1.3. Этапы решения задач

Эффективная обработка информации сегодня не мыслима без использования средств вычислительной техники и в первую очередь ПК.

Процедура подготовки и решения задачи на ПК – достаточно сложный и трудоемкий процесс, состоящий из следующих этапов:

1. Постановка задачи, которую предстоит решать на ПК (формулируется пользователем или получается им в виде задания).

2. Математическая формулировка задачи (если это возможно).

3. Разработка алгоритма решения задачи.

4. Написание программы на языке программирования.

5. Подготовка исходных данных.

6. Ввод программы и исходных данных в ПК.

7. Отладка программы.

8. Тестирование программы.

9. Решение задачи на ПК и обработка результатов.

В настоящем практикуме условия большинства задач даны в математической формулировке, поэтому необходимость в выполнении этапов 1 и 2 зачастую отпадает, а значит сразу можно приступать к разработке алгоритма решения задачи на ЭВМ. Под алгоритмом понимается последовательность арифметических и логических действий над числовыми значениями переменных, приводящая к вычислению результата решения задачи при изменении исходных данных в достаточно широких пределах. Можно дать и другое определение. Алгоритм – это формализованное предписание (указание, правило) однозначно определяющее содержание и последовательность операций, переводящих совокупность исходных данных в искомый результат.

Алгоритм обладает следующими основными свойствами, раскрывающими его определение:

• дискретность, т.е. преобразование исходных данных в конечный результат осуществляется поэтапно или дискретно во времени;

• детерминированность, т.е. каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для другого толкования;

• результативность, т.е. алгоритм должен приводить к решению задачи за конкретное число шагов;

• массовость, т.е алгоритм может быть применен для некоторого класса задач, отличающихся исходными данными.

1.4. Блок-схемы алгоритмов

Существует несколько способов описания алгоритмов:

• словесная;

• аналитическая;

• табличная;

• операторная;

• графическая.

Наиболее наглядным способом описания алгоритмов является описание его в виде схем. При этом алгоритм представляется последовательностью блоков (графических элементов), выполняющих определенные функции, и связей между ними. Внутри блоков указывается информация, характеризующая выполняемые ими функции. Блоки в схеме алгоритма имеют сквозную нумерацию. Основные графические элементы определяемые ГОСТом 19.701-90г. и их толкование даны в Приложении 1. В Приложении 2 приведены основные схемы структурограмм, широко используемых при графическом способе задания алгоритмов.

Составление алгоритма даже не очень сложной задачи при­водит зачастую к заметным трудностям. Сказанное говорит о необходимости научно обос­нованной методологии разработки алго­ритмов и программ.

Такой методологией, получившей в последнее время широкое распространение и признание, является структурное программирование. По своей сути структурное программирование является воплощением прин­ципов системного подхода в процессе создания и эксплуатации программного обеспечения ПК В основу структурного программирования положены следующие достаточно простые положения:

1. Алгоритм и программа должны составляться поэтапно (по шагам). Размер шага определяется количеством решений, применяемых программистом на каждом этапе детализации.

2. Сложная задача должна разбиваться на достаточно простые, легко воспринимаемые части, каждая из которых имеет только один выход и один вход.