Что такое пошаговая детализация
Последовательный алгоритм и пошаговая детализация: характеристика
Содержание:
Информатика определяет структурное программирование как совокупность общих правил в проектировании, разработке, оформлении программных продуктов. Его задача – облегчить создание, тестирование, повысить производительность, улучшить работу программ. Последовательный алгоритм совместно с пошаговой детализацией делают структуру продуктов проще, легче для восприятия. Подход позволяет отказаться от беспорядочных алгоритмов.
Задача решается четко, понятно. Исполнитель структурирует свои действия, определяет количество операций. Это оптимальный вариант для создания масштабной программной системы. Исполнитель или команда специалистов ставит перед собой пять основных задач:
Что такое пошаговая детализация – метод пошаговой детализации
Пошаговой детализацией называют простую процедуру. Модульная логика выражается в первоначальной форме через условные, гипотетические термины на языке сложного уровня. В процессе построения блок-схемы происходит последующая детализация каждой задачи. Используется менее сложный конструктив. Процесс повторяется до момента достижения понятного, доступного программного языка.
Исполнитель может выходить на минимизацию деталей. Машинный язык относят к простейшим формам изъяснения, тогда как человеческая речь находится на высоком уровне. Методика позволяет:
Какая связь между методом последовательного построения алгоритма и пошаговой детализацией
Алгоритм – понятная, точная задача для исполнителя. Решая ее, он действует последовательно, поэтапно достигая основной цели. Особенности алгоритмов:
Запись алгоритма может осуществляться с помощью языков программирования, учебных алгоритмических конструктивов, блок-схем, естественного языка. Различают три основных вида структур:
Последовательный тип часто предполагает движение вниз от основного блока. Метод последовательной детализации позволяет разработать следующую структуру:
Содержание урока
Пример задачи с двухшаговой детализацией
Пример задачи с двухшаговой детализацией
Задача 6. Построить орнамент, состоящий из квадратов, расположенных по краям поля. Исходное положение ГРИС — в верхнем левом углу, направление — на юг (рис. 1.13).
Процедуру, рисующую цепочку квадратов в одном направлении, назовем РЯД. Процедуру, рисующую один квадрат, назовем КВАДРАТ. Сначала напишем основную программу:
Рис. 1.13. Результат выполнения программы «Орнамент». Стрелкой указано начальное состояние
Теперь напишем процедуры РЯД и КВАДРАТ:
В процедуре РЯД в теле цикла содержится неполное ветвление. Структуру такого алгоритма можно назвать так: цикл с вложенным ветвлением.
На рисунке 1.14 приведена блок-схема процедуры РЯД.
Рис. 1.14. Блок-схема процедуры РЯД
Составление этой программы потребовало двух шагов детализации алгоритма, которые выполнялись в такой последовательности:
Теперь вам известны все команды управления графическим исполнителем. Их можно разделить на три группы: простые команды; команда обращения к процедуре; структурные команды. К третьей группе относятся команды цикла и ветвления.
Коротко о главном
Команда ветвления имеет следующий формат:
если
иначе
Неполная форма команды ветвления:
если
Сложные алгоритмы удобно строить путем пошаговой детализации.
Вопросы и задания
1. Что такое пошаговая детализация?
2. Из каких команд могут состоять вспомогательные алгоритмы последнего уровня детализации?
3. Какой формат имеет команда ветвления? Какие действия исполнителя она определяет?
4. Чем отличается полное ветвление от неполного?
5. Путем пошаговой детализации составьте программы управления графическим исполнителем для решения следующих задач:
• расчертить все поле горизонтальными пунктирными линиями;
• нарисовать квадраты во всех углах поля;
• расчертить все поле в клетку со стороной, равной шагу.
Структурный подход к построению алгоритмов. Метод пошаговой детализации. Разработка алгоритма «сверху книзу».
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Цели и задачи урока:
Познакомить учеников с Методом пошаговой детализации (последовательного уточнения) разработки алгоритмов; продемонстрировать этот метод на конкретных примерах ; формировать навыки и умения составлять алгоритмы;
Развивать логику, умение анализировать, сравнивать, делать выводы, высказывать свою мысль.
Воспитывать аккуратность, внимательность, вежливость и дисциплинированность, бережное отношение к своему здоровью.
Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.
II. Актуализация знаний.
Базовые структуры алгоритмов
Какие бывают алгоритмы?
Как записываются повторяющиеся процессы в алгоритмах.( в виде циклических алгоритмов?
Какие бывают виды циклов?
Что такое основной и вспомогательный алгоритм?
Основным называется алгоритм, выполнение которого ведет к достижению основной (главной) цели.
Вспомогательным называется алгоритм, предназначенный для достижения промежуточной цели.
III. Теоретическая часть.
Метод пошаговой детализации алгоритмов.
Технология нисходящего проектирования с пошаговой детализацией является неотъемлемой частью создания хорошо структурированных программ. Разработка алгоритма методом пошаговой детализации заключается в следующем:
Достоинства метода пошаговой детализации:
1. Сохраняется концептуальная целостность программы: от сложного к простому.
2. Проектирование программы, кодирование, проверку и документирование можно делать параллельно.
3. В каждый момент времени (даже в начале разработки) имеется работающий вариант
4. Фразы естественного языка, будучи закомментированными, служат хорошим
путеводителем по программе.
Пример
Составить алгоритм нахождения максимума из 4 элементов, используя вспомогательный алгоритм нахождения максимума для 2 чисел.
Что такое пошаговая детализация
Проектирование является одной из основных фаз жизненного цикла программного обеспечения. Задачей этапа проектирования является исследование структуры системы и логических взаимосвязей ее элементов. На этапе проектирования создается структура будущей программы.
Современный подход к проектированию программ основан на декомпозиции задачи, которая в свою очередь основана на использовании абстракций. Целью при декомпозиции является создание модулей, которые представляют собой небольшие, относительно самостоятельные программы, взаимодействующие друг с другом. Если эта цель достигнута, то разработка отдельных модулей может осуществляться различными людьми независимо друг от друга, при этом объединенная программа будет функционировать правильно.
Сначала производится проектирование архитектуры программной системы. Это предполагает первичную стадию проектирования структуры системы.
Следующим шагом является детальное проектирование. На этом этапе происходит процедурное описание программы, выбор и оценка алгоритма для реализации каждого модуля.
Для проектирования модульных программ применяются два основных метода: нисходящего и восходящего проектирования.
В соответствие с методом нисходящего проектирования сначала кодируются, тестируются и отлаживаются модули самого высокого уровня.
Применение метода нисходящего проектирования основано на пошаговой детализации решения задачи. Начиная с верхних, самых общих шагов, на каждом следующем происходит все большее уточнение функций, выполняемых программой, до полной их реализации.
Метод нисходящего проектирования позволяет обнаружить и исправить ошибки взаимосвязи блоков и логические ошибки на более ранних этапах программирования, когда внесение изменений еще не приводит к коренной перестройке всей программы.
Основная идея метода нисходящего проектирования – не пытаться программировать сразу. Пошаговая детализация автоматически заставляет программиста формировать понятную ему же структуру программы. Аккуратное проектирование приводит к тому, что программист хорошо представляет себе работу каждой конкретной подзадачи, ее входные и выходные данные, и потому в состоянии протестировать именно ее. Также упрощается и последующая отладка – при получении неверного результата программа может быть протрассирована, и проверка результата на очередном шаге сведется к пониманию, верно или неверно отработала очередная подзадача.
Достоинства метода пошаговой детализации:
• сохраняется целостность программы: от сложного к простому;
• проектирование программы, кодирование, проверку и документирование можно делать параллельно;
• в каждый момент времени, даже в начале разработки имеется работающий вариант программы.
По методу восходящего проектирования в первую очередь разрабатываются модули самого нижнего уровня. Эти модули, работоспособность которых уже проверена, включаются в разрабатываемые модули более высокого уровня.
Методу восходящего проектирования присущ ряд недостатков:
1) выявление ошибок алгоритма и сопряжений блоков осуществляется в конце разработки, что усложняет процесс внесения изменений;
2) при переходе на новый уровень требуются новые тестовые данные, что увеличивает трудоемкость разработки;
3) затрудняется процесс отладки, т.к. на каждом новом уровне тестированию подвергается все большее число блоков и связей.
Оба метода обладают как достоинствами, так и недостатками. При нисходящем проектировании до его завершения остаются неизвестными размер программы и ее эксплуатационные характеристики, так как они определяются в основном модулями нижнего уровня. А в методе восходящего проектирования принципиальные ошибки в проекте модулей нижнего уровня будут выявлены лишь на заключительной стадии работы.
На практике наилучшие результаты дает сочетание обоих методов. В таких случаях первый шаг разработки программы заключается в создании общей логической структуры, а затем общих модулей при котором сначала создаются модули верхних уровней и самые критичные модули нижнего уровня, которые наиболее часто используются, после чего применяется метод проектирования «сверху-вниз».
Метод пошаговой детализации (информатика)
Описание разработки
Обучающая цель:
Повторить с учащимися этапы решения задач на компьютере: постановкой, алгоритмом, методом математической модели, программой, анализом результатов. Ввести понятие метода пошаговой детализации.
Развививающая цель:
Развивать логическое мышление, память, интерес к предмету. Обеспечение прочного и сознательного овладения учащимися основ информатики.
Воспитательная цель:
Культуру поведения, общения. Воспитание у учащихся информационной культуры. Подготовка учеников к активной полноценной жизни и работе в условиях информационного общества.
2. Этап постановки цели урока
Этапы решения задач на компьютере: постановкой, алгоритмом, методом математической модели, программой, анализом результатов.
4. Объяснение новой темы:
Ход урока
I. Организационный момент
Приветствие. Проверка присутствующих. Установление психологического и эмоционального контакта с детьми.
1. Четко сформулированная последовательность правил описывающих этот процесс является
в) одно из свойств алгоритма
2. Свойства алгоритма
а) точность, определенность, результативность
б) ясность, понятность, результативность
в) дискретность, определенность, массовость, результативность*
3. Разработанный алгоритм можно зафиксировать несколькими способами
б) составление уравнений, правил, формул
в) словесное описание, блок-схема, на алгоритмическом языке *
4. Этап обработки информации изображается
5. Проверка условий изображается
6. В фигуре подобной овалу записываем
7. Ввод исходных данных и вывод результата записываем в…
8. Которые из документов являются алгоритмами?
а) Правило правописания приставок, оканчивающихся на з, с
б) Программа телепередач
в) Кулинарный рецепт приготовления блюда*
г) Инструкция по сборке проданного в разобранном виде шкафа*
9. В каких случаях правильно заканчивается предложение: Алгоритм – это
а) конечная последовательность действий, приводящая к искомому результату при любых допустимых исходных данных*
б) указание на выполнение действий
в) конечный набор понятных некоторому исполнителю команд, выполнение которых приводит к однозначному решению поставленной задачи
г) программа в машинных кодах
10. Расчлененность алгоритма на отдельные элементарные действия – это
11. Которые из документов являются алгоритмами?
А) Каталог книг в библиотеке
Б) Порядок набора международного телефонного номера*
В) Рецепт приготовления клея*
Г) Настенный календарь на текущий год
Проверка: Критерий оценок: 11 «+»-5, 9 «+»-4, 7 «+»-3, 5 «+»-2
III. Мотивация, целеполагание, постановка проблемы
Многие из вас были в летнем лагере отдыха. Давайте вспомним это прекрасное время года попробуем представить себя в качестве дежурного по лагерю отряда и более конкретно – дежурного по столовой. Нам как исполнителям необходим алгоритм дежурства по лагерю. Давайте попробуем его составить.
Содержимое разработки
Тема: «Метод пошаговой детализации»
Обуч цель: Повторить с учащимися этапы решения задач на компьютере: постановкой, алгоритмом, методом математической модели, программой, анализом результатов. Ввести понятие метода пошаговой детализации.
Развив цель: Развивать логическое мышление, память, интерес к предмету. Обеспечение прочного и сознательного овладения учащимися основ информатики.
Воспит цель: Культуру поведения, общения. Воспитание у учащихся информационной культуры. Подготовка учеников к активной полноценной жизни и работе в условиях информационного общества.
Ход урока:
1. Орг момент
2. Этап постановки цели урока
3. Опрос д/з
Этапы решения задач на компьютере: постановкой, алгоритмом, методом математической модели, программой, анализом результатов.
4. Объяснение новой темы:
I. Организационный момент
Приветствие. Проверка присутствующих. Установление психологического и эмоционального контакта с детьми.
II. Тест
1. Четко сформулированная последовательность правил описывающих этот процесс является
а) блок-схемой
б) алгоритмом *
в) одно из свойств алгоритма
2. Свойства алгоритма
а) точность, определенность, результативность
б) ясность, понятность, результативность
в) дискретность, определенность, массовость, результативность*
3. Разработанный алгоритм можно зафиксировать несколькими способами
а) графическим
б) составление уравнений, правил, формул
в) словесное описание, блок-схема, на алгоритмическом языке *
4. Этап обработки информации изображается
а) прямоугольником *
б) ромбом
в) овалом
5. Проверка условий изображается
а) прямоугольником
б) ромбом *
в) квадратом
6. В фигуре подобной овалу записываем
а) ввод, вывод*
б) формулу
в) начало, конец
7. Ввод исходных данных и вывод результата записываем в…
а) параллелограмме *
б) квадрате
в) ромбе
8. Которые из документов являются алгоритмами?
а) Правило правописания приставок, оканчивающихся на з, с
б) Программа телепередач
в) Кулинарный рецепт приготовления блюда*
г) Инструкция по сборке проданного в разобранном виде шкафа*
9. В каких случаях правильно заканчивается предложение: Алгоритм – это
а) конечная последовательность действий, приводящая к искомому результату при любых допустимых исходных данных*
б) указание на выполнение действий
в) конечный набор понятных некоторому исполнителю команд, выполнение которых приводит к однозначному решению поставленной задачи
г) программа в машинных кодах
10. Расчлененность алгоритма на отдельные элементарные действия – это
а) Дискретность*
б) Определенность
в) Массовость
г) Детерминированность
11. Которые из документов являются алгоритмами?
А) Каталог книг в библиотеке
Б) Порядок набора международного телефонного номера*
В) Рецепт приготовления клея*
Г) Настенный календарь на текущий год
Проверка: Критерий оценок: 11 «+»-5, 9 «+»-4, 7 «+»-3, 5 «+»-2
III. Мотивация, целеполагание, постановка проблемы
Многие из вас были в летнем лагере отдыха. Давайте вспомним это прекрасное время года попробуем представить себя в качестве дежурного по лагерю отряда и более конкретно – дежурного по столовой. Нам как исполнителям необходим алгоритм дежурства по лагерю. Давайте попробуем его составить.
В результате диалога на доске возникает алгоритм: