Задание.Составить таблицу спецификаций, словесное описание алгоритма, программу на языке C#, таблицу тестов и оттестировать программы для 3 задач из групп A,B,C по указанию преподавателя (задачи A,B – с помощью if, задачу С – с помощью switch).
КОНСОЛЬНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ В C#
Консольными называются такие приложения, которые не предусматривают применение графических окон, благодаря чему в них не нужно заботиться ни
о кнопках, ни о меню, ни о взаимодействии с курсором мыши и т.п. Вместо этого они запускаются в окне командной строки и взаимодействуют с ним гораздо более простым образом.
Технология разработки программ на языке высокого уровня
Этапы разработки программ на языке высокого уровня
Разработка программы на языке высокого уровня никогда не должна начинаться собственно с программирования. При таком подходе неизбежны ошибки в программах, сложность отладки и внесения изменений в программу, что часто и происходит, так как заказчик, только увидев работающую программу, может оценить, что ему надо и чего не хватает в программе.
Прекрати задрачивать алгоритмы
Поэтому любую, даже самую простую программу разрабатывают на основе структурного подхода, который предполагает использование наиболее простых структур как при проектировании, так и при программировании и отладке программ.
Разработка программы состоит из следующих этапов:
Внешнее проектирование (определение общей структуры и взаимодействия функций). На этом этапе рассматривается возможность разбиения задачи на подзадачи, каждая из которых решает некоторую законченную часть всей задачи и определяется иерархия этих подзадач (какая подзадача вызывает для выполнения другие подзадачи). Одна из подзадач всегда является основной, главной.
Кроме того, на этом этапе выясняется, какие данные нужно передать вызываемой подзадаче и какие данные получить от нее. Для каждой подзадачи описывается своя таблица внешних спецификаций. Если задача простая, то этот этап можно опустить.
Составление внешних спецификаций – приведение условия задачи к некоторому стандарту, что позволяет задачи из различных предметных областей описывать более или менее унифицировано. Таким стандартом для простых программ или отдельных функций являются внешние спецификации. Спецификации определяют входные и выходные данные задачи и оформляются в виде таблицы вида (Табл.1) Таблица 1
| Входные величины | Выходные величины | ||||
| Имя | Назначение | Диапазон | Имя | Назначение | Диапазон |
Входные величины – это те, значения которых необходимо задать в начале решения задачи.
Выходные величины – это те, которые являются результатом решения задачи.
Имя ставится в соответствие любой входной и выходной величине; имена сохраняются на всех этапах решения задачи.
Назначение – словесное описание величины, для чего она нужна.
Диапазон определяет область изменения величины (целое число, действительное число, текст, целое число от 0 до 5 и т.д.)
Зачем тебе знать алгоритмы | 2022
Внутреннее проектирование (разработка алгоритма решения задачи).
Алгоритм – это описание последовательности действий, необходимых для решения задачи.
Алгоритм обладает тремя свойствами:
Массовость – алгоритм должен описывать не одну конкретную задачу, а группу подобных задач (например, не решение одного конкретного квадратного уравнения , а любого квадратного уравнения ;
Результативность — алгоритм должен давать какой-то результат для любого варианта исходных данных. Например, если решается квадратное уравнение, то должны быть предусмотрены случаи:
· Существует два различных действител корня , если
· Существует два равных действительных корня , если
· Нет действительных корней, если
· Уравнение вырождено, то есть A=0. При этом должно быть выдано соответствующее сообщение.
Детерминированность- алгоритм должен всегда давать один и тот же результат при одних исходных данных.
Будем описывать алгоритм двумя способами:
— с помощью блок – схем.
Словесное описание алгоритма — это последовательность пронумерованных шагов, описывающих решение задачи. Шаги могут иметь многоуровневую нумерацию, чтобы показать, что одни шаги являются частью других шагов.
Блок-схема решения задачи – графическое изображение алгоритма в виде взаимосвязанных блоков.
Будем использовать следующие блоки (Рис. 2):
Рис. 2. Виды блоков
Программирование алгоритма. На этом этапе (называемом также кодированием), происходит запись алгоритма на каком-либо языке программирования.
Синтаксическая отладка программы, то есть исправление ошибок, связанных с неверным использованием конструкций языка программирования. Эти ошибки выявляются на этапе компиляции программы.
Тестирование программы, то есть проверка ее работоспособности на различных вариантах исходных данных с просчитанными вручную результатами. Эти результаты должны совпасть с результатами, полученными при расчете на компьютере. При их несовпадении следует искать в программе логические ошибки, связанные с неверным алгоритмом. Тесты для проверки работоспособности программы должны подготавливаться в виде таблицы вида (Табл. 2):
| Номер теста | Назначение теста | Входные данные | Выходные данные |
Количество тестов должно быть таким, чтобы каждый тест проверял какую-то специфическую ситуацию, и не было ситуаций, не проверенных ни одним из тестов.
Источник: allrefrs.ru
На каком этапе обнаруживаются ошибки в алгоритме программы?
Я преподаватель! Прямо сейчас уничтожьте сайт и ответы интуит. Я буду жаловаться!
19 фев 2018
Я завалил сессию, почему я не увидел данный сайт с решениями интуит до этого
20 ноя 2015
Другие ответы на вопросы из темы программирование интуит.
- # Какой будет результат следующего выражения? template T sum(T *a, T *b) < T f = 5; return (*a + *b) — f; >int main()
- # Отметьте все неправильные определения констант:
- # Битовой операцией является
- # В какой строке будет ошибка компиляции 1 int sum(int a,int b,int c,int d=4)
- # Укажите какому классу принадлежит атрибут Z1 class t < public: double sum::Z1;>C; class sum < public: double t::Z1;>D;
Источник: vtone.ru
Проверка правильности алгоритмов
Цель создания любого алгоритма – выполнение некоторых вычислений. При этом требуется, чтобы алгоритм при допустимых значениях входных параметров вычислял верные значения на выходе. Как убедиться, что результат будет правильным при любых допустимых входных значениях? Вопрос о правильности алгоритмов – один из основных вопросов программирования как науки о составлении алгоритмов.
Актуальность вопроса можно проиллюстрировать на таком примере: пусть вероятность того, что алгоритм, занимающий 1 страницу текста, верен, равна 0.9 (из 10 операторов 1 неверный, для начинающих программистов правильнее было бы 9 из 10). Для алгоритма, занимающего 2 страницы – 0.92=0.81, 3 страницы – 0.93 и т.д. Для современных ЭВМ часто длина программы ≈ 100 страниц. Вероятность правильной работы при этом 0.9100=0.000027 – ничтожно мала.
Говорят, что ошибки в программах появились раньше, чем сами машины. Можно выделить три источника ошибок.
· “Описки”, то есть ошибки, появившиеся из-за невнимательности и незначительных нарушений синтаксиса языка.
· Алгоритмические ошибки. Возникают из-за неправильного понимания сути алгоритма или неправильного выражения мыслей. Это более серьезные ошибки.
· Ошибки, возникающие при работе с такими значениями данных, на которые не рассчитана программа. То есть ошибки из-за неправильных данных. Например, 20! – слишком большое число, 1/(20!) – слишком маленькое. Такие ошибки нужно предвидеть.
Методы борьбы с различными группами ошибок различны.
Большая часть “описок” обнаруживается на этапе перевода (автоматического) нашего алгоритма в команды ЭВМ – на так называемом этапе трансляции.
Другая часть «описок», а также некоторые алгоритмические ошибки, может быть найдена путем тестирования. Исторически первым методом проверки правильности алгоритма (программы) явилось тестирование: программа вводится в ЭВМ с заранее подобранными входными данными, и полученные результаты сравнивают с заранее известными правильными результатами (подсчитанными для этих входных данных вручную). Это – тест (проверяющая задача): алгоритм + данные + контрольный пример. Такое тестирование желательно повторить несколько раз.
Если результат совпадает с известным, это дает некоторые основания считать программу верной. Даже при хорошем тестировании в программе могут остаться ошибки. Для того, чтобы рассеять все сомнения, нужно выполнить все возможные варианты (то есть провести расчет со всеми возможными входными данными).
На основе подобных рассуждений Э. Дейкстра (голландский профессор, классик современного программирования) сформулировал такой закон (закон Дейкстры): тестированием можно обнаружить ошибки в программе, но никогда нельзя доказать их отсутствие.
Чтобы убедиться в правильности программы, отсутствии в ней алгоритмических ошибок, нужно уметь проверять правильность структуры алгоритма. Такая аналитическая проверка называется верификацией алгоритма. При использовании этого метода нужно для каждого алгоритма и каждой фразы в нем абстрагироваться от индивидуальных значений переменных и сформулировать условия, которым они должны удовлетворять до и после выполнения алгоритма. Для любого алгоритма можно определить, каким условиям должны удовлетворять входные данные и результат. Это условия подобные тем, которые задаются в операторах IF и WHILE.
Условие на входе называется предусловием, на выходе – постусловием.
Задача состоит в том, чтобы доказать, что входное предусловие алгоритм за конечное число шагов переводит в постусловие.
Наиболее распространенными методами доказательства являются:
· перечисление (перебор вариантов) – для IF-THEN-ELSE и последовательных алгоритмов;
· математическая индукция – для WHILE-DO.
Проиллюстрируем использование метода перебора вариантов на примере алгоритма дихотомии. Входные данные: C, D, EPS. (функция f – фиксирована и не относится к входным данным).
(D>0) AND (EPS>0) AND (f (C-D)*f (C+D) ≤ 0). (*)
Требуется доказать, что алгоритм, имеющий на входе условие (*) на выходе получит условие (**).
while d>eps do
Begin
if f (c)*f(c+d) >0
then c:=c-d/2
else c:=c+d/2;
end;
Пусть выполняется условие
Тогда в результате одного выполнения цикла получим новые значения Cнов и Dнов:
f (Cнов- Dнов)*f (Cнов+ Dнов) = f (C-D/2-D/2)* f (C-D/2+D/2) =
=f (C-D)*f (C)≤0 (из (*) и (1)). (3)
Таким образом мы доказали, что внутри цикла действует предусловие
(f (C-D)*f (C+D)≤0) AND (D>0)
и такое же постусловие. Доказательство провели методом перебора вариантов.
Выберите второй вариант условия f (C) *f (C-D) ≤0 и докажите то же самое.
Доказательство по методу математической индукции строится на переборе вариантов, зависящих от некоторого натурального числа n, где n=n0, n0+1, n0+2,…,∞.
Пусть P(n) – некоторое проверяемое условие.
Схема метода математической индукции:
· непосредственной подстановкой проверяем, что P(n0) выполняется;
· предполагаем, что P верно для некоторого n=k, k≥n0;
· доказываем, что из предположения п.2) следует, что P будет верно для n=k+1.
Докажем, что вычисление по рекуррентной последовательности f (0) = 1,
где n>0, даст в результате значение f(n)=n!.
f (0) =1 0! = 1 — выполняется.
предполагаем, что f (k) = k!
убедимся, что из п.2 следует f (k+1) = (k+1)!
Действительно, f (k+1) = f (k)*(k+1) = k!*(k+1) = (k+1)!, что и требовалось доказать.
Для циклических алгоритмов под величиной n обычно понимают количество повторений цикла. В частном случае оно может быть равно нулю.
Ценность методов верификации состоит в том, что мы получаем доказательство правильности для всего комплекса допустимых значений данных. При этом успех методов зависит от того, насколько правильно и полно мы задали пред- и постусловия.
Для доказательства правильности больших алгоритмов разбиваем их на части и для каждой части формулируем пред- и постусловия. Постусловие для одной части является предусловием для следующей. Доказываем правильность алгоритма в целом, затем — отдельно для каждого внутреннего алгоритма.
Ошибки из-за неправильных данных представляют собой совокупность таких входных данных, при которых программа неработоспособна. Для избежания таких ошибок целесообразен следующий подход.
На входе программы делаются специальные проверки на правильность данных. Затем либо выдаётся сообщение о том, что данные неверны, либо проводятся вычисления. Схема такой проверки выглядит следующим образом.
IF данные верны THEN выполнить алгоритм ELSE выдать сообщение о неправильности данных.
В этом состоит суть метода программной защиты от неправильных данных. Данные могут быть неверны и из-за ошибок при вводе. Поэтому чем больше входных данных, тем жестче должна быть их проверка.
Далее приведен пример решения задачи проверки правильности программы.
Задача. Придумать тесты для отладки приведенной ниже программы для нахождения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел.
write(‘Введите два натуральных числа’);
Решение. Для тестирования построим столько тестов, чтобы можно было пройти по каждой ветви программы хотя бы по разу. В ней имеются пять ветвей:
четвертая — С, D, В;
Путей здесь много. Примерами путей являются последовательности из следующих ветвей:
четвертый — 1,2 4,2,5,3;
шестой — 1, 2, 5, 2, 5, 2, 4, 3 и т.д.
Среди указанных путей есть такие, в которых используются не все ветви (это пути 1, 2, 3, 5), но есть и такие, в которых проходится каждая ветвь программы хотя бы по одному разу (это пути 4, 6).
Для построения теста выбранного пути построим сначала предикат пути, который будет принимать значение «истина», если в процессе исполнения программы реализуется данный путь, и «ложно» — при реализации других путей.
Для построения предиката пути проходим путь в обратном направлении и выписываем конъюнкцию всех условий, которые встречаются на этом пути. Если при обратном проходе пути осуществляется переход через оператор присваивания (переменная: =выражение), то в предикат пути вместо всех вхождений переменной из левой части оператора присваивания подставляется выражение из его правой части. Предикаты пути, построенные так, как описано выше, всегда выражаются в терминах констант и входных переменных. Чтобы пройти заданный путь во время исполнения программы, необходимо найти такие значения исходных данных, которые делают предикат пути истинным.
Рассмотрим процесс построения предиката для четвертого пути приведенной выше программы.
Вначале проходим ветвь 3 от F к В. При исполнении программы в блок F попадаем в случае ложности условия В, поэтому предикат этой ветви имеет вид Р: X=Y.
Движемся дальше от В к С через Е. При переходе оператора присваивания Y:=Y-X в предикате Р все вхождения переменной Y заменим на выражение Y-X. Получаем Р: X=Y-X или Р: 2*X=Y. Поскольку Е выполняется в случае ложности условия С, присоединяем его отрицание через конъюнкцию к Р. Р: (2*X=Y) and (X<=Y) .
Движемся от С к В и присоединяем к Р через конъюнкцию условие В (здесь оно должно быть истинным). Р: (2*X=Y) and (X<=Y) and (X<>Y). В полученном предикате из первого члена конъюнкции 2*X=Y следует третий: Х, не равный Y, поэтому третий член конъюнкции можно отбросить. Получим Р: (2*X=Y) and (X<=Y).
Движемся от В к С через D. При переходе через оператор присваивания (X: =X-Y) все вхождения X заменяем выражением X-Y и присоединяем через конъюнкцию условие С (здесь оно истинно). Р: (2*(X-Y)=Y) and (X-Y<=Y) или (2*X=3*Y) and (X<=2*Y).
Проходим ветвь 2 от С к В и к предикату через конъюнкцию присоединяем условие В (здесь оно истинно). Получаем Р: (2*X=3*Y) and (X<=2*Y) and (X<>Y).
В полученном предикате вновь из первого члена конъюнкции следует третий, поэтому его можно отбросить. Получаем Р: (2*X=3*Y) and (X<=2*Y).
Проходим ветвь 1 от В к А, при этом предикат пути не изменяется. Окончательно получаем Р: (2*X=3*Y) and (X<=2*Y).
Для построения теста осталось подобрать значения X и Y так, чтобы предикат стал истинным. Это возможно, например, при
Х=3, Y=2 получим ответ 1;
Х=9, Y=4 получим ответ 2;
Х=9, Y=6 получим ответ 3 ;
Х=12, Y=8 получим ответ 4 и т.д.
Контрольные вопросы
1. Что такое структурное программирование? Почему оно относится к декларативному программированию?
2. Опишите этапы создания структурной программы.
3. Чем отладка отличается от тестирования?
4. Что должно быть главным критерием качественной программы?
5. Что такое процедурная декомпозиция?
6. Кратко опишите правила программирования.
7. Что такое документирование программы?
8. Опишите три источника ошибок в программах и методы борьбы с ними.
Задачи и упражнения
1. В результате компиляции программы
var xl, x2, d:real;
получены сообщения об ошибках:
• одно сообщение —Error 36: BEGIN expected;
• четыре сообщения — Error 85: «;» expected;
• одно сообщение —Error 91:»:=» expected. Определить характер ошибок и исправить их.
2. В результате компиляции программы
var a, b, х, с, е:real;
получены сообщения об ошибках:
• одно сообщение —Error 89:»)» expected;
• два сообщения —Error 3:Unknown identifier;
• одно сообщение —Error 8: String constant exceeds line.
Определить характер ошибок и исправить их.
3. В результате компиляции программы
получены сообщения об ошибках:
• одно сообщение —Error 26: Type mismatch;
• одно сообщение —Error 36: BEGIN expected;
• одно сообщение —Error 85: «;» expected;
• одно сообщение —Error 113: Error in statement.
Определить характер ошибок и исправить их.
4. В результате компиляции программы
получены сообщения об ошибках:
• одно сообщение —Error 3:Unknown identifier;
• одно сообщение — Error 94: «.» expected;
• одно сообщение —Error 91: «:=» expected.
Определить характер ошибок и исправить их.
Дата добавления: 2018-09-22 ; просмотров: 2589 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.net