1. Постановка задачи

На этом этапе участвует человек, хорошо представляющий предметную область задачи. Он должен четко определить цель задачи, дать словесное описание содержания задачи и предложить общий подход к ее решению. Задача, которую необходимо решить посредством составления программы для компьютера, формулируется на естественном языке. При этом важно осознать, что решение данной задачи с помощью компьютера – действительно оптимальный способ получения результата. На этапе постановки задачи должно быть четко определено, что дано, и что требуется найти. Таким образом, постановка задачи включает в себя следующие моменты: сбор информации о задаче; формулировку условия задачи; определение конечных целей решения задачи; определение формы выдачи результатов; описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п.).

2. Анализ и исследование задачи, модели

Анализ задачи включает определение входных и выходных данных, выявление возможных ограничений на их значения и обычно завершается формализованным описанием задачи, которое часто предполагает ее математическую формулировку.

Под моделированием понимают замену реального объекта, явления или процесса с целью его изучения или описания «заменителем» в виде текста, схемы, таблицы, рисунка, натурной модели, математической формулы и т.д.

Цель этого этапа – создать такую математическую модель решаемой задачи, которая может быть реализована в компьютере. Математическая модель – система математических соотношений – формул, уравнений, неравенств и т.д., отражающих существенные свойства объекта или явления.

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.

Таким образом, анализ и исследование задачи, модели включают в себя следующие моменты: анализ существующих аналогов; анализ технических и программных средств; разработка математической модели; разработка структур данных.

3. Построение алгоритма

Выбор или разработка алгоритма (алгоритм – это последовательность математических, логических или вместе взятых операций, отличающихся детерминированностью, массовостью, направленностью и приводящая к решению всех задач данного класса за конечное число шагов) и численного метода решения задачи имеют важнейшее значение для успешной работы над программой. Тщательно проработанный алгоритм решения задачи – необходимое условие эффективной работы по составлению программы.

На этом этапе происходит «архитектурная» проработка проекта. Определяются те части алгоритма, которые целесообразно оформить в виде подпрограмм, модулей. Определяется и способ хранения информации – в виде набора простых переменных, массивов или других структур. Таким образом, построение алгоритма включает в себя следующие моменты: выбор метода проектирования алгоритма; выбор формы записи алгоритма (блок-схемы и др.); выбор текстов и метода тестирования; проектирование алгоритма.