Bài giảng tin học đại cương (phần 2) bài 4 giải quyết bài toán

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG Phần Giải toán Bài 4: Giải toán Nội dung 4.1 Bài toán (problem) 4.2 Giải tốn máy tính 4.3 Biểu diễn thuật tốn Nội dung 4.1 Bài toán (problem) 4.2 Giải tốn máy tính 4.3 Biểu diễn thuật tốn 4.1 Bài tốn (problem) • “Bài tốn” hay “Vấn đề” – Vấn đề có nghĩa rộng tốn – Bài toán loại vấn đề mà để giải phải liên quan nhiều đến tính tốn: tốn vật lý, hóa học, xây dựng, kinh tế… • Hai loại vấn đề (Pitago) – Theorema: vấn đề cần khẳng định tính sai – Problema: vấn đề cần tìm giải pháp để đạt mục tiêu xác định từ điều kiện ban đầu 4.1 Bài tốn (2) • Biểu diễn vấn đề-bài toán –A→B • A: Giả thiết, điều kiện ban đầu • B: Kết luận, mục tiêu cần đạt • Giải vấn đề-bài tốn – Từ A dùng số hữu hạn bước suy luận có lý hành động thích hợp để đạt B – Trong Tin học, A đầu vào, B đầu Nội dung 4.1 Bài toán (problem) 4.2 Giải tốn máy tính 4.3 Biểu diễn thuật toán 4.2 Giải toán máy tính • Máy tính khơng thể dùng để giải vấn đề liên quan đến hành động vật lý biểu thị cảm xúc • Máy tính làm mà bảo phải làm Máy tính khơng thơng minh, khơng thể tự phân tích vấn đề đưa giải pháp • Lập trình viên người phân tích vấn đề, tạo dẫn để giải vấn đề (chương trình), máy tính thực dẫn 4.2 Giải tốn máy tính (2) • Phương án giải tốn gọi thuật tốn/giải thuật tính tốn • Một thuật toán là: – dãy hữu hạn thao tác trình tự thực thao tác cho sau thực dãy thao tác theo trình tự ra, với đầu vào (input) ta thu kết đầu (output) mong muốn 4.2 Giải tốn máy tính (3) • Khơng đơn giản lập trình • Phức tạp, gồm nhiều giai đoạn phát triển • Các giai đoạn quan trọng Bước Xác định yêu cầu toán Bước Phân tích thiết kế tốn Lựa chọn phương án Xây dựng thuật toán Bước Lập trình Bước Kiểm thử hiệu chỉnh chương trình Bước Triển khai bảo trì Hai giai đoạn để thực hóa tốn Giai đoạn giải vấn đề Giai đoạn thực 10 Ví dụ - Mơ tả lưu đồ thuật tốn Thể thao tác bắt đầu kết thúc Nhập a, b a>b Biểu diễn thao tác kiểm tra điều kiện Đ Hiển thị “a>b” S a=b Đ Hiển thị “a=b” S Hiển thị “a Max ta gán giá trị cho Max 26 Ví dụ – Ý tưởng max max = 3 max N, Hiển thị Max giá trị lớn dãy kết thúc • B4: Nếu > Max, Max  • B5: Tăng i lên đơn vị • B6: Quay lên B3 • B7: Kết thúc 28 Ví dụ - Mơ tả lưu đồ thuật tốn Nhập N dãy số a1, a2,…,aN Max  a1; i=2 Đ i>N Hiển thị “Max số lớn nhất” S > Max Đ Max  S ii+1 29 Bài tập • Bài tốn: Giải phương trình bậc II – Đầu vào: Ba hệ số a, b, c – Đầu ra: Nghiệm phương trình ax2 + bx + c = • Ý tưởng: – Lần lượt xét a = 0, b = xét c=0 để xét trường hợp phương trình 30 Các tiêu chí giải thuật cần thỏa mãn • • • Tính hữu hạn: giải thuật phải dừng sau thời gian hữu hạn Tính đắn: Khi kết thúc, giải thuật phải cung cấp kết đắn Tính hiệu quả: – Thời gian tính tốn nhanh – Sử dụng tài ngun khơng gian nhớ, thiết bị,… – Mang tính phổ dụng, dễ hiểu, dễ cài đặt mở rộng cho lớp toán khác 31 ...Nội dung 4. 1 Bài toán (problem) 4. 2 Giải tốn máy tính 4. 3 Biểu diễn thuật tốn Nội dung 4. 1 Bài toán (problem) 4. 2 Giải tốn máy tính 4. 3 Biểu diễn thuật tốn 4. 1 Bài tốn (problem) • ? ?Bài tốn” hay... để đạt B – Trong Tin học, A đầu vào, B đầu Nội dung 4. 1 Bài toán (problem) 4. 2 Giải tốn máy tính 4. 3 Biểu diễn thuật toán 4. 2 Giải toán máy tính • Máy tính khơng thể dùng để giải vấn đề liên... Hai giai đoạn để thực hóa tốn Giai đoạn giải vấn đề Giai đoạn thực 10 Nội dung 4. 1 Bài toán (problem) 4. 2 Giải toán máy tính 4. 3 Biểu diễn thuật tốn 11 4. 3 Biểu diễn thuật tốn Cách 1: • Ngơn ngữ