Этапы решения задач на компьютере

На ЭВМ могут решаться задачи различного характера: научные, инженерные, управления производственным процессом, разработки системного программного обеспечения и т.д.

В процессе подготовки и решения научно-инженерных задач можно выделить следующие этапы:

1. Постановка задачи. На этом этапе формулируются условие и цели задачи на естественном языке, в терминах той предметной области, в которой возникла задача.

2. Построение математической модели. На этом этапе создается такая модель решаемой задачи, которая может быть реализована на компьютере, т.е. осуществляется перевод словесного описания задачи на математический язык. Далее решение задачи сводится к изучению математической модели.

3. Выбор и обоснование метода решения. На данном этапе выбирается метод решения задачи в рамках построенной математической модели.

4. Алгоритмизация вычислительного процесса. Она заключается в планировании последовательности арифметических, логических и других действий для реализации выбранного метода, т.е. в разработке алгоритма в виде блок-схемы.

5. Составление программы. Выбирается язык программирования, уточняется способ организации данных, алгоритм записывается на выбранном языке программирования в виде программы.

6. Тестирование и отладка программы. При разработке программы неизбежны ошибки. Поэтому решение задач с помощью ЭВМ включает тестирование и отладку программ. Причем отладка и тестирование иногда занимают больше времени, чем написание программы. Тестирование — это процесс нахождения ошибок в программе. Отладка — это процесс устранения ошибок в программе.

7. Исполнение программы на компьютере. Данный этап предполагает выполнение расчетов, накопление информации.

8. Анализ полученных результатов и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2 — 5.

9. Сопровождение программы. Заключается в доработке программы для решения конкретных задач, в составлении документации к решенной задаче, к математической модели, к алго­ритму, к программе, к набору тестов, к использованию программы.

Задания для самостоятельного выполнения

1. В одном институте работал строгий преподаватель, которому очень не нравились прогульщики, поэтому он их сразу отчислял. В первый месяц учебы он отчислил одного студента, на следующий двух студентов, на третий месяц четверых и т.д. Сколько студентов он отчислит за два года.

2. Хватит ли обоев, чтобы обклеить стены комнаты? Параметры комнаты (a, b, h) и площадь обоев (S) вводятся с клавиатуры. Требуется выяснить, хватит обоев, чтобы обклеить стены комнаты, вывести соотве тствующее сообщение «Обоев хватит» или «Обоев не хватит».

3. Вывести на экран таблицу значений функции у(x)=(0.9x + 5)/(0.6x - 7) на отрезке от 1 до 10 с шагом 1.

4. Когда Василисе Премудрой исполнилось 18 лет, Кощей Бессмертный решил взять ее в жены. Василиса спросила, сколько у Кощея сундуков с золотом. Кощей сказал, что у него 27 360 сундуков золота, и каждый год прибавляется еще по 33 сундука. Василиса обещала выйти за Кощея тогда, когда у него будет 30 000 сундуков золота. Сколько лет будет невесте Кощея в день свадьбы?

5. Хватит ли картона, чтобы сделать коробку? Параметры коробки (a, b, h) и площадь имеющегося картона (S) вводятся с клавиатуры. Требуется вычислить, хватит картона, чтобы сделать коробку, вывести соответствующее сообщение «Картона хватит» или «Картона не хватит».

6. Вводить целые числа, пока не встретиться 0. Определить произведение и количество введенных чисел.

7. Автомобилист за один час проехал 70 км. Каждый следующий час он увеличивал свой пройденный путь на 10 км. Какой суммарный путь проедет автомобилист за 5 часов?

8. Вывести на экран таблицу значений функции у(x)=0,027x³+0,9x+5 на отрезке от 0 до 15 с шагом 1.

9. Заданы три числа а, b, с. Определить большее из них.

10. Вводить целые числа, пока не встретиться 3. Определить количество положительных введенных чисел и сумму отрицательных.

11. Начав тренировки, спортсмен в первый день пробежал 10 км. Каждый день он увеличивал дневную норму на 10% нормы предыдущего дня. Какой суммарный путь пробежит спортсмен за 7 дней?

12. Вывести на экран таблицу значений функции у(x)=0,054х³+0,63х²+5 на отрезке от 3 до 13 с шагом 1.

13. Вводить целые числа, пока не встретиться 0. Определить количество и произведение положительных введенных чисел.

14. Вычислите сумму первых пятидесяти слагаемых ряда 1+1/2+1/3+…

15. Иван-Дурак решил купить царство в тридевятом государстве, стоимость которого 40150 сундуков золота. Иван, работая день и ночь, мог заработать в год 50 сундуков золота. Через сколько лет он сможет приобрести это царство, если сейчас у него уже есть 11370?

Вопросы для самопроверки

1. Что такое алгоритм?

2. Каковы свойства алгоритма?

3. Каковы основные способы представления алгоритмов?

4. Какой вычислительный процесс называется линейным?

5. Какой вычислительный процесс называется ветвящимся?

6. Какой вычислительный процесс называется циклическим?

7. Что представляет собой структура «следование», как реализуется она на языках программирования?

8. Что представляет собой структура «развилка», как реализуется она на языках программирования?

9. Что представляет собой структура «выбор», как реализуется она на языках программирования?

10. Что представляет собой структура «цикл с предусловием», как реализуется она на языках программирования?

11. Что представляет собой структура «цикл с постусловием», как реализуется она на языках программирования?

12. Что представляет собой структура «цикл с параметром», как реализуется она на языках программирования?

13. Как формулируется задача поиска? сортировки?

14. Какие методы сортировки вы знаете?

15. В чем заключается линейный поиск? Каковы условия его окончания?

16. Что такое язык программирования?

17. Что такое алфавит, синтаксис и семантика языка программирования?

18. Что такое транслятор? Какие функции он выполняет?

19. Какие технологии программирования существуют?

20. Каковы правила структурного программирования?

21. Каковы этапы решения задач на ЭВМ?