25. Этапы проектирования задач и разработки программ

Под задачей понимается совокупность действий по формированию выходной информации на основе входной, а под программой - совокупность логически связанных операторов, записанных в соответствии с определенными правилами.

В общем плане непосредственному проектированию предшествует подготовительная стадия:

• Первый этап проектирования, на которой решаются организационные вопросы

• Второй этап - это изучение объекта управления

• Третий этап - разработка предварительного, эскизного проекта

• Четвертый этап - разработка рабочего проекта , который включает:

1. Постановку задачи.

На этом этапе раскрывается организационно-экономическая сущность задачи, формулируются условия и конечная цель ее решения, взаимосвязь с другими задачами, определяются исходные данные и выходная информация, осуществляется проектирование информационно-логической модели предметной области и др.

2. Выбор метода решения.

Здесь осуществляется анализ существующих аналогов, устанавливаются и формализуются зависимости между входными и выходными данными (разрабатывается их структура). Для задач, допускающих математическое описание, выбираются численные методы, модель решения задачи, а также программные средства их реализации.

3. Определение информационного обеспечения.

На данном этапе устанавливается состав нормативно-справочной информации, состав и периодичность получения оперативной информации.

4. Алгоритмизацию.

Прежде всего отметим, что алгоритм - это конечная последовательность правил, преобразующих входную информацию в выходную. На этапе алгоритмизации осуществляется проектирование алгоритма (задача разбивается на более простые подзадачи, определяются их взаимосвязи, конкретизируется и формализуется выполнения каждой подзадачи).

5. Программирование.

Здесь осуществляется выбор языка программирования, реализующего заданный алгоритм, выбираются методы тестирования и отладочные тесты.

6. Тестирование и отладку.

Данный этап реализуется путем вывода промежуточных результатов работы программы и сравнения их с контрольным примером.

7. Анализ результатов решения задачи.

Здесь анализируются результаты решения задачи и в случае необходимости осуществляется повторное выполнение этапов 2 - 5.

• Пятый (заключительный) этап - подготовка к внедрению и сопровождение проекта

26. Понятие алгоритма (свойства алгоритма)

В широком смысле алгоритм означает заранее заданное и точное предписание возможному исполнителю последовательности действий над заданным объектом, приводящее к достижению указанной цели за конечное число шагов. При этом понятие исполнителя невозможно определить с помощью какой-либо формализации.

Перечень свойств, которым должны удовлетворять алгоритмы, адресуемые заданному исполнителю:

• Дискретность (упорядоченность) означает, что все действия исполнителя (компьютера) в алгоритме должны быть выстроены в четком, раз и навсегда определенном порядке через отдельные шаги.

• Понятность алгоритма заключается в том, что каждый шаг алгоритма обязательно представляет собой какое-либо допустимое действие исполнителя, т.е. алгоритм состоит только из предписаний, входящих в систему команд данного исполнителя.

• Детерминированность (определенность) имеет ввиду следующее - каждое правило должно быть однозначным, т.е. на каждом шаге однозначно определен способ действий.

• Результативность подразумевает, что каждый шаг (и алгоритм в целом) после своего завершения дает однозначно определенный результат.

• Массовость означает, что алгоритм должен быть как можно более универсальным, подходящим для решения разных типов задач.

• Эффективность - алгоритм должен быть выполнен не просто за конечное число операций, а за разумное конечное время.

Формализация предполагает замену словесной формулы решаемой задачи краткими символьными обозначениями, близкими к обозначениям в языках программирования или к математическим. Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке - программой для компьютера.

При построении алгоритма для сложной задачи используют системный подход: использование принципов декомпозиции (нисходящее проектирование «сверху-вниз») и синтеза (программирование «снизу-вверх»).

Как и при разработке структуры любой сложной системы, при формировании алгоритма используют дедуктивный и индуктивный методы. При дедуктивном подходе рассматривается частный случай общеизвестных алгоритмических моделей (здесь при заданных предположениях известный алгоритм приспосабливается к условиям решаемой задачи). Индуктивный способ предполагает эвристический системный подход (декомпозиция - анализ - синтез).

Алгоритмизация - это совокупность взаимосвязанных действий, выполняемых в процессе разработки и обоснования алгоритма.