Bài 6: giải bài toán trên máy tính

1. Bài 6: GIẢI BÀI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH
Trọng tâm bài học:
 Các bước giải bài toán trên máy tính
 Lựa chọn hoặc thiết kế thuật toán
Việc giải bài toán trên máy tính thường được tiến hành qua các bước sau:
Bước 1. Xác định bài toán
Bước 2. Lựa chọn hoặc thiết kế thuật toán
Bước 3Viết chương trình
Bước 4: Hiệu chỉnh Testing
Hiệu chỉnh
Bước 5: Viết tài liệu Tài liệu phương trình thực hiện
Tài liệu hướng dẫn sử dụng
1. Xác định bài toán: xác định input, output và mối quan hệ giữa chúng
- Mỗi bài toán được đặc tả bởi hai thành phần: Input và Output.
 Input chính là dữ liệu đầu vào của bài toán (giả thiết);
 Output là dữ liệu đầu ra của bài toán (kết luận).
- Việc xác định bài toán chính là xác
định rõ hai thành phần này và mối
quan hệ giữa chúng
 thông qua việc xác định hai thành
phần này, học sinh xác định luôn số
lượng biến và kiểu dữ liệu cần sử
dụng trong bài toán khi lập trình,
cũng như các biến cần sử dụng phát sinh trong quá trình thực hiện bài toán.

2. Ví dụ: Bài toán tính điểm trung bình môn tin của lớp 10A2
Input: Điểm các cột( điểm miệng, điểm KT 15p, điểm KT 1 tiết)
Out put: Điểm trung bình môn tin học
Xác định đúng yêu cầu bài toán là rất quan trọng bởi nó ảnh hưởng tới cách thức
giải quyết và chất lượng của lời giải. Một bài toán thực tế thường cho bởi những
thông tin khá mơ hồ và hình thức, ta phải phát biểu lại một cách chính xác và chặt
chẽ để hiểu đúng bài toán.
Kết luận: Xác định bài toán chính là khâu giúp học sinh biết được bài toán cho cái
gì? Và cần tìn cái gì? để từ đó khai báo các biến trong chương trình.
2. Lựa chọn hoặc thi ết kế thuật toán: lựa chọn thuật toán và tổ chức dữ liệu
a. Lựa chọn thuật toán
Có thể nói khi lập trình giải một bài toán
trên máy tính thì đây là bước quan trọng
nhất. Mỗi thuật toán chỉ giải một bài toán nào
đó, nhưng có thể có nhiều thuật toán khác nhau
cùng giải một bài toán
 vì vậy cần thiết kế hoặc chọn một
thuật toán tối ưu để giải bài toán.
Khi thực hiện thiết kế hoặc lựa chọn thuật toán người lập trình thường quan
tâm đến các tài nguyên như:
 Thời gian thực hiện chương trình (chương trình thực hiện nhanh hay
chậm),
 Số lượng ô nhớ (chương trình chiếm dụng bao nhiêu bộ nhớ trên
máy tính)…

3. Trong các loại tài nguyên thì thường người ta quan tâm nhiều nhất đến tài
nguyên thời gian vì đó là dạng tài nguyên không tái tạo được.
b. Thi ết kê thuật toán
Để mô tả được thuật toán trước tiên học sinh phải đưa ra được ý tưởng của
thuật toán, rồi mới mô tả, thiết kế thuật toán theo ý tưởng đó. Trong khi mô tả
thuật toán cần chú ý về áp dụng số lượng biến cho chương trình.
Khâu lựa chon và thiết kế thuật toán là khâu rât quan trọng. Một bài toán có thể
có nhiều thuật toán để giải do đó phải biết lựa chọn thuật toán tối ưu để áp
dụng cho bài toán.
Thuật toán tối ưu là thuật toán phải đáp ứng được các tiêu chí như: thời gian
chạy chương trình, chiếm dụng bộ nhớ của chương trình, rõ ràng, dễ hiểu…
thuật toán nào thời gian chạy chương trình nhanh nhất và chiếm dụng ít bộ nhớ
trên máy tính nhất đồng thời đảm bảo tính đúng đắn của bài toán, phù hợp với
chương trình thì đó là thuật toán tối ưu.
Thuật toán phải có tính khả dụng và có hướng phát triển với chương trình lớn
hơn. Nhưng thông thường học sinh không lựa chọn thuật toán mà biết thuật
toán nào thì làm, không tìm xem bài toán này có còn thuật toán nào tối ưu để
giải cho phù hợp. vì vậy học sinh thường có những kết quả không mong muốn
mặc dù chương trình vẫn chạy
3. Viết chương trình: chọn ngôn ngữ phù hợp và tổ chức dữ liệu

4. Việc viết chương trình là tổng hợp giữa việc lựa chọn cách tổ chức dữ liệu và
sử dụng ngôn ngữ lập trình để diễn đạt đúng thuật toán.
Khi viết chương trình ta nên chọn một ngôn ngữ lập trình hoặc một phần mềm
chuyên dụng với thuật toán. Viết chương trình trong ngôn ngữ nào thì cần phải
tuân theo đúng qui định ngữ pháp của ngôn ngữ đó.
Chương trình dịch chỉ có thể phát hiện và thống báo các lỗi cú pháp, còn lỗi ngữ
nghĩa thì được phát hiện khi thực hiện chương trình.
Khi viết chương trình cần chú ý về bố cục chương trình, trang trí trình bày chương
trình phải gọn gàng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sửa chữa và phát triển
chương trình sau này.
Một thao tác quan trọng khi viết chương trình đó là các em phải lưu chương trình,
học sinh rất hay quên thao tác này nên dẫn đến mất chương trình không khôi phục
được.
Khâu viết chương trinh cũng là dùng ngôn ngữ lập trình để mô tả lại các thao tác
của thuật toán, trong ngôn ngữ lập trình chúng ta có rất nhiều ngôn ngữ lập trình
khác nhau.
Trong bước này học sinh thường mắc phải sai lầm như: các em chon ngôn ngữ rồi
nhưng khi viết lại không tuân thủ quy tắc của ngôn ngữ đó hoặc là bỏ qua một số
bước trong thuật toán. Chính vì thế mà khi chạy chương trình báo sai rất nhiều.
4. Hiệu chỉnh: kiểm tra để phát hiện sửa lỗi
Sau khi được viết xong, chương trình vẫn
còn có thể có nhiều lỗi khác chưa phát
hiện được nên có thể không cho kết quả
đúng.

5. Có ba loại lỗi:
 Lỗi cú pháp: Lỗi này hay gặp nhất nhưng lại dễ sửa nhất, chỉ cần nắm vững
ngôn ngữ lập trình là đủ. Một người được coi là không biết lập trình nếu không
biết sửa lỗi cú pháp.
 Lỗi cài đặt: Việc cài đặt thể hiện không đúng thuật toán đã định, đối với lỗi
này thì phải xem lại tổng thể chương trình, kết hợp với các chức năng gỡ rối để
sửa lại cho đúng.
 Lỗi thuật toán: Lỗi này ít gặp nhất nhưng nguy hiểm nhất, nếu nhẹ thì phải
điều chỉnh lại thuật toán, nếu nặng thì có khi phải loại bỏ hoàn toàn thuật toán sai
và làm lại từ đầu.
- Vì vậy, cần phải thử chương trình bằng cách thực hiện nó với một số bộ Input
tiêu biểu phụ thuộc vào đặc thù của bài toán và bằng cách nào đó ta biết trước
được Output.
- Tức là khi ta đưa bộ Input để thử bài toán thì bộ Input đó ta có thể nhẩm tính
hoặc tính nhanh được kết quả của bài toán rồi cho máy thực hiện chương trình
với bộ Input đó để thử kết quả.
- Quá trình này người ta gọi là chạy thử chương trình (Test). Nếu có sai sót, phải
chỉnh sửa chương trình rồi thử lại, nếu kết quả thử nghiệm vẫn chưa đúng thì
cho thấy thuật toán không phù hợp với bài toán, phải hiệu chỉnh lại.
- Thực chất thao tác này chúng ta chạy thử chương trình bằng các bộ Input.
Đây là bước rất quan trọng để kiểm định lại các thao tác mình làm đã
chính xác chưa đặc biệt là về thuật toán.
- Nếu kết quả chạy thử chương trình cho thấy ngôn ngữ lập trình hoặc thuật toán
không phù hợp thì phải kiểm tra lại, đôi khi quá trình này có thể lặp đi lặp lại
nhiều lần, thậm chí có những bài chúng ta phải thiết kế thuật toán lại.

6. 5. Viết tài liệu: mô tả chi tiết bài toán, thuật toán, thiết kế chương trình, kết quả thử
nghiệm và hướng dẫn sử dụng
- Tài liệu mô tả chi tiết bài toán, thuật toán, thiết kế chương trình, kết quả thử
nghiệm và hướng dẫn sử dụng
 Tài liệu này rất có ích cho người sử dụng chương trình và cho việc đề xuất
những khả năng hoàn thiện thêm
MỞ RỘNG
Giải bài toán trên máy tính với mô hình AML(A Modeling Language)
1. Bài toán trong tin học: là một vấn đề nào đó mà máy tính có thể
thực hiện được.

7. Ýtưởng: xây dựng chương trình xuất phát từ sự phân tích - thiết kế
theo qui trình công nghệ phần mềm  MÔ HÌNH HOÁ BÀI TOÁN
BẰNG CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
2. Các bước xây dựng chương trình
3. Các bước, qui trình thực hiện
Các bước trình bày và hướng dẫn:
1. Xác định yêu cầu của bài toán: Input,Output
2. Phân tích bài toán: Thành phần dữ liệu,Thành phần xử lí
3. Thiết kế chương trình và các giải thuật chi tiết: Đơn vị dữ liệu,Đơn vị
xử lí, Sơ đồ khối, sơ đồ thủtục/hàm
4. Cài đặt chương trình hoàn chỉnh: chương trình nguồn
5. Thử nghiệm: Xây dựng bộ dữ liệu thử nghiệm chương trình

8. Bài tập
Hãy chỉ ra input và output của bài toán sau:
1. Trên bàn cờ vua gồm 8*8 ô vuông với hai màu đen và
trắng xen kẽ. Cho biết tọa độ của hai ô(tọa độ của một ô là
một cặp số nguyên có giá trị trong phạm vi từ 1 đến 8, tọa
độ dòng trước, tọa độ cột sau). Hỏi hai ô đã cho có cùng
màu với nhau hay không?(câu trả lời là có/không)
Ví dụ: tọa độ hai ô đã cho là 1 1 2 2 thì trả lời là Có
2. Năm nhuận là năm chia hết cho 400 hoặc không tròn năm
nhưng chia hết cho 4. Hãy cho biết có báo nhiêu năm
nhuận trong khoảng thời gian từ năm 1 đến năm 2000
3. Có một chương trình giải bài toán:
“Nhập từ bàn phím bà số nguyên dương a, b, c. Kiểm tra
xem ba số này có thể là ba cạnh của một tam giác hay
không”. Em hãy nêu một vài bộ dữ liệu thử nghiệm để
kiểm định tính đúng đắn của chương trình đó