Тема 1. Этапы решения задач на компьютере. Разработка программы.
В настоящее время трудно назвать все области человеческой деятельности, успех которых не был связан с использованием компьютеров. Управление современными сложными технологическими процессами, исследования в области точных наук, базы данных и их обработка, современные средства телекоммуникации и т.д. невозможно представить без компьютера.
Такое широкое распространение компьютера объясняется способностью ЭВМ автоматически выполнять длинные последовательности операций и выдавать результаты с большой скоростью, высокой точностью, а также хранить большой объем информации.
При решении задач на компьютере предполагается, что информация обрабатывается по предварительно составленной инструкции, называемой программой. Поэтому под решением задач на ЭВМ подразумевается гораздо больший круг действий, чем только работа компьютера.
Первый этап – постановка задачи, на этом этапе выбирается общий подход решения задачи. Производится разбиение задачи на более мелкие, и определяется последовательность их решения.
Второй этап – создание математической модели поставленной задачи. Необходимо дать математическое описание задачи. Модель определяет искомые величины, как правило, неявно, в виде системы зависимостей, которым эти величины должны удовлетворять, но такая система обычно не полная. Она оставляет математику большую или меньшую свободу выбора. Выбор нужно произвести так, чтобы получить наилучшее значение некоторого критерия. Указание этого критерия также входит в математическую модель.
Третий этап – реализация выбранного математического метода на компьютере. Данный этап включает в себя исследование математической модели и переход от нее к расчетной схеме, включая анализ с оценкой погрешности результатов, собственно программирование – перевод схемы на язык машины, когда формируется последовательность операций, выполняемых компьютером, и контроль за выполнение программы машиной. Процесс программирования обычно состоит в составлении алгоритма в виде блок-схемы, написание программы на языке понятном компьютеру и ее отладка.
Четвертый этап – обработка результатов, при котором математик интерпретирует полученные данные в соответствии с поставленной целью и при необходимости все повторяется заново.
Программирование это лишь один из этапов решения задачи на ЭВМ, при котором пользователь должен уметь поставить процесс на машину, что требует глубокого знания особенностей задачи.