудобнее на стуле, запрокиньте ногу
    на колено, придержите ее руками, закройте глаза.
    Это поза бесконечности. Сосредоточьтесь над
    знаком бесконечность – вытянутая
    горизонтальная восьмерка. Она находится над
    вашим теменем, плавно колеблется над вашей
    головой. Вы его ярко представили. Постарайтесь
    удержать это изображение в вашем мысленном
    образе в течение нескольких секунд.

    (Пауза – молчание в течение 5 сек.)

    Спасибо! Откройте глаза ребята. Когда человек
    сталкивается с бесконечностью, он невольно
    задумывается о своем здоровье.

    Компьютер для нас – это не только развлечение,
    но и инструмент для серьезной работы. Поэтому мы
    должны помнить и соблюдать правила поведения и
    техники безопасности при работе с ЭВМ.

    Выполнение индивидуальных работ за
    компьютером

    30.01.2008

    Источник: https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/503193/

    Booksm
    Добавить комментарий