ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Κεφάλαιο 1 ο

Transcript

1 Να δοθεί ο ορισμός του προβλήματος καθώς και τρία παραδείγματα σημαντικών ιστορικών ή επιστημονικών προβλημάτων. Με τον όρο Πρόβλημα, εννοείται μια κατάσταση η οποία χρήζει αντιμετώπισης,και απαιτεί λύση η οποία δεν είναι γνωστή εκ των προτέρων. Μερικά σημαντικά ιστορικά ή επιστημονικά προβλήματα είναι: 1. Ο Όμηρος στην Ιλιάδα περιγράφει το πρόβλημα τω Ελλήνων,που επινόησαν ως λύση το Δούρειο Ίππο.

2 Να δοθεί ο ορισμός του προβλήματος καθώς και τρία παραδείγματα σημαντικών ιστορικών ή επιστημονικών προβλημάτων. Με τον όρο Πρόβλημα, εννοείται μια κατάσταση η οποία χρήζει αντιμετώπισης,και απαιτεί λύση η οποία δεν είναι γνωστή εκ των προτέρων. Μερικά σημαντικά ιστορικά ή επιστημονικά προβλήματα είναι: 1. Ο Όμηρος στην Ιλιάδα περιγράφει το πρόβλημα τω Ελλήνων,που επινόησαν ως λύση το Δούρειο Ίππο. 2. Η αργή ταχύτητα μετάδοσης των δεδομένων σε σχέση με τις απαιτήσεις της σύγχρονης τεχνολογίας, αποτελεί πρόβλημα που αντιμετωπίζεται με τις οπτικές ίνες.

3 Να δοθεί ο ορισμός του προβλήματος καθώς και τρία παραδείγματα σημαντικών ιστορικών ή επιστημονικών προβλημάτων. Με τον όρο Πρόβλημα, εννοείται μια κατάσταση η οποία χρήζει αντιμετώπισης,και απαιτεί λύση η οποία δεν είναι γνωστή εκ των προτέρων. Μερικά σημαντικά ιστορικά ή επιστημονικά προβλήματα είναι: 1. Ο Όμηρος στην Ιλιάδα περιγράφει το πρόβλημα τω Ελλήνων,που επινόησαν ως λύση το Δούρειο Ίππο. 2. Η αργή ταχύτητα μετάδοσης των δεδομένων σε σχέση με τις απαιτήσεις της σύγχρονης τεχνολογίας, αποτελεί πρόβλημα που αντιμετωπίζεται με τις οπτικές ίνες. 3. Το πρόβλημα της κοινωνικής αδικίας οδήγησε στην εμφάνιση του Robin Wood στην Αγγλία.

4 Να περιγραφεί το πρόβλημα του Οι Η/Υ αναπαριστούσαν την ημερομηνία χρησιμοποιώντας 2 ψηφία για το έτος. 9 8 Δηλαδή η ημερομηνία 29 Ιουνίου 1999 αναπαριστάνονταν ως Το πρόβλημα δημιουργείται από το έτος 2000 και έπειτα, δηλ. από την ημερομηνία ΟΗ/Υ δεν είναι σε θέση να καταλάβει αν πρόκειται για την ημερομηνία 1 Ιανουαρίου 1900 ή 1 Ιανουαρίου 2000 ή 2000 Το συγκεκριμένο πρόβλημα αν και φαίνεται απλό μπορεί να έχει περίπλοκες επιπτώσεις. Για παράδειγμα, οι Η/Υ τραπεζών μπορεί να κάνουν λάθος οικονομικούς λογαριασμούς, Η/Υ αεροπορικών εταιρειών να ακυρώνουν κρατήσεις, κλπ. Το πρόβλημα επιλύεται με την χρήση τεσσάρων ψηφίων για την αναπαράσταση του έτους στους Η/Υ

5 Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η κατανόηση ενός προβλήματος και ποια μπορεί να είναι η μορφή διατύπωσης ενός προβλήματος Για να γίνει πλήρως κατανοητό ένα πρόβλημα απαιτείται: 1. Σαφής διατύπωση εκ μέρους του δημιουργού του. 2. Σωστή ερμηνεία από εκείνον που καλείται να το αντιμετωπίσει. Η μορφή με την οποία παρουσιάζεται ένα πρόβλημα μπορεί να είναι οποιαδήποτε, αρκεί να γίνεται αντιληπτό με μια από τις πέντε ανθρώπινες αισθήσεις. Συνηθέστερο μέσο για την αποτύπωση ενός προβλήματος είναι : ο λόγος γραπτός ή προφορικός.

6 Τι εννοούμε λέγοντας χώρο ενός προβλήματος; Με τον όρο χώρο προβλήματος ορίζουμε την περιοχή,(επιστημονική, καθημερινή ζωή), από την οποία προέρχεται το πρόβλημα. Για παράδειγμα στο πρόβλημα κάνω δίαιτα για να χάσω βάρος, ο χώρος του προβλήματος μπορεί να είναι η υγεία ή η ομορφιά. Ο χώρος του προβλήματος είναι σημαντικότατος παράγοντας για την επίλυση του προβλήματος γιατί θα πρέπει να προσαρμόσουμε την λύση ανάλογα. Για παράδειγμα στην περίπτωση δίαιτας για λόγους υγείας θα πρέπει να είμαστε αρκετά προσεκτικοί στην αγωγή (δηλ. λύση) που θα προτείνουμε.

7 Να δοθούν οι ορισμοί των όρων δεδομένα επεξεργασία δεδομένων πληροφορία Δεδομένο αποτελεί οποιοδήποτε στοιχείο μπορεί να γίνει αντιληπτό με μια από τις πέντε αισθήσεις του παρατηρητή, στον οποίο διατυπώνεται το πρόβλημα. Είναι δηλαδή οποιοδήποτε στοιχείο μπορεί να εξαχθεί από τη διατύπωση του προβλήματος. Επεξεργασία δεδομένων είναι η διαδικασία κατά την οποία τα δεδομένα επεξεργάζονται, κατανοούνται και χρησιμοποιούνται στην επίλυση του προβλήματος. Οόρος πληροφορία αναφέρεται σε οποιαδήποτε στοιχείο προέρχεται από τη διαδικασία επεξεργασίας των δεδομένων. Δηλ. είναι το αποτέλεσμα της επεξεργασίας δεδομένων. Σχηματικά η σχέση ανάμεσα στα δεδομένα, την επεξεργασία και τις πληροφορίες είναι : Δεδομένα Επεξεργασία Δεδομένων Πληροφορίες

8 Ποιοι είναι οι μηχανισμοί επεξεργασίας δεδομένων; Οι μηχανισμοί επεξεργασίας των δεδομένων είναι: 1. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος 2. Ο Υπολογιστής

9 Τι εννοούμε λέγοντας δομή προβλήματος και ποια τα πλεονεκτήματα της εύρεσης της δομής ενός προβλήματος; Με τον όρο δομή προβλήματος αναφερόμαστε στα συστατικά του μέρη, δηλ. στα επιμέρους προβλήματα (υποπροβλήματα) που το αποτελούν καθώς και τον τρόπο που αυτά συνδέονται μεταξύ τους. πρόβλημα 1 πρόβλημα 2 πρόβλημα πρόβλημα 3 πρόβλημα 4 Τα πλεονεκτήματα της ανάλυσης του προβλήματος σε υποπροβλήματα, δηλ. της εύρεσης της δομής του είναι: 1. Η δυσκολία αντιμετώπισης του προβλήματος ελαττώνεται όσο προχωρά η ανάλυση του σε απλούστερα υποπροβλήματα. δυσκολία 2. Ο κατακερματισμός ενός προβλήματος σε απλούστερα,ενεργοποιεί και οξύνει την σκέψη και την αναλυτική ικανότητα του ατόμου.

10 Τι εννοούμε λέγοντας δομή προβλήματος και ποια τα πλεονεκτήματα της εύρεσης της δομής ενός προβλήματος; Με τον όρο δομή προβλήματος αναφερόμαστε στα συστατικά του μέρη, δηλ. στα επιμέρους προβλήματα (υποπροβλήματα) που το αποτελούν καθώς και τον τρόπο που αυτά συνδέονται μεταξύ τους. πρόβλημα 1 πρόβλημα 2 πρόβλημα 3 πρόβλημα 4 Τα πλεονεκτήματα της ανάλυσης του προβλήματος σε υποπροβλήματα, δηλ. της εύρεσης της δομής του είναι: 1. Η δυσκολία αντιμετώπισης του προβλήματος ελαττώνεται όσο προχωρά η ανάλυση του σε απλούστερα υποπροβλήματα. δυσκολία 2. Ο κατακερματισμός ενός προβλήματος σε απλούστερα,ενεργοποιεί και οξύνει την σκέψη και την αναλυτική ικανότητα του ατόμου.

11 Πως μπορεί να αναπαρασταθεί η δομή ενός προβλήματος ; Ένα πρόβλημα μπορεί να αναπαρασταθεί με δύο τρόπους: 1. Φραστικά,όπου κάθε ένα από τα υποπροβλήματα περιγράφεται με λόγια. 2. Διαγραμματικά,όπου τα προβλήματα αναπαριστώνται γραφικά ως ορθογώνια παραλληλόγραμμα. ΚΑΦΕΣ ΣΚΕΤΟΣ ΜΕΤΡΙΟΣ ΓΛΥΚΟΣ ΝΕΡΟ 1 ΚΟΥΤΑΛΙΑ ΚΑΦΕ..

12 Να αναπαραστήσετε φραστικά το πρόβλημα της αγοράς νέου Η/Υ από έναν μαθητή. Το πρόβλημα που τίθεται για τον μαθητή είναι: Η αγορά νέου Η/Υ. Αυτό μπορεί να αναλυθεί επιμέρους στα εξής προβλήματα: 1. Εύρεση χρημάτων για την αγορά 2. Καθορισμός χαρακτηριστικών του Η/Υ Το πρώτο το υποπρόβλημα μπορεί να αναλυθεί επιμέρους στα εξής υποπροβλήματα: 1.1 Χρήματα από τους γονείς. 1.2 Χρήματα από παππούδες 1.3 Οι οικονομίες του μαθητή Το πρόβλημα του καθορισμού των χαρακτηριστικών του Η/Υ μπορεί να αναλυθεί σε δύο μεγάλες κατηγορίες: 2.1 Χαρακτηριστικά των σύγχρονων ΗΥ. 2.2 Λόγος για τον οποίο θα χρησιμοποιείται ο Η/Υ, π.χ. για παιχνίδια,για το διαδίκτυο. Το πρόβλημα 2.1 μπορεί να αναλυθεί περαιτέρω σε άλλα προβλήματα,όπως: Έρευνα σε καταστήματα πώλησης Η/Υ Μελέτη περιοδικών Η/Υ Έρευνα στο διαδίκτυο Με παρόμοιο τρόπο μπορούμε να συνεχίσουμε να αναλύουμε τα υποπροβλήματα περαιτέρω,μέχρι να φτάσουμε σε κάποια τα οποία μπορούμε εύκολα να τα επιλύσουμε.

13 Πως αναπαρίσταται ένα πρόβλημα διαγραμματικά; Σύμφωνα με τη διαγραμματική αναπαράσταση: 1. Το αρχικό πρόβλημα αναπαρίσταται ως ένα ορθογώνιο παραλληλόγραμμο. 2. Τα επιμέρους προβλήματα αναπαρίστανται επίσης ως ορθογώνια παραλληλόγραμμα. 3. Τα παραλληλόγραμμα που αντιστοιχούν στα υποπροβλήματα σχηματίζονται ένα επίπεδο χαμηλότερα από το πρόβλημα που αναπαριστούν. Για παράδειγμα,ένα τμήμα του προβλήματος των ναρκωτικών μπορεί να αναπαρασταθεί διαγραμματικά ως εξής: Επίπεδο 1 Αρχικό Πρόβλημα Επίπεδο 2 Πρόβλημα 1 Πρόβλημα 2 Πρόβλημα 3.. Ηδιαγραμματική αναπαράσταση προσφέρει μια απτή και εύκολα κατανοητή απεικόνιση της δομής του προβλήματος και συνεπώς υπερτερεί της φραστικής αναπαράστασης.

14 Πως αναπαρίσταται ένα πρόβλημα διαγραμματικά; Σύμφωνα με τη διαγραμματική αναπαράσταση: 1. Το αρχικό πρόβλημα αναπαρίσταται ως ένα ορθογώνιο παραλληλόγραμμο. 2. Τα επιμέρους προβλήματα αναπαρίστανται επίσης ως ορθογώνια παραλληλόγραμμα. 3. Τα παραλληλόγραμμα που αντιστοιχούν στα υποπροβλήματα σχηματίζονται ένα επίπεδο χαμηλότερα από το πρόβλημα που αναπαριστούν. Για παράδειγμα,ένα τμήμα του προβλήματος των ναρκωτικών μπορεί να αναπαρασταθεί διαγραμματικά ως εξής: Επίπεδο 1 Πρόβλημα Ναρκωτικών Επίπεδο 2 Πρόληψη Θεραπεία Πρόβλημα 3 Ενημέρωση Πολιτών Σχολικά Προγράμματα.. Ηδιαγραμματική αναπαράσταση προσφέρει μια απτή και εύκολα κατανοητή απεικόνιση της δομής του προβλήματος και συνεπώς υπερτερεί της φραστικής αναπαράστασης.

15 Ποια είναι τα στάδια επίλυσης ενός προβλήματος; Από τα θέματα που ήδη παρουσιάστηκαν,συνάγεται ότι τα στάδια για την επίλυση ενός προβλήματος είναι: 1. Κατανόηση Γίνεται καθορισμός των απαιτήσεων του προβλήματος, δηλ. αποσαφήνιση των δεδομένων και καταγραφή των ζητουμένων. 2. Ανάλυση Το αρχικό πρόβλημα διασπάται σε επιμέρους, βρίσκουμε δηλ. τη δομή του προβλήματος. πρόβλημα 1 πρόβλημα 2 πρόβλημα πρόβλημα 3 πρόβλημα 4 3. Επίλυση Υλοποιείται η λύση του προβλήματος, μέσω της επίλυσης των επιμέρους προβλημάτων.

16 Με ποια γενικά κριτήρια μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τα προβλήματα; Τα προβλήματα μπορούμε να τα κατηγοριοποιήσουμε με βάση τα εξής κριτήρια: 1. Τη δυνατότητα επίλυσης τους, δηλ. της ύπαρξης ή όχι λύσης. 2. Το βαθμό δόμησης της λύσης τους, δηλ. τη δυνατότητα αυτοματοποίησης της λύσης τους. 3. Το είδος λύσης τους, δηλ. τον τύπο του αποτελέσματος.

17 Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται τα προβλήματα με βάση τη δυνατότητα επίλυσης τους; Τα προβλήματα με βάση τη δυνατότητα επίλυσης τους διακρίνονται σε: 1. Επιλύσιμα είναι τα προβλήματα που η λύση τους είναι είτε γνωστή είτε είναι παρόμοια με άλλα προβλήματα που ήδη έχουν λυθεί (π.χ. υπολογισμός εμβαδού κύκλου). 2. Άλυτα ονομάζονται τα προβλήματα για τα οποία έχει αποδειχθεί ότι δεν υπάρχει λύση. Έχουμε δηλ. προσπαθήσει να τα επιλύσουμε,αλλά δεν επιδέχονται λύσεως. (π.χ. τετραγωνισμός κύκλου) Ζητείται η κατασκευή με κανόνα και διαβήτη ενός τετραγώνου του οποίου το εμβαδόν να είναι ίσο με το εμβαδόν ενός δοθέντος κύκλου. Το 1882, ο μαθηματικός Φέρντιναντ Φον Λίντεμαν (Ferdinand von Lindemann) απέδειξε το αδύνατο της επίλυσης του προβλήματος. 3. Ανοικτά ονομάζονται τα προβλήματα για τα οποία η λύση δεν έχει βρεθεί ακόμα αλλά δεν έχει αποδειχθεί ότι δεν μπορούμε να τα επιλύσουμε.

18 Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται τα προβλήματα με βάση το βαθμό δόμησης; Τα προβλήματα με βάση το βαθμό δόμησης τους διακρίνονται σε: 1. Δομημένα χαρακτηρίζονται τα προβλήματα των οποίων η λύση προέρχεται από μια αυτοματοποιημένη διαδικασία, δηλ. τα βήματα της λύσεως είναι σαφώς καθορισμένα(π.χ. επίλυση δευτεροβάθμιας εξίσωσης) Αρχή 2. Ημιδομημένα ονομάζονται εκείνα για τα οποία υπάρχει ένα πλήθος λύσεων, αλλά αφήνεται στον ανθρώπινο παράγοντα περιθώρια επιλογής. Αρχή Τέλος 3. Αδόμητα ονομάζονται τα προβλήματα τα οποία δεν μπορούν να δομηθούν ή δεν έχει διερευνηθεί σε βάθος η δυνατότητα δόμησης τους. Δηλ τα βήματα της λύσης τους δεν είναι σαφώς καθορισμένα (π.χ. παιδικό πάρτι) Αρχή

19 Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται τα προβλήματα με βάση το είδος της επίλυσης τους; Τα προβλήματα με βάση το είδος λύσης τους διακρίνονται σε: 1. Απόφασης όταν τον πρόβλημα καταλήγει σε μια απόφαση π.χ. Ναι ή Όχι ή Γίνεται ή Δεν γίνεται. 2. Υπολογιστικά λέγονται τα προβλήματα που απαιτούν τη διενέργεια υπολογισμών για να δοθεί απάντηση. 3. Βελτιστοποίησης όπου αναζητάμε τη βέλτιστη λύση για τα συγκεκριμένα δεδομένα που διαθέτουμε. Θέλω να κάνω το γύρω της γης

20 Για ποιους λόγους αναθέτουμε την επίλυση των προβλημάτων στους υπολογιστές; Χρησιμοποιούμε Η/Υ για την επίλυση προβλημάτων γιατί μπορούν να : 1. Κάνουν γρήγορους υπολογισμούς. 2. Επαναλαμβάνουν διαδικασίες και ενέργειες. 3. Εκτελούν ταχύτατα πράξεις. 4. Επεξεργάζονται μεγάλο πλήθος δεδομένων.

21 Ποιες βασικές λειτουργίες επιτελεί ένας υπολογιστής; ΟΗ/Υ επιτελεί μόνο τις ακόλουθες βασικές λειτουργίες: 1. Πρόσθεση. Όλες οι υπόλοιπες πράξεις μπορούν να αντιμετωπιστούν σαν διαδικασίες πρόσθεσης. 5 + (-2=3 ) 2. Σύγκριση. Ηοποία συνιστά τη βασική λειτουργία για την επιτέλεση όλων των λογικών πράξεων. > > 3. Μεταφορά δεδομένων. Λειτουργία απαραίτητη στην επεξεργασία δεδομένων.