Тема 1. Введение в дисциплину. Государственная политика в информационной сфере. Информационные технологии (основные понятия) лекция 1.3. Программное обеспечение информационных технологий

1. Основные этапы решения задач на эвм

Универсальность ЭВМ, их способность к целенаправленной переработке различных видов информации со скоростью, во много раз превышающей возможности человека, объясняют происходящий сейчас стремительный процесс расширения области применения ма­шин для решения самых разнообразных по характеру и сложности задач.

Поручая компьютеру выполнение вычислительной работы, че­ловек обязан прежде ввести в ЭВМ необходимые сведения в виде точной информации и строгих правил её обработки. При этом све­дения должны быть представлены в той форме, которую машина способна воспринимать. Процесс организации такого рода взаимо­действия человека и машины состоит из ряда взаимосвязанных этапов, объединяемых понятием «подготовка и решение задач на ЭВМ».

1.1. Формализация задачи

Для того чтобы можно было решить с помощью ЭВМ какую-ни­будь задачу, её необходимо вначале четко и однозначно сформу­лировать в виде условных (например, математических) обозначе­ний.

Формализация - представление задачи с помощью условных обозначений. В свою очередь формализация задачи включает в себя ряд элементов:

- формулирование условий задачи;

- анализ методов решения подобных задач;

- выбор методов решения.

Формулирование условий задачи

Сначала формулируется условие задачи, определяются допус­тимые значения исходных данных и форма выдачи результатов вы­числений. Выбор формы выдачи результатов вычислений направлен на достижение возможности получения количественных характерис­тик, по которым можно будет оценить эффективность принятия тех или иных решений по достижению цели поставленной задачи.

Количественной мерой оценки эффективности при решении расчетных задач являются так называемые критерии эффективнос­ти. К ним относятся различные количественные показатели, в том числе и вероятностного характера. Например, в качестве крите­рия эффективности может быть принята вероятность появления же­лаемого события, достижения нужных параметров и т.п. Непра­вильный выбор критериев эффективности (рассчитываемых показателей) может подчас сделать весь расчет на ЭВМ невыполнимым, не­эффективным или напрасным.

Анализ методов решения подобных задач

Далее анализируются известные методы решения подобных за­дач, их достоинства и недостатки, применимость к конкретному случаю. При этом может оказаться, что ни один из известных ме­тодов не подходит для решения конкретной задачи по причине сложности учета всех исходных данных, входящих в её условие. В этом случае формулируются ограничения, которые позволяют уп­ростить расчет, не меняя при этом сущности задачи. Иначе гово­ря, в расчетах не используются второстепенные, не имеющие принципиального значения исходные данные.

Выбор методов решения

С учетом указанных факторов окончательно выбирается метод решения задачи, устанавливающий зависимость искомых результа­тов от исходных данных и обеспечивающий разбивку вычислитель­ного процесса на ряд элементарных операций. Не исключена ситу­ация, когда поставленная задача вообще не имеет аналогов или подходов к решению среди известных и применяемых методов обра­ботки информации. Тогда перед разработчиками встает проблема создания нового (иногда экспериментального) метода решения данной задачи и описания последовательности ее выполнения на основе сформулированных правил.