Конспект лекций по информатике и информационным технологиям

120 9. ТЕХНОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ И ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРА Следствием развития новых информационных технологий является чрезвычайно быстрое расширение области применения компьютеров для решения разнообразных за­ дач, связанных с обработкой информации различного характера. Мы рассмотрим лишь три вида информации и соответственно три класса задач, для решения которых использу­ ются компьютеры: 1. Вычислительные задачи, связанные с обработкой числовой информации. К ним отно­ сится, например, задачи решения систем алгебраических и дифференциальных урав­ нений большой размерности. 2. Задачи по обработке символьной информации, связанные с созданием и редактирова­ нием текстов. С решением таких задач связан труд секретаря-машинистки, инженера, научного работника и др. 3. Задачи по обработке графической информации, т.е. схем, чертежей, графиков, эскизов и т.д. К таким задачам относится, например, задача разработки конструктором черте­ жей новых изделий. 4. Инженерные задачи - это задачи, возникающие при проектировании и разработке кон­ кретных технических устройств и систем. Использование ПЭВМ не уменьшает необходимости полного понимания сущности решаемой задачи. ПЭВМ не может сама "осмыслить" процесс решения задачи и получен­ ные результаты. Компьютер является инструментом для автоматизации трудоемких про­ цессов обработки данных. Подготовка и решение задачи с помощью ПЭВМ состоит из нескольких этапов. 9.1. Постановка задачи (техническое задание) Работа программиста по разработке программы начинается с момента получения задания. Задание определяет общий подход к решению задачи. В нем формулируются ус­ ловия задачи, исходные данные для решения, конечные цели решения и форма выдачи ре­ зультатов. В задании могут оговариваться области применения программы и накладывае­ мые при этом ограничения. Вначале, если это не сделано в техническом задании, формулируется общая мате­ матическая постановка задачи. Постановка задачи включает: - сбор информации о задаче; - формулировка условий задачи; - определение конечных целей решения задачи; - определение формы выдачи результатов; - описание данных (типов, диапазонов, структуры и т.п.). Часто постановка задачи заключается в составлении приемлемой математической модели для ее решения. Под математической моделью понимается совокупность матема­ тических зависимостей, отображающая существенные свойства реальных исследуемых объектов или процессов. Следует помнить, что математическая модель всегда основыва­ ется на некотором упрощении, идеализации объекта, то есть является его приближенным отображением. Чтобы описать явление, необходимо выявить самые существенные его свойства, закономерности, внутренние связи, роль отдельных его характеристик. Выделив наиболее важные факторы, можно пренебречь менее существенными. При создании модели необходимо: - проанализировать существующие аналоги задачи, технические и программные средст­ ва; - выделить предположения, на которых будет основываться математическая модель;