пр6-8

Окончание таблицы 4.1.

						Вывод указанной в блоке
Дисплей						информации	на экран
						дисплея. Имеет один вход
						и один выход.
						Вычисления по одной или
						нескольким	формулам,
Процесс						записываемым	внутри
						блока. Имеет один вход и
						один выход.
						Проверка записанного в
						блоке условия, в резуль-
Проверка						тате чего выбирается тот
условия						или иной путь решения
						задачи. Имеет один вход
						и 2 (несколько) выходов.
						Общее обозначение нача-
Начало цикла						ла цикла. Имеет один
						вход и один выход.
						Общее обозначение окон-
Конец цикла						чания цикла. Имеет один
						вход и один выход.
						Обозначение разрывов
Соединитель						соединительных линий
						алгоритма. Имеет один
						вход или один выход.

Соотношения размеров (высота к ширине) 2:3, исключение блок «начало - конец» - 1:3, соединитель (см. ниже).

В схему блоки соединяются линиями, как правило сверху

вниз.

В верхних левых углах блоков указываются их порядковые номера в схеме (в разрыве линий).

Допускается представление схемы алгоритма в виде параллельных фрагментов его:

93

1

4

4

2

3

5

6

4

При этом разрываемая линия ограничивается снизу и сверху разъединителями – окружностями с диаметром равным высоте блока «начало/конец». Внутри разъединителей записы-

вается номер блока, которому передается управление.

Внимание! Инструмент создания графической части схемы алгоритма – панель «Рисование». Правила и приемы создания схем алгоритмов рассмотрены ранее (см. метод. указ. «Создание графических объектов в текстовом документе»).

Составление схемы алгоритма завершает этап алгоритмизации.

Программная реализация задачи – преобразование алгоритма в форму, позволяющую ЭВМ получить результаты решения.

Ксредствам реализации решения задач относятся:

∙системы программирования (основа – алгоритмический язык программирования);

∙прикладные программы общего и специализированного назначения.

94

Использование систем программирования требует владения алгоритмическим языком (Паскаль, С++, Бейсик и т.д.) и знаний основ программирования. В этом классическом варианте программная реализация задачи выполняется в два подэтапа:

∙создание (написание) программы;

∙ввод ее в ЭВМ, преобразования, выполнение. Временные затраты при этом значительны:

-собственно написание программы на алгоритмическом

языке;

-ввод ее в ЭВМ;

-трансляция (преобразование с алгоритмического языка на машинный);

-компоновка (состыковка с используемыми в ней подпрограммами);

-отладка (ликвидация допущенных ошибок);

-решение (получение результатов).

Современные прикладные программы общего назначения:

∙оснащены мощными средствами работы с данными;

∙не требуют специальной подготовки пользователей;

∙имеют дружественный пользователю интерфейс.

Использование их для решения несложных задач обусловлено выполнением всех необходимых машинных преобразований автоматически.

Это и определяет название этапа – « программная реализация задачи», т. е. окончание ввода исходных данных и расчетных зависимостей приводит к автоматическому получению результатов.

Получение результатов завершает этап программной реализации задачи.

Работа с результатами – исследование полученных выходных данных на соответствие требованиям задачи

Все выходные данные должны быть проанализированы - оценены на адекватность постановке задачи по следующим пунктам:

∙анализ результатов;

∙принятие решения;

95

∙оформление документации.

Анализ результатов – проверка соответствия полученных результатов теоретически ожидаемым для конкретной задачи.

Принятие решения – рассмотрение вопроса о дальнейшем действии пользователя в отношении реализованной задачи (исправление ошибок, доработка или оформление документации).

Оформление документации – представление этапов решения задачи в соответствии с требованиями специальных стандартов (оформление пояснительной записки).

Полную технологию решения задачи пользователя представим следующей схемой:

Словесная формулировка

Постановка

задачи

Формульная запись

Создание математической модели

Выбор метода решения

Алгоритмизация

задачи

Создание алгоритма

Программная реализация задачи

		Анализ результатов
Работа с		Принятие решения
результатами
		Оформление документации

Внимание! Представленная схема полностью соответствует типовым методикам, используемым в классическом программировании (с помощью алгоритмических языков), рекомендуемом в курсе «Программирование и основы алгоритмизации».

96

Рассмотрим реализацию вычислительных процессов (типовых задач) средствами прикладной программы общего назначения (табличного процессора) MS Excel на конкретных примерах.

Внимание! Использование блоков вывода данных при программировании в Excel реализуется автоматически.

Задание 4

1.Создать графическую реализацию математической модели задачи.

2.Записать типовую структуру блока исходных данных в развернутом изображении.

3.Создать общий вид блока расчетных зависимостей задачи.

4.Выполнить графическую реализацию основных блоков схемы алгоритма.

5.Представить схему полной технологии решения задачи - укрупненный вариант.

Контрольные вопросы 4

1.Какова последовательность этапов реализации конкретной задачи пользователя?

2.Что такое постановка задачи? Какова форма ее выполнения?

3.Какую структуру имеет математическая модель задачи?

4.В чем заключается универсальность математической модели?

5.Алгоритмизации задачи – назначение, формы представления?

6.Какие блоки графической схемы алгоритма являются основными? Как формируются размеры блоков?

7.Чем характеризуется этап создания программных продуктов и какие подэтапы он включает?

8.Что подразумевает работа с результатами?

97

4.1. Линейные вычислительные процессы

Линейный - вычислительный процесс с последовательным, однократным выполнением всех возможных участков вычислений.

Упрощенно математически линейный процесс определяется последовательностью зависимостей, например:

y1=f(x1,…, x i)

…

yi=f(xi,…, x n, y1)

…

yk=f(xi,…, x n, y2, yk-1)

где у1, уi, уk – искомые (выходные) величины; x1, xi, xn – известные (входные) величины.

Графическая реализация вычислительной части алгоритма линейного процесса:

S1

…

Si

где S1, Si – вычислительные блоки.

Выполним программирование линейных процессов на конкретных примерах со словесной и формульной постановками задач.

4.1.1.Линейный вычислительный процесс со словесной постановкой задачи

Постановка задачи.

Вычислить площадь круга (м2) и длину его окружности (см) по известному значению диаметра 50,1 дм. Предусмотреть возможность расчета с другими размерностями входных и выходных величин.

98

Математическая модель задачи.

Анализ постановки задачи позволяет предположить, что помимо основных исходных данных (диаметра круга D и значения π) необходимы коэффициенты преобразования размерностей исходных данных в искомые (k1 - дм в м и k2 - дм в см). Тогда математическую модель задачи оформим последовательными записями:

Исходные данные:

(основные)	(вспомогательные)
D= 50,1 дм	k1= 0,1 м/дм
π= 3,1416	k2=10 см/дм
Расчетные зависимости:
S = π *(D*k1)2/4	[м2=(дм*м/дм)2];
L = π *D* k2	[см=дм*см/дм];

Выбор метода решения.

Анализ математической модели задачи показывает, что после ввода исходных данных требуется однократное последовательное выполнение запланированных расчетных зависимостей (S и L). Следовательно в качестве метода решения необходим линейный вычислительный процесс.

Создание алгоритма решения.

Полученная математическую модель и выбранный метод решения предписывают следующее словесное описание алгоритма:

1.Ввод исходных данных D, π, k1, k2;

2.Индикация введенных данных;

3.Вычисление площади круга S = π×(D×k1)2/4 ;

4.Вычисление длины окружности L = π ×D× k2 ;

5.Индикация значений выходных данных.

Внимание! Словесное описание алгоритма выполнено один раз (для примера) и в дальнейшем использоваться не будет.

99

Графическая схема алгоритма:

1

						Начало			- начало решения
	2
							π, k1, k2
			D,						- ввод исходных данных
			3
							D, π,		- индикация введенных данных
							k1, k2
		4
					π*(D*k1)2/4
		S=
			L = π *D* k2						- расчет искомых величин
				5					- индикация результатов
							S, L
				6					- конец решения
							Конец

Программирование задачи.

Реализация полученного алгоритма в принципе расчитана на использование любого конкретного языка программирования.

MS Excel дает более простой и удобный вариант решения задачи, не требуя использования языка программирования.

Методика реализации решения в MS Excel:

∙активизировать нужный «Лист» табличного процессора;

∙оформить математическую модель задачи в соответствующих ячейках (по стандартной методике ввода данных) дополнив поясняющими надписями. Например, для данной задачи столбцы В, D, F, H):

100

;

∙ввести значения исходных данных (по стандартной методике ввода данных). Для данной задачи, например см. зна-

чения в ячейках С5:С6, G5:G6:

;

Внимание! Разные по типу данные (текстовые и числовые) в ячейке совмещать не допускается. Их ввод организуется в смежных ячейках.

Например: обозначение диаметра (ячейка В5), числовое значение (ячейка С5), единицы измерения (ячейка D5).

∙определить ячейки расчетных зависимостей и оформить их поясняющими надписями:

-обозначение площади и математическое представление ее расчетной зависимости (ячейка В10), проверка размерности (ячейка F10);

-обозначение длины окружности и математическое представление ее расчетной зависимости (ячейка В11), проверка размерности (ячейка F11);

∙реализовать математические зависимости средствами MS Excel (по стандартной методике ввода формул):

-в ячейке Е10 зависимость =С6*(С5*G5)^2/4;

-в ячейке Е11 зависимость =С6*С5*G6

101

По окончании ввода формул в ячейках Е10 и Е11 автоматически будет получен результат вычислений. Контроль расчетной зависимости в ячейке с результатом можно осуществить по методике (см. п. 2.3.1.2);

∙оформить (при необходимости) реализованную задачу более наглядно (отформатировать размеры строк, столбцов, выделить шрифт заголовков, обрамить ячейки и т.п.).

Для реализации задачи с другими исходными данными достаточно перезаполнить их численные значения в соответствующих ячейках (для данного примера: С5, С6, G5, G6). В ячейках Е10, Е11 будут автоматически произведены пересчеты результатов.

Задание 4.1.1

1.Реализовать решение простого линейного вычислительного процесса со словесной постановкой задачи в соответствии с номером варианта (Приложение 2).

Контрольные вопросы 4.1.1

1.Чем характеризуется линейный вычислительный процесс?

2.Какова структура математической модели линейного вычислительного процесса?

3.Как реализуется вычислительная часть алгоритма линейного процесса со словесной постановкой задачи?

102