Программирование (programming) - теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ. Решение задач на компьютере включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.
Решение задач в любой сфере деятельности – это всегда получение определенных результатов. А процесс получения результатов опирается на некоторый способ действий и предполагает использование определенных средств. Одним из новейших средств решения различных задач становятся современные компьютеры – универсальные устройства обработки и накопления данных.
Универсальность компьютеров состоит в том, что они могут обрабатывать любые данные и решать задачи в любой предметной области.
Решение задачи на компьютере происходит в несколько этапов.
1. Постановка задачи
2. Разработка математической модели
3. Составление алгоритма
4. Написание программы
5. Компьютерный эксперимент
6. Анализ результатов
1-й этап – постановка задачи. На данном этапе строится описательная информационная модель объекта или процесса. (Подробнее о моделировании мы поговорим на одном из последующих уроков.)
Поиск решения любой задачи начинается с анализа ее условий. Результатом анализа должна стать четкая постановка задачи, в которой должны быть ответы на четыре вопроса:
- Что дано?
- Что требуется?
- Какие данные допустимы?
- Какие результаты будут правильными, а какие нет?
Компьютеры могут выполнять практически любые алгоритмы обработки данных в любой области. Решение задачи на компьютере можно разделить на несколько основных этапов.
Таким образом, четко сформулировать задачу – означает извлечь из информации об изучаемом явлении или объекте исходные данные, определить, что будет результатом. Точность и четкость постановки задачи – половина успеха ее решения. Неудачи в решении задач могут возникнуть из-за неправильно выделенных исходных или требуемых данных, когда полученные результаты не могут нас удовлетворить. Поэтому при постановке задачи прежде всего необходимо определить и перечислить все исходные и требуемые данные и затем ответить на вопрос, при каких условиях возможно получение требуемых результатов, а при каких нет. И, наконец, важно определить, какие результаты будут считаться правильными.
2-й этап – разработка математической модели.
Правильность результатов решения задачи с помощью компьютера зависит, прежде всего, от правильности выбранного метода решения.
Метод решения является правильным, если для любых допустимых исходных данных он приводит к получению результатов, соответствующих постановке задачи.
Для решения задач с помощью компьютера соответствующим методам необходимо дать математическую интерпретацию. Как правило, строится математическая модель задачи. Создавая математическую модель, нужно записать математические соотношения (формулы, уравнения, неравенства и т.д.), связывающие результаты с исходными данными.
Переходим к 3-му этапу. На основе математической модели конструируется алгоритм. О понятии алгоритма и его свойствах, о типах алгоритмов и способах их конструирования мы поговорим на следующих уроках, а здесь данный этап выполним для нашей задачи без подробных объяснений
Дальнейшее исследование информационной модели, записанной в форме алгоритма, можно проводить на компьютере различными способами.
Можно закодировать алгоритм на языке программирования или воспользоваться специальным программным приложением.
Итак, 4-й этап – перевод алгоритма в программу.
5-й этап решения задачи состоит в проведении компьютерного эксперимента. Если мы исследуем информационную модель в виде программы в какой-либо среде программирования, то к этому этапу относятся:
- запуск выбранной среды программирования;
- набор текста программы;
- сохранение этого текста на диске;
- запуск программы на выполнение.
Причем необходимо запускать программу на выполнение многократно – при различных значениях начальных условий.
Можно воспользоваться и готовыми программными средствами. Так, например, если информационная модель исследуется в электронных таблицах, то различные числовые данные вводятся в соответствующие ячейки.
6-й этап состоит в анализе получаемых результатов и корректировке исследуемой модели.
