Этапы подготовки и решения задачи на ЭВМ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
НОВОМОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
Мочалин В.П., Тивиков А.С.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ ПО ИНФОРМАТИКЕ НА ТЕМУ “ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЛИНЕЙНОЙ И РАЗВЕТВЛЕННОЙ СТРУКТУРЫ ”
Лабораторный практикум
ЧАСТЬ I
Новомосковск 2004
ББК 32.97
УДК 681.3
М 864
Рецензент: доцент, канд. техн. наук Лопатин А.Г. (НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Составители: Мочалин В.П., А.С. Тивиков
| М 864 | Методические указания и задания по информатике на тему “Программирование алгоритмов линейной и разветвленной структуры ”/ РХТУ им. Д.И. Менделеева. Новомосковский институт; Сост.: Мочалин В.П., Тивиков А.С. , Новомосковск, 2004, 28 с. |
В методических указаниях рассмотрены основные методы алгоритмизации и способы программирования на языке QBasic. Приведены правила и особенности написания алгоритмов и программ линейной и разветвленной структуры.
Методические указания могут быть рекомендованы для студентов всех специальностей заочной формы обучения, обучающихся по дисциплине «Информатика» и изучающих язык программирования QBasic. Методические указания могут быть использованы студентами дневной и вечерней формы обучения и другими категориями пользователей, изучающими язык программирования QBasic, они могут быть полезны также при изучении и других языков программирования.
|
|
|
Ил. 4. Табл. 3. Библиогр.: 3 назв.
ББК 32.97
УДК 681.3
| ã Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004 |
Предисловие
Эффективное решение инженерных, научных, экономических и управленческих задач сегодня невозможно без использования ЭВМ. Поэтому изучение различных разделов информатики – непременная составляющая современного инженерного образования. Одним из таких разделов информатики, включаемых в государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования и учебные программы многих специальностей, является алгоритмизация и программирование решения задач на языке высокого уровня.
Для обучения программированию был создан ряд языков высокого уровня (ЯВУ), среди которых можно выделить Logo, Basic и Pascal. Наиболее известным ЯВУ для целей обучения де-факто стал Basic. В настоящее время Basic является одним из наиболее массовых языков, особенно для ЭВМ класса персональных компьютеров
Настоящие методические указания являются дополнением к учебному пособию [1], предназначены для студентов заочного факультета специальностей 250100, 250300, 250600, 250800 и содержат разъяснения и рекомендации по выполнению заданий в контрольной работе № 1 по информатике. Они могут быть использованы также студентами дневной и вечерней формы обучения для подготовки к выполнению лабораторных работ по соответствующим разделам информатики и другими категориями пользователей, изучающими язык программирования QBasic.
|
|
|
Методические указания содержат основные теоретические положения по рассматриваемому разделу алгоритмизации и программированию, примеры выполнения заданий и набор индивидуальных заданий, включающий 30 вариантов заданий по каждой из рассматриваемых тем. В предложенном пособии не приводятся сведения по языку программирования QBASIC, так как они содержатся в учебном пособии [1]. Данное пособие – первое из серии планируемых к изданию, которые должны охватить все темы, включенные в контрольную работу у заочников, в практические и лабораторные занятия у студентов дневной и вечерней формы обучения.
Решение какой-то задачи на ЭВМ пользователем может быть выполнено следующими способами: а) с использованием готовой программы, созданной профессиональными программистами по заказу пользователя, или приобретенной им как программный продукт; б) с помощью программы, использующей готовые стандартные программные модули, обращение к которым осуществляется из программы, создаваемой пользователем в среде инструментальной системы программирования, имеющей в своем составе такие программные модули; в) с помощью программы, полностью составленной пользователем самостоятельно в среде выбранной системы программирования. Ясно, что для пользователя трудоемкость решения задачи возрастает при переходе из перечисленных способов от а) к б) и к в). Наиболее сложен и трудоемок способ в).
|
|
|
Этапы подготовки и решения задачи на ЭВМ
Подготовка и решение задачи с помощью ЭВМ, когда решение программируется самим пользователем, включает ряд работ, отличающихся друг от друга по своему характеру и называемые этапами. Последовательность этих этапов определяет технологию подготовки и решения данной задачи на ЭВМ. На ЭВМ могут решаться задачи различного характера, например: научно-инженерные, разработки системного программного обеспечения, обучения, управления производственными процессами и т. д. В процессе подготовки и решения на ЭВМ научно-инженерных задач можно выделить следующие этапы:
|
|
|
• постановка задачи;
• математическое описание задачи;
• выбор и обоснование метода решения;
• алгоритмизация вычислительного процесса;
• составление программы;
• отладка программы;
• решение задачи на ЭВМ и анализ результатов.
В задачах другого класса некоторые этапы могут отсутствовать, например, в задачах разработки системного программного обеспечения отсутствует математическое описание.
Перечисленные этапы связаны друг с другом. Например, анализ результатов может показать необходимость внесения изменений в программу, алгоритм или даже в постановку задачи. Для уменьшения числа подобных изменений необходимо на каждом этапе по возможности учитывать требования, предъявляемые последующими этапами. В некоторых случаях связь между различными этапами, например, между постановкой задачи и выбором метода решения, между составлением алгоритма и программированием, может быть настолько тесной, что разделение их становится затруднительным.
Постановка задачи. На данном этапе формулируется цель решения задачи и подробно описывается ее содержание. Анализируются характер и сущность всех величин, используемых в задаче, и определяются условия, при которых она решается. Корректность постановки задачи является важным моментом, так как от нее в значительной степени зависят другие этапы.
Математическое описание задачи. Настоящий этап характеризуется математической формализацией задачи, при которой существующие соотношения между величинами, определяющими результат, выражаются посредством математических формул. Так формируется математическая модель явления с определенной точностью, допущениями и ограничениями. При этом в зависимости от специфики решаемой задачи могут быть использованы различные разделы математики и других дисциплин.
Математическая модель должна удовлетворять по крайней мере двум требованиям: реалистичности и реализуемости. Под реалистичностью понимается правильное отражение моделью наиболее существенных черт исследуемого явления. Реализуемость достигается разумной абстракцией, отвлечением от второстепенных деталей, чтобы свести задачу к проблеме с известным решением. Условием реализуемости является возможность практического выполнения необходимых вычислений за отведенное время при доступных затратах требуемых ресурсов.
Выбор и обоснование метода решения. Модель решения задачи с учетом ее особенностей должна быть доведена до решения при помощи конкретных методов решения. Само по себе математическое описание задачи в большинстве случаев трудно перевести на язык машины. Выбор и использование метода решения задачи позволяет привести решение задачи к конкретным машинным операциям. При обосновании выбора метода необходимо учитывать различные факторы и условия, в том числе точность вычислений, время решения задачи на ЭВМ, требуемый объем памяти и другие.
Одну и ту же задачу можно решить различными методами, при этом в рамках каждого метода можно составить различные алгоритмы.
Алгоритмизация вычислительного процесса. На данном этапе составляется алгоритм решения задачи согласно действиям, задаваемым выбранным методом решения. Процесс обработки данных разбивается на отдельные относительно самостоятельные блоки, и устанавливается последовательность выполнения блоков. Разрабатывается блок-схема алгоритма.
Составление программы. При составлении программы алгоритм решения задачи переводится на конкретный язык программирования. Для программирования обычно используются языки высокого уровня, поэтому составленная программа требует перевода ее на машинный язык ЭВМ. После такого перевода выполняется уже соответствующая машинная программа.
Отладка программы. Отладка заключается в поиске и устранении синтаксических и логических ошибок в программе.
В ходе синтаксического контроля программы транслятором выявляются конструкции и сочетания символов, недопустимые с точки зрения правил их построения или написания, принятых в данном языке. Сообщения об ошибках ЭВМ выдает программисту, при этом вид и форма выдачи подобных сообщений зависят от вида языка и версии используемого транслятора.
После устранения синтаксических ошибок проверяется логика работы программы в процессе ее выполнения с конкретными исходными данными. Для этого используются специальные методы, например, в программе выбираются контрольные точки, для которых вручную рассчитываются промежуточные результаты. Эти результаты сверяются со значениями, получаемыми ЭВМ в данных точках при выполнении отлаживаемой программы. Кроме того, для поиска ошибок могут быть использованы отладчики, выполняющие специальные действия на этапе отладки, например, удаление, замена или вставка отдельных операторов или целых фрагментов программы, вывод или изменение значений заданных переменных.
Решение задачи на ЭВМи анализ результатов. После отладки программы ее можно использовать для решения прикладной задачи. При этом обычно выполняется многократное решение задачи на ЭВМ для различных наборов исходных данных. Получаемые результаты интерпретируются и анализируются специалистом или пользователем, поставившим задачу.
Рассмотрим немного подробнее некоторые базовые, фундаментальные понятия, которые были упомянуты выше.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 900; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!