Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика: программные средства персонального компьютера

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Решение самых разнообразных задач — от управляющих до вычислительных — с помощью автоматизированных систем обработки информации, в том числе и построенных на базе персонального компьютера, может включать несколько этапов. Перечисленные ниже этапы ориентированы прежде всего на автоматизированные информационные системы обработки информации, в которых используются процедурные языки программирования.

  • 1. Постановка задачи:
    • • формулировка условия задачи;
    • • сбор информации о задаче;
    • • определение конечных целей решения задачи;
    • • описание данных (структуры, их типов, диапазона и т.п.);
    • • определение формы выдачи результатов.
  • 2. Анализ и исследование задачи, модели:
    • • анализ существующих аналогов;
    • • анализ технических и программных средств;
    • • разработка информационной модели (математической, логической и т.д.);
    • • выбор и обоснование технических средств обработки информации;
    • • разработка структур данных.
  • 3. Разработка алгоритма:
    • • выбор метода проектирования алгоритма;
    • • выбор способа описания алгоритма (словесно-формульное описание, графическое и др.);
    • • выбор тестов и метода тестирования;
    • • проектирование алгоритма.
  • 4. Программирование:
    • • выбор языка программирования;
    • • уточнение способов организации данных;
    • • запись алгоритма на выбранном языке программирования.
  • 5. Тестирование и отладка:
    • • синтаксическая отладка;
    • • отладка семантики и логической структуры;
    • • тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;
    • • модернизация программы.
  • 6. Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости информационной модели с повторным выполнением этапов со второго по пятый.
  • 7. Сопровождение программы:
    • • доработка программы для решения конкретных задач;
    • • составление документации к решенной задаче, к математической

модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию программы.

Первый и второй этапы относятся в основном к постановочной части задачи. На этих этапах составляется техническое задание, формулируются условия его выполнения, и проводится анализ существующих методов и средств решения поставленной задачи. На третьем этапе решаются вопросы, связанные с разработкой алгоритма. На этом этапе, в первую очередь, решаются вопросы, связанные с выбором метода проектирования и способа описания алгоритма. Строгой классификации методов разработки или проектирования алгоритмов нет.

По способу достижения цели можно выделить методы частных целей, эвристический (Князева, 2006) и т.д. Метод частных целей предполагает разделение обшей задачи (при разработке алгоритма) на ряд частных задач (целей), решение которых позволит оценить возможность их использования при составлении общего алгоритма решения. Эвристический метод основан на интуиции разработчика алгоритма, которая формируется из опыта разработки алгоритмов для решения разнообразных задач. Такой метод позволяет найти хорошие решения, но они не обязательно окажутся оптимальными.

Особенности самого процесса проектирования алгоритма позволяют выделить следующие методы: структурного проектирования, нисходящего проектирования, пошаговой детализации, модульный и т.д.

В основе метода структурного программирования лежит построение (разработка, проектирование) алгоритма на основе комбинации трех базовых структур алгоритмов: линейного, разветвляющегося и циклического. Метод нисходящего проектирования основан на первоначальном выделении и разработке алгоритма сначала главных, а затем второстепенных задач (функций).

Метод пошаговой детализации предполагает рассмотрение алгоритма на первом этапе его разработки — в общем виде, т.е. в виде совокупности действий для преобразования исходной информации; на последующих этапах — выявление частных особенностей разработки алгоритма для решения поставленной задачи.

Модульный метод основан на представлении алгоритма в виде модулей —логически связанных фрагментов алгоритма, выполняющих требуемые задачи (функции) и состоящих из определенного числа шагов.

Выбор способа описания алгоритма является важным вопросом, который рассматривается на третьем этапе. Этот выбор будет определиться прежде всего тем, кто будет исполнителем разработанного алгоритма.

Если исполнителем алгоритма будет пользователь (человек), который затем произведет его запись на выбранном языке программирования, то в качестве способов описания лучше всего подходят словесно-формульный или графический методы, обеспечивающие большую простоту и наглядность. Когда в качестве исполнителя используются автоматические средства обработки информации, применяются различные способы описания алгоритмов, основанные на строгой формализации и позволяющие рассматривать алгоритмы как математические объекты, т.е. способы, основанные на специальных искусственных алгоритмических языках (algorithmic language).

К разработанному алгоритму предъявляются определенные требования: дискретность, определенность, результативность, массовость, компактность и эффективность. Рассмотрим более подробно каждое требование.

  • 1. Дискретность алгоритма — процесс решения задачи, определяемый алгоритмом, он разделяется на решение самостоятельных элементарных задач и, соответственно, представляется в виде конечной последовательности шагов, определяющих порядок решения этих задач.
  • 2. Определенность алгоритма — каждая команда алгоритма должна быть понятна исполнителю, не оставляя места для ее неоднозначного толкования и неопределенного исполнения.
  • 3. Результативность алгоритма — свойство алгоритма всегда приводить к нужному результату через конечное число шагов.
  • 4. Массовость алгоритма — каждый алгоритм, разработанный для решения некоторой задачи, может применяться для решения задач этого типа при всех допустимых значениях исходных данных.
  • 5. Компактность алгоритма — лаконичность изложения алгоритма.
  • 6. Эффективность алгоритма — выполняется с минимальными затратами машинного времени и аппаратных средств, а также за разумное конечное время.

После выбора методов проектирования алгоритма и способов его описания производится выбор тестов и метода тестирования. Затем разработчик приступает непосредственно к проектированию алгоритма конкретной задачи.

На четвертом этапе осуществляется выбор языка программирования, исходя их особенностей задачи, уточняются способы организации данных, производится запись алгоритма на выбранном языке программирования.

На пятом этапе производится тестирование и отладка программы. В процессе тестирования выявляются ошибки, а в процессе отладки — их устранение; при этом отладке подлежат синтаксические (от греч. яул/ахй — построение, порядок; набор правил построения операторов и конструкций языка) и семантические (от греч. Бетапикоэ — смысл каждой синтаксической конструкции в языке) ошибки, а также ошибки логической структуры. После выявления и устранения перечисленных ошибок с помощью тестов производится анализ результатов тестирования и коррекция (модернизация) самой программы.

На шестом этапе проводится анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости информационной модели с повторным выполнением этапов со второго по пятый.

На седьмом этапе выполняется сопровождение программы, т.е. доработка программы для решения конкретных задач, составление документации к решенной задаче, математической модели, алгоритму, программе, набору тестов, способу использования программы.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы