21.1解决问题概念.ppt

* 21.1 解決問題的概念 解決問題 將問題分析，直至找出解決方案的過程。 要解決複雜的問題，我們可利用電腦作為工具，開發能產生解決方案的電腦程序。 21.1 解決問題的概念 以有系統的方法解決問題的重要性 以有組織、有系統的方法來解決問題，能大大提高找到最佳解決方案的機率。 在編寫程序時，我們亦會將問題分成數個較簡單的子問題以作個別處理。 把問題逐一解決，再將其解決方案整合起來，以取得原先複雜問題的解決方案。 這個方法稱為分治法。 21.1 解決問題的概念 以有系統的方法解決問題的重要性 以有系統的方法解決問題意味着要將問題分成一些較易處理的小模組。 在找出解決方案的過程中，我們需要一系列的中介步驟。 如果在解決問題的過程中出現了錯誤，我們可以循中介步驟來追蹤錯誤的地方而毋須從頭開始進行追蹤。 因此，以有系統的方法解決問題，會較容易和較有效率。 21.1 解決問題的概念 以有系統的方法解決問題的重要性 複雜問題 簡易子問題 簡易子問題 簡易子子問題 簡易子子問題 複雜子問題 將問題分解成多個較小和較易處理的部分 21.1 解決問題的概念 以有系統的方法解決問題的重要性 複雜問題 簡易子問題 簡易子問題 簡易子子問題 簡易子子問題 複雜子問題 將問題分解成多個較小和較易處理的部分 21.2 解決問題的基本過程 問題分析 文件編製 算法設計 釐清問題 構擬解決方法 除錯和測試 六個解決問題的步驟 21.2 解決問題的基本過程 釐清問題 解決問題的首要步驟。 目的是找出問題的精確定義。 對問題提出疑問，有助我們更清楚問題的所在。 21.2 解決問題的基本過程 問題分析 對所釐清的問題作進一步的考慮。 從各種不同的觀點和角度來研究問題，從而對問題有正確的判斷和全面的了解。 這個步驟包括識別問題的輸入、處理步驟和輸出。 可使用輸入－處理－輸出圖（IPO 圖）來分析問題。 21.2 解決問題的基本過程 算法設計 算法 一組有明確邏輯次序、用以解決問題的步驟。 兩種設計工具來設計和表示算法： 偽代碼 流程圖 偽代碼 以文字敍述的形式表示算法。 流程圖 以圖像的形式來表示算法的邏輯和實際運作。 21.2 解決問題的基本過程 構擬解決方案 可利用不同的技巧來構擬解決問題的方案。例如： 由上而下式 由下而上式 21.2 解決問題的基本過程 構擬解決方案 由上而下式 將問題分解成若干較易處理的子問題。 解決子問題，並把各子問題的解決方案組織起來，以解決整個問題。 利用由上而下式的技巧來構擬解決問題的方案，可避免在過程中可能出現的錯漏。 21.2 解決問題的基本過程 構擬解決方案 由上而下式 應用分治法，把一個複雜、抽象的問題分解成若干具體的細節問題。 通過分解問題以及進一步分解子問題，我們可得出一個結構圖。 結構圖由不同的模組組成，每個模組代表不同的大小問題。 以逐步求精法的技巧來構擬解決方案。 21.2 解決問題的基本過程 構擬解決方案 由上而下式 第一層求精 泡一杯茶 煮沸水 把茶倒入杯內 放入茶葉 加入沸水 泡茶 烘暖茶壺 第二層求精 「泡一杯茶」模組的結構圖 21.2 解決問題的基本過程 構擬解決方案 由上而下式 各模組都有其規格說明。 模組規格說明讓我們理解模組與模組之間的數據傳輸。 包括： 輸入（所接收的數據） 處理步驟（所用的邏輯） 輸出（傳回的資訊） 21.2 解決問題的基本過程 構擬解決方案 由上而下式 「泡一杯茶」這個例子的模組規格說明： 「泡一杯茶」模組的規格說明 輸入：　　　　　沸水、茶葉 處理步驟： 用沸水來泡茶，然後把茶倒入杯內。 輸出：　　　　 一杯茶 21.2 解決問題的基本過程 除錯和測試 檢查電腦程序的過程，用於確定某程序是否合乎設計的要求。 除錯 查找和清除錯誤的過程。 測試 以確保程序能正常運作，不受錯誤干擾。 三種類型的錯誤： 語法錯誤 運行時錯誤 邏輯錯誤 21.2 解決問題的基本過程 除錯和測試 語法錯誤 運行時錯誤 邏輯錯誤 定義 當程序指令不符合程序語言的語法規則時，會出現錯誤訊息。 錯誤只會在程序運行時出現。 錯誤是由不正確的程序邏輯設計所造成。預期結果與實際結果通常不一致。 典型例子 ? 程序中的指令字拼法有錯。 ? 忽略標點符號。 ? 指令字的出現次序有錯。 ? 數據異常錯誤，例如除數為零。 ? 系統資源不足，例如記憶體不足。 ? 不正確地使用控 制結構。 ? 不正確地使用指令。 識別錯誤的困難程度 容易 一般 困難 電腦程序可能出現的三種錯誤類型及相應的除錯方法 21.2 解決問題的基本過程 除錯和測試 語法錯誤 運行時錯誤 邏輯錯誤 除錯方法 ? 如果程序存在語法錯誤，在編譯程序時會出現錯誤信息。 ? 一些