🗊Презентация Системы программирования и интегрированные среды

Системы программирования и интегрированные среды

МОДЕЛИРОВАНИЕ—ЭТО:

Что такое модель? Модель (фр.modele, ит.modello, лат.modulus-мера, образец)-это: Некоторое упрощенное подобие реального объекта; Воспроизведение предмета в уменьшенном или увеличенном виде(макет); Схема, изображение или описание какого-либо явления или процесса в природе и обществе; Физический или информационный аналог объекта, функционирование которого по определенным параметрам подобно функционированию реального объекта; Некий объект-заместитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас его свойства и характеристики, причем имеет существенные преимущества или удобства(наглядность, обозримость, доступность испытаний, легкость оперирования с ним и пр.); Новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения моделирования; Новый объект(реальный, информационный или воображаемый), отличный от исходного, который обладает существенными для целей моделирования свойствами и в рамках этих целей полностью заменяет исходный объект.

Какие существуют методы описания?

Классы моделей Все многообразие моделей делится на три класса: Материальные (натуральные) модели (некие реальные предметы-макеты, муляжи, эталоны) уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид моделируемого объекта, его структуру( глобус, модель кристаллической решетки) или поведение(велотренажер); Воображаемые модели (геометрическая точка, бесконечность, математический маятник); Информационные модели – описания моделируемого объекта на одном из языков кодирования информации (словесное описание, схемы, чертежи, карты, рисунки, научные формулы, программы и т. д.). Информационная модель — система сигналов, свидетельствующих о динамике объекта управления, условиях внешней среды и состоянии самой системы управления. В качестве информационной модели могут служить наглядные изображения (фото, кино, видео), знаки (текст, знаковое табло), графические модели (график, чертеж, блок–схема) и комбинированные изображения (мнемосхема, карта).

Типы моделей. Cтатическая:если среди параметров, участвующих в описании модели, нет временного параметра. Динамическая:если среди параметров модели есть временной параметр. Дискретная:если она описывает поведение системы только в дискретные моменты времени. Теоретико-множественная:если представима с помощью некоторых множеств и отношений принадлежности им и между ними. Логическая:если она представима предикатами, логическими функциями. Геометрическая. Игровая. Алгоритмическая.

Примеры: Примеры: 1.F=m*a – статическая модель. 2.Z=X /\ У – логическая модель. 3.Макет дома, параллелограмм, прямая линия – геометрические модели.

Основные свойства моделей. Конечность – модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений. Упрощенность – модель отображает только существенные стороны объекта. Приблизительность. Адекватность. Наглядность, обозримость. Доступность и технологичность. Информативность, т.е. модель должна содержать достаточную информацию о системе. Сохранение информации, содержавшейся в оригинале. Полнота. Устойчивость. Замкнутость – модель учитывает и отображает замкнутую систему необходимых основных гипотез, связей и отношений.

С точки зрения информатики С точки зрения информатики решение любой задачи описывается так: Реальный Модель Алгоритм Программа Результат Реальный Объект Объект

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ

Алгоритм – описание последовательности действий, строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) учёный из города Хорезма Абдулла (или Абу Джафар) Мухаммед бен Муса аль – Хорезми создал книгу по математике, в которой описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Само слово «алгоритм» возникло в Европе после перевода на латынь книги этого среднеазиатского математика, в которой его имя писалось как «Алгоритми»

Исполнители алгоритма Человек – может выполнять алгоритм формально, не вникая в содержание поставленной задачи, а только строго выполняя последовательность действий, предусмотренную алгоритмом Компьютер – автоматическое исполнение алгоритма, представленного в виде программы (алгоритме, записанного на «понятном» языке программирования)

Исполнителя характеризуют: Среда – «место обитания» исполнителя Система команд – каждый Исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка системы команд исполнителя (СКИ). Для каждой команды должны быть заданы условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнена команда) и описаны результаты выполнения команды. Элементарное действие , которое совершает исполнитель после вызова команды Отказ – возникает, если команда вызывается при недопустимом для неё состоянии среды

Свойства алгоритма

Понятность – исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять Определённость – каждое правило алгоритма должно быть чётким, однозначным и не оставлять места для произвола Результативность – состоит в том, что алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов Массовость – означает, что алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, т.е. он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными Дискретность – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых шагов

Способы записей алгоритмов Словесный способ – представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задаётся в произвольном изложении на естественном языке. Словесный способ не имеет широкого распространения, т.к. такие описания страдают многословностью записей и допускают неоднозначности толкования отдельных предписаний. Графический способ – изображения из графических символов (блок-схемы) Псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие как элементы языка программирования, таки фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.)

Язык блок – схем является одним из способов символической записи алгоритмов. Структурная блок-схема – схема алгоритма – графическое изображение алгоритма в виде схемы, связанных между собой с помощью стрелок блоков. Стрелки – линии перехода. Блок – графический символ, каждый из которых соответствует одному шагу алгоритма. Внутри блока дается описание соответствующего действия. Графическое изображение алгоритма широко используется перед программированием задачи вследствие его наглядности, так как зрительное восприятие облегчает процесс написания программы, его корректировки при возможных ошибках, осмысление процесса обработки информации.

Основные алгоритмические структуры

Блочные символы

Линейная структура алгоритма Линейным называется алгоритм, в котором команды выполняются последовательно друг за другом

Алгоритмическая структура «ветвление» Разветвляющийся алгоритм – алгоритм, в котором проверяется условие, в зависимости от которого выполняется то или иное действие. Условие – выражение, находящееся между словами «если» и словом «то» и принимающее значение «истина» или «ложь»

Алгоритмическая структура «выбор» В алгоритмической структуре «выбор» выполняется одна из нескольких последовательностей команд при истинности соответствующего условия

Алгоритмическая структура «цикл» Циклический алгоритм – описание действий, которые должны повторяться указанное число раз или пока не выполнено заданное условие Перечень повторяющихся действий называется телом цикла

Пример №1 Составьте алгоритм вычисления выражения у=2х+в, х=5, в=5. На естественном языке: На языке блок-схем: 1.х=5 2. В=5 3.у=2х+в 4. Напечатать у

Пример №2. Пример №2. Проверить, равно ли введенное число цифре 7, и в случае равенства выдать сообщение «Да».

Пример №3 Пример №3 Если число положительное, то найти его квадрат и вывести результат, в противном случае вывести сообщение «Не подходит». Составить программу двумя способами: с условным и безусловным переходом

Пример №4 Пример №4 Составить программу и блок-схему вывода чисел от 5 до 10. Для каждого числа от 5 до 10 Повторять действие Печать этого числа Конец