Етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера

Вам вже відомо, що перші ЕОМ були створені для швидкого виконання громіздких обчислень. А сучасні комп’ютери здатні розв’язувати не тільки обчислювальні задачі, а й створювати і редагувати малюнки, текстові документи, презентації, мультфільми і кінофільми, вибирати потрібні дані з великих масивів даних, керувати роботою різноманітних пристроїв та багато іншого. Використовувати комп’ютер для розв’язування деяких з цих задач ви вже навчилися в 10 класі, деякі з них будуть розглянуті в 11 класі.

Усі ці задачі різні за своєю суттю, кожна з них вимагає свого, індивідуального підходу. Але все ж таки хід розв’язування кожної із задач можна поділити на кілька етапів, які є спільними для всіх задач, що розв’язуються з використанням ПК. Розглянемо ці етапи на прикладі такої задачі.

Задача 1. Використовуючи комп’ютер, розробити проект спортивного майданчика.

Для розв’язування цієї задачі спочатку потрібно з’ясувати розміри майданчика, які об’єкти потрібно на ньому розмістити (баскетбольний і волейбольний майданчики, тенісний корт, майданчик для футболу, гімнастичні тренажери тощо) та у якому вигляді потрібно цей проект надати, наприклад, у вигляді плану (креслення) такого майданчика. Цей етап називається аналіз умови задачі, визначення вхідних даних і кінцевих результатів. Інколи цей етап називають етапом постановки задачі.

Після цього потрібно визначити, які властивості об’єктів спортивного майданчика будуть відображені на його плані, які значення вони прийматимуть. Деякі з цих значень є стандартними, а деякі ми повинні визначати самі. Наприклад, якщо на майданчику потрібно встановити баскетбольні щити, то їх розміри, висота нижнього краю над землею, висота кільця над землею є стандартними, а от довжину перекладин та їх кількість у шведській стінці ми можемо визначити самі. На цьому ж етапі потрібно встановити й залежності між об’єктами, наприклад, відстані між ними та формули, за якими можуть бути обчислені результати. Цей етап розв’язання задачі називається побудова інформаційної моделі.

Далі потрібно вибрати засіб, який буде використано для створення цього проекту. У даному випадку це може бути одна з прикладних програм: векторний чи растровий графічний редактор, спеціальний пакет програм для креслення тощо. А можна скласти власну програму, яка за вхідними даними задачі на основі інформаційної моделі запропонує один чи кілька варіантів проектів такого майданчика. Цей етап називається вибір програмних засобів для розв’язування задачі.

Якщо ми вирішимо використати одну з прикладних програм, то далі потрібно:

1. Вибрати ті засоби цієї програми, які нададуть можливість створити потрібний проект;

2. Скласти алгоритм його створення, враховуючи вибрані засоби програми

3. Виконати складений алгоритм і отримати комп’ютерну модель проекту майданчика.

Ці етапи називаються вибір засобів в середовищі прикладної програми, складання алгоритму, виконання алгоритму і отримання комп’ютерної моделі об’єкта.

Якщо ж ми вирішимо скласти власну програму для розв’язування цієї задачі, то перш за все необхідно вибрати мову програмування. Після цього потрібно:

1. Скласти алгоритм (алгоритми) розв’язування задачі.

2. Скласти програму вибраною мовою програмування відповідно до складених алгоритмів, розробити інтерфейс користувача програми.

3. Запустити складену програму на виконання, ввести вхідні дані і одержати кінцеві результати (у даній задачі – комп’ютерну модель проекту майданчика).

Ці етапи називаються вибір мови програмування, складання алгоритму розв’язування задачі, складання програми, виконання програми і отримання комп’ютерної моделі об’єкта.

Під час виконання алгоритму або програми може статися так, що одну з команд алгоритму або програми виконавець не може виконати. Це означає, що алгоритм або програма містять синтаксичні помилки. Потрібно визначити всі наявні синтаксичні помилки і ліквідувати їх. Цей етап називається налагодження алгоритму або програми. Після налагодження потрібно знову виконати алгоритм або програму розв’язування даної задачі.

Після того, як ми одержимо результат, або з використанням прикладної програми, або з використанням спеціально створеної програми, його потрібно дослідити на відповідність умові поставленої задачі. Якщо всі вимоги умови задачі виконуються, то можна вважати, що задача розв’язана правильно і ми одержали правильний її розв’язок, у даному випадку, проект спортивного майданчика. Якщо ж ні, потрібно шукати помилки на попередніх етапах розв’язування задачі (вони називаються логічними помилками), виправляти їх і знову шукати правильний розв’язок задачі, тобто такий її розв’язок, який повністю відповідає умові задачі. Цей етап називається дослідження отриманих результатів на реальність і на відповідність умові.

Звертаємо вашу увагу, що дослідження отриманих результатівнайчастіше проводиться не на одному наборі вхідних даних, а цілій серії таких наборів (тестові набори даних), які підбираються таким чином, щоб якомога повніше, з усіх сторін, у різних ситуаціях дослідити отримані результати на їх реальність і відповідність умові задачі.

З розглянутого прикладу можна виділити такі основні етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера (рис. 2.9):

 

Стрілка від блока "Налагодження програми..." має йти не до лінії перед блоком "Помилки...", а на 1 блок вище, перед блоком "Виконання алгоритму..."

 

Прослідкуємо тепер, як реалізуються розглянуті вище етапи при розв’язуванні іншої задачі.

 

Задача 2. На торговельній базі зберігаються товари, які виготовлені в Україні і імпортуються до різних країн. Відомі їхні назви і ціни в гривнях. Перевести ціни товарів у долари, євро і фунти стерлінгів.