Общая характеристика этапов решения задач на ПК

Сегодня персональный компьютер становится обычным средством на рабочем месте специалиста, значит и сам специалист должен владеть обычным для компьютера наполнением. В это понятие входят не только пользование пакетами прикладных программ, но и умение поставить задачу, настроить программу или изменить её некоторые функции. Многие профессиональные пакеты прикладных программ содержат средства программирования, позволяющие актуализировать приложения.

Сегодня широко используются объектно-ориентированные языки программирования, которые значительно облегчают создание программ с удобным интерфейсом. Кроме того, практическое наблюдение таково: если человек разобрался с одним из языков программирования, то освоение других языков идет значительно проще. Поэтому в курсах базовой подготовки специалистов изучение языка необходимо и обязательно. Тогда можно будет сказать, что наши специалисты не просто умеют работать на ПК, а владеют интеллектуальным инструментом.

Компьютер призван облегчить решение различных задач для человека. Непосредственному решению задачи на ПК предшествуют этапы подготовки этого решения.

Решение любой задачи проходит следующие этапы:

Постановка задачи – устанавливаются цели решаемой задачи, условия и требования к решению.

Математическая формулировка задачи. На этом этапе устанавливаются в окончательном виде те формулы, математические зависимости или уравнения (модель), которые подлежат решению. Математическая постановка задачи определяется специалистом по данной проблеме совместно с математиком. 

Выбор численного метода. На данном этапе выбирается такой метод, который наилучшим образом обеспечивает выполнение поставленной задачи (обеспечивает требуемую точность, скорость решения).

Алгоритмизация. Это первый этап программирования, в процессе которого разрабатывается алгоритм решения задачи. С помощью алгоритма записывается ход решения задачи.

Программирование. Осуществляется перевод алгоритма на язык конкретной машины или язык, понятный машине (алгоритмический).

Отладка программ. Задача данного этапа состоит в том, чтобы путем апробирования на машине разработанной программы, выявить ошибки, допущенные на всех предыдущих этапах.

Решение задачи на ПК. После отладки программы составляются инструкции по работе с программой и подготовке исходных данных. По этим инструкциям вычисления на компьютере может выполнять любой пользователь, знакомый с правилами работы на данной машине.

11.2 Понятие алгоритма. Основные свойства и методы записи алгоритмов

Академик Марков определяет это понятие следующим образом:

«Под алгоритмом следует понимать точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых исходных данных к искомому результату».

В более широком смысле, под термином «алгоритм», понимают предписание, позволяющее единым и формальным способом решать какую- либо задачу, независимо от ее характера и происхождения.

Рассмотренные примеры алгоритмов дают возможность сформулировать некоторые общие свойства, присущие любому алгоритму:

1. Свойство детерминированности (определенности) - алгоритм должен обеспечивать однозначность результата решения задачи при заданных исходных данных. Правила и их последовательность должны быть четкие и строго определенные, не допускающие разночтений.

2. Свойство дискретности – расчлененность алгоритма на отдельные элементарные шаги, возможность выполнения которых человеком или машиной не вызывает сомнения.

3. Свойство массовости – алгоритм должен строиться таким образом, чтобы была возможность его использования для различных исходных данных. То - есть, алгоритм должен обеспечивать решение любой задачи из класса однотипных задач.

4. Свойство результативности – при любой исходной информации и строгом соблюдении предписаний, определяющих вычислительный процесс, алгоритм должен приводить к получению искомого результата.

5. Свойство эффективности – достижение результата наиболее рациональным путем (за минимальное число шагов).

Очевидно, что для процесса алгоритмизации весьма важно, чтобы алгоритм можно было записать в компактной, наглядной и легко понимаемой форме. Существуют различные способы записи алгоритмов. Это – словесный, формульно-словесный, операторный, блок-схемный (или графический) способы записи и запись с помощью алгоритмических языков.

Распространенным методом записи алгоритмов является блок-схемный метод.

Блок – схема является графическим изображением структуры алгоритма.

Каждый этап алгоритмического процесса изображается в виде различных геометрических фигур: прямоугольников, ромбов, кружков и т. д. Внутри этих фигур описывается содержание данного этапа вычислений в произвольной форме. Причем, если описание этапа вычислений оказывается громоздким, то внутри блока ставится номер этапа, а описание дается в приложении к блок-схеме.

Между отдельными, графически изображенными этапами алгоритмического процесса, устанавливаются связи в виде линий потока, которые указывают для каждого этапа его возможных преемников.

Линии потока ¾ , , ­ , ½ - применяют для указания направления алгоритма решения (без стрелки, если линия направлена слева направо и сверху вниз, со стрелкой – в остальных случаях).

Таблица 11.1. - Выдержка из ГОСТа 19.003 – 80