Технология подготовки и решения задач с помощью компьютера 109:05. - презентация

1 Технология подготовки и решения задач с помощью компьютера 109:05

2 Технология подготовки и решения задач с помощью компьютера Какие этапы включает в себя решение задач с помощью компьютера? Какие основные этапы содержит процесс разработки программ? Как проконтролировать текст программы до выхода на компьютер? Для чего нужны отладка и тестирование? В чем заключается отладка? Что такое тест и тестирование? Какими должны быть тестовые данные? Из каких этапов состоит процесс тестирования? 209:05

3 Какие этапы включает в себя решение задач с помощью компьютера? Постановка задачи Анализ и исследование задачи, модели Разработка алгоритма Пpогpаммиpование Тестиpование и отладка Анализ результатов решения задачи Сопровождение программы 309:05

4 Постановка задачи сбор информации о задаче; фоpмулиpовка условия задачи; определение конечных целей решения задачи; определение формы выдачи результатов; описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п. ). 409:05

5 Анализ и исследование задачи, модели анализ существующих аналогов; анализ технических и программных средств; pазpаботка математической модели; разработка структур данных. 509:05

6 Разработка алгоритма выбор метода проектирования алгоритма; выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.); выбор тестов и метода тестирования; проектирование алгоритма. 609:05

7 Пpогpаммиpование выбор языка программирования; уточнение способов организации данных; запись алгоритма на выбранном языке пpогpаммиpования. 709:05

8 Тестиpование и отладка синтаксическая отладка; отладка семантики и логической стpуктуpы; тестовые расчеты и анализ результатов тестирования; совершенствование пpогpаммы. 809:05

9 Анализ результатов решения задачи Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов :05

10 Сопровождение программы доработка программы для решения конкретных задач; составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к пpогpамме, к набору тестов, к использованию. 1009:05

11 Какие основные этапы содержит процесс разработки программ? 1109:05 Процесс разработки программы можно выразить следующей формулой:

12 Какие основные этапы содержит процесс разработки программ? 1209:05 На начальном этапе работы анализируются и формулируются требования к программе, разрабатывается точное описание того, что должна делать программа и каких результатов необходимо достичь с ее помощью. Затем программа разрабатывается с использованием той или иной технологии программирования (например, структурного программирования). Полученный вариант программы подвергается систематическому тестированию ведь наличие ошибок в только что разработанной программе это вполне нормальное закономерное явление.

13 Какие основные этапы содержит процесс разработки программ? 1309:05 Для каждой программы обязательно проводятся работы по обеспечению качества и эффективности программного обеспечения, анализируются и улучшаются временные характеристики.

14 Как проконтролировать текст программы до выхода на компьютер? 1409:05 Текст программы можно проконтролировать за столом с помощью просмотра, проверки и прокрутки.

15 Просмотр 1509:05 Текст программы просматривается на предмет обнаружения описок и расхождений с алгоритмом. Нужно просмотреть организацию всех циклов, чтобы убедиться в правильности операторов, задающих кратности циклов. Полезно посмотреть еще раз условия в условных операторах,аргументы в обращениях к подпрограммам и т.п.

16 Проверка 1609:05 При проверке программы программист по тексту программы мысленно старается восстановить тот вычислительный процесс, который определяет программа, после чего сверяет его с требуемым процессом. На время проверки нужно "забыть", что должна делать программа, и "узнавать" об этом по ходу её проверки. Только после окончания проверки программы можно "вспомнить" о том, что она должна делать и сравнить реальные действия программы с требуемыми.

17 Прокрутка 1709:05 Основой прокрутки является имитация программистом за столом выполнения программы на машине. Для выполнения прокрутки приходится задаваться какими-то исходными данными и производить над ними необходимые вычисления. Прокрутка трудоемкий процесс, поэтому ее следует применять лишь для контроля логически сложных участков программ. Исходные данные должны выбираться такими, чтобы в прокрутку вовлекалось большинство ветвей программы.

18 Для чего нужны отладка и тестирование? 1809:05 Отладка программы это процесс поиска и устранения ошибок в программе, производимый по результатам её прогона на компьютере.

19 Для чего нужны отладка и тестирование? 1909:05 Тестирование (англ. test испытание) это испытание, проверка правильности работы программы в целом, либо её составных частей.

20 Для чего нужны отладка и тестирование? 2009:05 Отладка и тестирование это два четко различимых и непохожих друг на друга этапа: при отладке происходит локализация и устранение синтаксических ошибок и явных ошибок кодирования; в процессе же тестирования проверяется работоспособность программы, не содержащей явных ошибок.

21 Для чего нужны отладка и тестирование? 2109:05 Тестирование устанавливает факт наличия ошибок, а отладка выясняет ее причину.

22 Отладка 2209:05 Английский термин debugging ("отладка") буквально означает "вылавливание жучков". Термин появился в 1945 г., когда один из первых компьютеров "Марк-1" прекратил работу из-за того, что в его электрические цепи попал мотылек и заблокировал своими останками одно из тысяч реле машины.

23 В чем заключается отладка? 2309:05 В современных программных системах (Turbo Basic, Turbo Pascal, Turbo C и др.) отладка осуществляется часто с использованием специальных программных средств, называемых отладчиками. Эти средства позволяют исследовать внутреннее поведение программы.

24 Возможности отладчика 2409:05 пошаговое исполнение программы с остановкой после каждой команды (оператора); просмотр текущего значения любой переменной или нахождение значения любого выражения, в том числе, с использованием стандартных функций; при необходимости можно установить новое значение переменной; установку в программе "контрольных точек", т.е. точек, в которых программа временно прекращает свое выполнение, так что можно оценить промежуточные результаты, и др.

25 Возможности отладчика 2509:05 При отладке программ важно помнить следующее: в начале процесса отладки надо использовать простые тестовые данные; возникающие затруднения следует четко разделять и устранять строго поочередно; не нужно считать причиной ошибок машину, так как современные машины и трансляторы обладают чрезвычайно высокой надежностью.

26 Что такое тест и тестирование? 2609:05

27 Что такое тест и тестирование? 2709:05 Как бы ни была тщательно отлажена программа, решающим этапом, устанавливающим ее пригодность для работы, является контроль программы по результатам ее выполнения на системе

28 Что такое тест и тестирование? 2809:05 Программу условно можно считать правильной, если её запуск для выбранной системы тестовых исходных данных во всех случаях дает правильные результаты.

29 Что такое тест и тестирование? 2909:05 Тестирование может показать лишь наличие ошибок, но не их отсутствие. Нередки случаи, когда новые входные данные вызывают "отказ" или получение неверных результатов работы программы, которая считалась полностью отлаженной.

30 Что такое тест и тестирование? 3009:05 Для реализации метода тестов должны быть изготовлены или заранее известны эталонные результаты.

31 Что такое тест и тестирование? 3109:05 Для реализации метода тестов должны быть изготовлены или заранее известны эталонные результаты. Вычислять эталонные результаты нужно обязательно до, а не после получения машинных результатов.

32 Что такое тест и тестирование? 3209:05 В противном случае имеется опасность невольной подгонки вычисляемых значений под желаемые, полученные ранее на машине.

33 Какими должны быть тестовые данные? 3309:05 Тестовые данные должны обеспечить проверку всех возможных условий возникновения ошибок: должна быть испытана каждая ветвь алгоритма; очередной тестовый прогон должен контролировать нечто такое, что еще не было проверено на предыдущих прогонах;

34 Какими должны быть тестовые данные? 3409:05 первый тест должен быть максимально прост, чтобы проверить, работает ли программа вообще; арифметические операции в тестах должны предельно упрощаться для уменьшения объема вычислений;

35 Какими должны быть тестовые данные? 3509:05 количества элементов последовательностей, точность для итерационных вычислений, количество проходов цикла в тестовых примерах должны задаваться из соображений сокращения объема вычислений; минимизация вычислений не должна снижать надежности контроля;

36 Какими должны быть тестовые данные? 3609:05 тестирование должно быть целенаправленным и систематизированным, так как случайный выбор исходных данных привел бы к трудностям в определении ручным способом ожидаемых результатов; кроме того, при случайном выборе тестовых данных могут оказаться непроверенными многие ситуации; усложнение тестовых данных должно происходить постепенно.

37 Пример 3709:05 Система тестов для задачи нахождения корней квадратного уравнения ax 2 + bx + c = 0 :

38 Из каких этапов состоит процесс тестирования? 3809:05 Процесс тестирования можно разделить на три этапа: Проверка в нормальных условияхю Проверка в экстремальных условияхю Проверка в исключительных ситуациях.

39 Проверка в нормальных условиях 3909:05 Предполагает тестирование на основе данных, которые характерны для реальных условий функционирования программы.

40 Проверка в экстремальных условиях 4009:05 Тестовые данные включают граничные значения области изменения входных переменных, которые должны восприниматься программой как правильные данные. Типичными примерами таких значений являются очень маленькие или очень большие числа и отсутствие данных.

41 Проверка в экстремальных условиях 4109:05 Еще один тип экстремальных условий это граничные объемы данных, когда массивы состоят из слишком малого или слишком большого числа элементов.

42 Проверка в исключительных ситуациях 4209:05 Проводится с использованием данных, значения которых лежат за пределами допустимой области изменений.

43 Проверка в исключительных ситуациях 4309:05 Все программы разрабатываются в расчете на обработку какого-то ограниченного набора данных. Поэтому важно получить ответ на следующие вопросы: что произойдет, если программе, не расчитанной на обработку отрицательных и нулевых значений переменных, в результате какой-либо ошибки придется иметь дело как раз с такими данными? как будет вести себя программа, работающая с массивами, если количество их элементов певысит величину, указанную в объявлении массива? что произойдет, если числа будут слишком малыми или слишком большими?

44 Проверка в исключительных ситуациях 4409:05 Наихудшая ситуация складывается тогда, когда программа воспринимает неверные данные как правильные и выдает неверный, но правдоподобный результат.

45 Проверка в исключительных ситуациях 4509:05 Программа должна сама отвергать любые данные, которые она не в состоянии обрaбатывать правильно.

46 Вопросы 4609:05 1. Какие основные этапы включает в себя решение задач на компьютере? 2. Какие этапы компьютерного решения задач осуществляются без участия компьютера? 3. Что называют математической моделью объекта или явления? 4. Почему невозможно точное исследование поведения объектов или явлений? 5. Какие способы моделирования осуществляются с помощью компьютера? 6. Из каких последовательных действий состоит процесс разработки программы? 7. Доказывает ли получение правдоподобного результата правильность программы? 8. Какие ошибки могут остаться невыявленными, если не провести проверку (просмотр, прокрутку) программы? 9. Чем тестирование программы отличается от её отладки?

47 Упражнения 4709:05 1. Найдите наибольший общий делитель двух заданных целых чисел. 2. Найдите наименьшее общее кратное двух заданных целых чисел. 3.Определите, является ли заданное число нечетным двузначным числом. 4. Заданы площади квадрата и круга. Определите, поместится ли квадрат в круге. 5. Решите биквадратное уравнение.