краткое содержание
Сверь числа и знаки с фото.
Этапы решения задач на компьютере Вычислительные технологии в современном мире являются самыми перспективными средствами как для выполнения научных исследований, так и для повышения конкурентоспособности промышленности. Для решения сложных реальных задач объединяются силы учёных-исследователей и практиков, а также вычислительные мощности разных компьютеров, иногда и по всему миру. Для синхронизации деятельности людей и вычислительных процессов необходима чёткая организация, планирование, разделение творческой и вычислительной работы. Конечно, не все задачи требуют такой сложной организации. Однако умение планировать сложную деятельность полезно осваивать на простых примерах.
Обсудим процесс решения задачи, разделив его на отдельные этапы.
[Рисунок: блок-схема из пяти прямоугольников, расположенных сверху вниз и соединённых стрелками; справа от них — вертикальная соединительная линия. Надписи в блоках:] Постановка задачи Формализация задачи Создание алгоритма решения Составление программы для решения задачи Тестирование и отладка программы Рис. 1. Этапы решения задачи
Постановка задачи. Это первый этап решения задачи, на котором определяется цель решения, собираются исходные данные, выясняются формат и область значений результатов. На этом этапе предполагается построение адекватных моделей объектов исследования с характеристиками, близкими к оригиналу. Здесь важно определить оптимальный набор исходных данных, которые позволят решить задачу, но не сделают её решение трудоёмким. На входе — проблема; на выходе — исходные данные и формат результатов.
Формализация задачи. На этом этапе осуществляется построение математической модели задачи. Взаимодействие моделей объектов, участвующих в реальном процессе, заменяется известными математическими соотношениями и уравнениями. Зачастую в определённой сфере человеческой деятельности уже накоплен набор математических уравнений, с помощью которых принято решать те или иные задачи. Умение предложить новые модели решения связано с широким кругозором исследователя, его неординарным подходом. Такие же качества требуются от человека и при решении новых задач, тех, которые ранее не решались в конкретной области. На этом этапе реализуется исключительно творческая деятельность человека, а успех решения задачи зависит от выбора и обоснования метода решения. На этом же этапе определяются допустимая точность, объём и время вычислений, а также технические средства, с помощью которых будет реализовываться решение. На входе — исходные данные и формат результатов; на выходе — математическая модель и технические средства для решения.
Создание алгоритма решения. На этом этапе реализуются методы, с помощью которых будет осуществляться решение. Здесь необходимо скоординировать работу всех участников проекта решения. Создаются блок-схемы алгоритмов, технологические карты загрузки оборудования, например распараллеливание вычислений. Определяется последовательность выполнения отдельных блоков вычислений. На входе — математическая модель; на выходе — блок-схема или другой способ описания алгоритма.
Составление программы для решения задачи. Алгоритм реализуется на конкретном языке программирования. Уточняются формат и область значений результатов в зависимости от выбранного языка программирования. На входе — блок-схема или другой способ описания алгоритма; на выходе — программа обработки исходных данных.
Тестирование и отладка программы. Составление программы обработки исходных данных — процесс трудоёмкий, особенно если необходимо соединить блоки разных разработчиков и параллельно работающих процессов. Отладка программы выполняется в несколько этапов: определяются синтаксические и семантические ошибки. Для обнаружения ошибок проводят тестирование на специально подготовленных данных. Внутри программы расставляют «контрольные точки», получая таким образом сообщение об ошибке в ходе выполнения программы до её завершения. Кроме компьютерного тестирования полученные данные должен проанализировать специалист в той области, в которой работает поставленная задача. Такой подход позволяет выявить ошибки на предыдущих этапах решения задачи. Например, анализ результатов может выявить недочёты, связанные с выбором алгоритма решения, постановкой задачи или со сбором исходных данных. В этом случае процесс решения возвращается на предыдущие этапы и проводится их корректировка. На входе — программа обработки исходных данных; на выходе — результаты решения задачи.
Кратко: в тексте описаны пять этапов решения задачи на компьютере — от постановки задачи до проверки программы. Это не всегда линейный процесс: если测试发现错误，可以回到之前的阶段。
Постановка задачи — определить цель, собрать исходные данные, задать формат и область значений результатов, построить подходящую модель. Вход — проблема; выход — данные и формат результатов.
Формализация задачи — заменить реальные объекты математической моделью, выбрать метод решения, определить точность, объём и время вычислений, технические средства. Это творческий этап. Вход — исходные данные и формат результатов; выход — математическая модель.
Создание алгоритма — описать последовательность действий, составить блок-схему, скоординировать вычисления. Вход — математическая модель; выход — алгоритм.
Составление программы — записать алгоритм на конкретном языке программирования, уточнить форматы данных. Вход — алгоритм; выход — программа.
Тестирование и отладка — найти синтаксические и семантические ошибки, провести тесты, расставить «контрольные точки», проверить результаты со специалистом. При обнаружении ошибок процесс возвращается на предыдущие этапы. Вход — программа; выход — результаты решения.
Главный принцип: результат предыдущего этапа становится входом следующего. Поэтому нельзя сразу писать программу, пока задача не формализована. А тестирование проверяет всю цепочку: например, неверные исходные данные возвращают к постановке задачи, а неудачный метод — к формализации.
Проверка: если тест показал ошибку, исправлять нужно не только код, но иногда и модель, алгоритм или исходные данные.
