Урок 18

 

---

Решение задач  на компьютере

Ключевые слова:         

• постановка задачи
• формализация
• алгоритмизация
• программирование
• отладка программы
• тестирование

​2.1.1. Этапы решения задач на компьютере

Решение задачи с использованием компьютера включает в себя этапы, показанные на рис. 2.1.

На первом этапе обычно осуществляется постановка задачи, про­исходит осознание её условия. При этом должно быть чётко опреде­лено, что дано (какие исходные данные известны, какие данные до­пустимы) и что требуется найти в решаемой задаче. Также должны быть чётко выделены существенные свойства рассматриваемого объ­екта, указаны связи между исходными данными и результатами.

На втором этапе описательная информационная модель форма­лизуется, т.е. записывается с помощью некоторого формального языка.

 

       Решение задач на компьютере.

    Этап                                    Результат

Рис.2.1.Этапы решения задач на компьютере

Для этого требуется:

• понять, к какому классу принадлежит рассматриваемая задача;
• записать известные связи между исходными данными и резуль­татами с помощью математических соотношений;
• выбрать наиболее подходящий способ для решения задачи.

На третьем этапе осуществляется построение алгоритма — чёткой инструкции, задающей необходимую последовательность дей­ствий для решения задачи. Алгоритм чаще всего представляется в форме блок-схемы ввиду её наглядности и универсальности.

На четвёртом этапе алгоритм записывается на одном из языков программирования. Вы учитесь записывать программы на языке Паскаль.

На пятом этапе осуществляется отладка и тестирование про­граммы. Этап отладки и тестирования также называют компьютер­ным экспериментом.

Отладка программы — это процесс проверки работоспособности программы и исправления обнаруженных при этом ошибок. Ошиб­ки могут быть связаны с нарушением правил записи программы на конкретном языке программирования. Их программисту помогает найти используемая система программирования; она выдаёт на эк­ран сообщения о выявленных ошибках.

Проверка правильности разработанной программы осуществляет­ся с помощью тестов. Тест — это конкретный вариант значений ис­ходных данных, для которого известен ожидаемый   результат.

2.1.2. Задача о пути торможения автомобиля

Рассмотрим последовательность прохождения этапов решения за­дачи на компьютере (см. рис. 2.1) на примере простой задачи.

Водитель автомобиля, движущегося с некоторой постоянной ско­ростью, увидев красный свет светофора, нажал на тормоз. После это­го скорость автомобиля стала уменьшаться каждую секунду на 5 мет­ров. Требуется найти расстояние, которое автомобиль пройдёт до пол­ной остановки.

Первый этап. Дано:

v_Ox — начальная скорость;

v_x — конечная скорость (равна нулю, так как автомобиль остано­вился);

а_х — ускорение (равно -5 м/с).

Требуется найти: s_x — расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

          рис.2.3

Упростим эту формулу с учётом того, что конечная скорость равна нулю:

s_x= (v²0x)/(2a_x) При а_х = -5 м/с получим: s_x= (v²0x)/10

Решение задач на компьютере.

Третий этап. Представим алгоритм решения задачи в виде блок-схемы:

                                                   Рис.2.2. Блок схема.                                                

Четвёртый этап. Запишем данный алгоритм на языке програм­мирования Паскаль:

program n_l;

         var v0, s: real;

begin

         writeln('Вычисление длины пути торможения автомобиля');

         write ('Введите начальную скорость (м/с)»¹);

         readln (v0);

         s:=v0*v0/10;

         writeln ('До полной остановки автомобиль пройдёт ', s:8:4, ' м.')

 end.

Пятый этап. Протестировать составленную программу можно, используя информацию, что при скорости 72 км/ч с начала торможе­ния до полной остановки автомобиль проходит 40 метров.

Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно сделать вывод: чем больше начальная скорость авто­мобиля, тем большее расстояние он пройдёт с начала торможения до полной остановки.

Применяя компьютер для решения задач, всегда следует помнить, что наряду с огромным быстродействием и абсолютной исполнитель­ностью у компьютера отсутствуют интуиция и чувство здравого смысла, и он способен решать только ту задачу, программу решения которой ему подготовил человек.

---

Вопросы и задания

1.Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, со­держащейся в электронном приложении к учебнику. Допол­няет ли презентация информацию, содержащуюся в тексте параграфа?

2.Как правило, сложные практические задачи решаются боль­шими коллективами разработчиков. Отдельные группы в этих коллективах специализируются на выполнении одного или не­скольких этапов решения задачи. Нужно ли в таком случае им иметь представление обо всех этапах решения задачи с исполь­зованием компьютера? Обоснуйте свою точку зрения.

3.Может ли пригодиться в жизни представление об этапах реше­ния задачи с использованием компьютера? Обоснуйте свою точку зрения.

---

  Самое главное

Этапы решения задачи с использованием компьютера:

1. постановка задачи;

2. формализация;

3. алгоритмизация;

4. программирование;

5. компьютерный эксперимент.

Для решения задач на компьютере необходимо владеть языком программирования, обладать знаниями в области информационного моделирования и алгоритмизации.