Tin học đại cương part 2 - Phương pháp giải các bài toán trong tin học potx

1
TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG
www.uit.edu.vn
BÀI 2
BÀI 2
PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC
PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC
BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC
BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC
Tin học đại cương
2
NỘI DUNG

Khái niệm về vấn đề và bài toán.

Các bước giải quyết vấn đề - bài
toán trên máy tính.

Thuật toán và thuật giải.

Biểu diễn thuật toán và thuật giải.
Tin học đại cương
3
KHÁI NIỆM VỀ VẤN ĐỀ - BÀI TOÁN

Bài toán và giải quyết bài toán được biểu
diễn dưới dạng:
A → B
giả thiết giải pháp mục tiêu

Cần xác định A, B, và các thao tác

để đi từ A đến B.

A, B không rõ ràng?

Các điều kiện của cách
giải ko minh bạch?
!!!
Tin học đại cương
4
MỘT SỐ NHẬN XÉT

Việc xác định bài toán là rất quan trọng.

Thông báo về A và B mang tính biểu
tượng gợi nhớ về giả thiết và mục tiêu.

Bước đầu để xác định bài toán và phát
biểu lại theo ngôn ngữ của riêng mình để
hiểu.

Tiếp theo là tìm hiểu thông tin Input A và
Output B và các mối liên hệ.

Thường nên xét một vài trường hợp cụ
thể để hiểu rõ hơn bài toán.
Tin học đại cương
5
CÁC BƯỚC GIẢI QUYẾT BT
Bước 1: Xác định vấn đề - bài toán.
Nhằm phát biểu chính xác vấn đề - bài toán, làm rõ

những yêu cầu, xác định tính khả thi.
Bước 2: Lựa chọn phương pháp giải.
Thường có nhiều cách khác nhau → Tùy theo nhu
cầu thực của bài toán mà chọn lựa p/pháp phù hợp.
Bước 3: Xây dựng thuật toán hoặc thuật giải.
Chi tiết hóa phương pháp đã lựa chọn. Thường theo
cấu trúc phân tích → Vấn đề TOP-DOWN.
Bước 4: Cài đặt chương trình.
Từ thuật giải, dùng NNLT để hiện thực hóa.
Bước 5: Hiệu chỉnh & Thực hiện chương trình.
Sửa lỗi, gồm: lỗi cú pháp và lỗi ngữ nghĩa.
Bước 6: Lưu trữ, Bảo trì.
Tin học đại cương
6
XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC DỮ LIỆU

Niklaus Wirth:
Cấu trúc dữ liệu + Thuật giải = Ch. trình

Dữ liệu và cấu trúc dữ liệu đóng vai trò
quan trọng trong việc kết hợp và đưa ra
cách giải quyết bài toán.

Một số lưu ý về CTDL:

Phải biểu diễn đầy đủ thông tin.

Phù hợp các thao tác của thuật toán.

Phù hợp điều kiện cho phép của NNLT.

Tin học đại cương
7
THUẬT TOÁN VÀ THUẬT GIẢI

Thuật toán: Một dãy hữu hạn các chỉ thị có
thể thi hành để đạt mục tiêu đề ra nào đó.

Các đặc trưng của thuật toán:

Tính có đại lượng vào và ra.

Tính xác định.

Tính hữu hạn dừng.

Tính đúng đắn.

Tính phổ dụng (tổng quát).

Tính hiệu quả: Bộ nhớ, số phép tính,
thời gian chạy, dễ hiểu, dễ cài đặt.
Tin học đại cương
8
THUẬT TOÁN VÀ THUẬT GIẢI

Thuật giải: Khái niệm mở rộng của thuật
toán.

Với một số đặc điểm chẳng hạn:


Có những bài toán không xác định (có)
thuật toán cụ thể.

Hoặc có thuật toán nhưng không thực
hiện được (chẳng hạn vì thời gian dài).

Hoặc có cách giải vi phạm thuật toán
nhưng vẫn được chấp nhận.

Heuristic: Giải quyết bài toán với kết quả
đúng (gần đúng) trong p. vi cho phép.
Tin học đại cương
9
BIỂU DIỄN THUẬT TOÁN

Ngôn ngữ tự nhiên.

Sơ đồ khối.

Mã giả.

Ngôn ngữ lập trình.
Tin học đại cương
10
NGÔN NGỮ TỰ NHIÊN

NN tự nhiên thông qua các bước được
tuần tự liệt kê để BD thuật toán.

Ưu điểm:


Đơn giản, không cần kiến thức về về
cách biểu diễn (mã giả, lưu đồ, )

Nhược điểm:

Dài dòng, không cấu trúc.

Đôi lúc khó hiểu, không diễn đạt
được thuật toán.
Tin học đại cương
11
LƯU ĐỒ

Là hệ thống các nút, cung hình dạng khác
nhau thể hiện các chức năng khác nhau.
A
B
A
Begin
End
Thực hiện A Gọi hàm A Vào / Ra dữ liệu
Điều kiện rẻ nhánh B
Đúng
Sai
Nút giới hạn bắt đầu /
kết thúc chương trình
Tin học đại cương
12
LƯU ĐỒ

Tính F = N!
Tin học đại cương
13
MÃ GIẢ

Ngôn ngữ tựa ngôn ngữ lập trình.

Dùng cấu trúc chuẩn hóa, chẳng hạn
tựa Pascal, C.

Dùng các ký hiệu toán học, biến, hàm.

Ưu điểm:

Đỡ cồng kềnh hơn lưu đồ khối.

Nhược điểm:

Không trực quan bằng lưu đồ khối.
Tin học đại cương
14
MÃ GIẢ
Algorithm LargestNumber
Input: Danh sách khác rỗng các con số L.
Output: largest - giá trị số lớn nhất trong d. sách
L.
largest ← L
0

for each item in danh sách L

≥1
, do
if the item > largest, then
largest ← the item
return largest

“←” thể hiện phép gán.

“return” dùng để dừng thuật toán và trả
về giá trị.
Tin học đại cương
15
LẬP TRÌNH

Dùng ngôn ngữ máy tính (C, Pascal, ) để
diễn tả thuật toán, CTDL thành câu lệnh.

Kỹ năng lập trình đòi hỏi cần học tập và
thực hành (nhiều).

Dùng phương pháp tinh chế từng bước để
chuyển hoá bài toán sang mã chương trình
cụ thể.
Tin học đại cương
16
THỰC HIỆN VÀ HIỆU CHỈNH CT

Chạy thử.

Lỗi và cách sửa.


Lỗi thuật toán.

Lỗi trình tự.

Lỗi cú pháp.

Xây dựng bộ test.

Cập nhật, thay đổi chương trình theo yêu
cầu (mới).
Tin học đại cương
17
TIÊU CHUẨN CỦA CHƯƠNG TRÌNH

Tính tin cậy.

Giải thuật + Kiểm tra cài đặt.

Tính uyển chuyển.

Đáp ứng quy trình làm phần mềm.

Tính trong sáng.

Dễ hiểu và dễ chỉnh sửa.

Tính hữu hiệu.

Tài nguyên + giải thuật.

Tin học đại cương
18
QUY TRÌNH LÀM PHẦN MỀM

Bước 0: Ý tưởng (concept).

Bước 1: Xác định yêu cầu (Requirements
Specification).

Bước 2: Phân tích (Analysis).

Bước 3: Thiết kế (Design).

Bước 4: Cài đặt (Implementation).

Bước 5: Thử nghiệm (Testing).

Bước 6: Vận hành, theo dõi và bảo dưỡng
(Operation, follow-up and
Maintenance).
Tin học đại cương
19
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phương pháp giải các bài toán trong tin học,
Trần Đức Huyên, NXB GD, 1997.

Giáo trình tin học đại cương, Hoàng Kiếm
( ), DH QG Tp. HCM, 2000.


Ngôn ngữ lập trình Pascal, Quách Tuấn
Ngọc, NXB GD, 1996.

Lập trình căn bản, Đoàn Nguyên Hải ( ), ĐH
BK Tp. HCM, 1994.

Cẩm nang thuật toán - Ứng dụng và cài đặt
bằng C, Nguyễn Phúc Trường Sinh, NXB TK,
2002.
20
www.uit.edu.vn