1. Основные понятия алгоритмизации и программирования

1.1. Этапы решения задач на эвм

Задачи, решаемые с помощью ЭВМ, можно классифицировать по различным критериям: по типу информации и информационным технологиям, по способу поиска решения (простые и переборные), по характеру целей (задачи оптимизации, управления, обучения, информационного поиска), по функциональному назначению, а также по уровню достижения цели и уровню их решения, в т. ч. по уровню автоматизации этапов их решения.

Задача становится разрешимой, если найдено правило, способ получения результата. В информатике такое правило называют алгоритмом.

Решение задачи на ЭВМ состоит из нескольких этапов, среди которых основными являются следующие:

1. Постановка задачи:

- сбор информации о задаче; - формулировка условия задачи; - определение конечных целей решения задачи; - определение формы выдачи результатов; - описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).

2. Формализация (анализ и исследование задачи, модели, представление ее в виде уравнений, соотношений, ограничений и т.П.):

- анализ существующих аналогов задачи; - анализ технических и программных средств; - разработка математической модели; - разработка структур данных.

Понятие моделирования

При решении задачи обычно исследуют не реальный объект, а его модель.

Модель – искусственно созданный объект, обладающий всеми существенными признаками реального объекта, явления или процесса.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Цели моделирования:

1. понять сущность изучаемого объекта;

2. научиться управлять объектом и определять наилучшие способы управления;

3. прогнозировать прямые или косвенные последствия;

4. решать прикладные задачи.

Математическая модель – это система математических соотношений (данных) – формул, уравнений, неравенств и т.д. и отношений между ними, описывающих поведение объекта с некоторой степенью точности и отражающих существенные свойства моделируемого процесса (объекта или явления).

Порядок составления математической модели:

• выделить реальный объект, на котором будет основываться математическая модель, и из множества его свойств, закономерностей, внутренних связей, отдельных характеристик явления и параметров выделяем те, которые являются существенными для решаемой задачи, и отбросить несущественные;

• определить, что считать исходными данными и результатами;

• подобрать математический объект с тем же числом подобных параметров, отражающий суть реального объекта; записать математические соотношения, связывающие результаты с исходными данными.

3. Выбор метода решения.

4. Разработка алгоритма:

- выбор метода проектирования алгоритма; - выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.); - выбор тестов и метода тестирования; - проектирование алгоритма.

5. Программирование:

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

6. Тестирование, отладка и исправление обнаруженных ошибок:

- синтаксическая отладка; - отладка семантики и логической структуры;

- тестовые расчёты и анализ результатов тестирования; - совершенствование программы.