Κεφάλαιο 1ο Ανάλυση Προβλήματος

1.1 Τι ονομάζουμε πρόβλημα: Πρόβλημα: μια κατάσταση η οποία χρήζει αντιμετώπισης απαιτεί λύση Η λύση της δεν είναι γνωστή ή προφανής Δώστε παραδείγματα:

Πιθανά προβλήματα Παγκόσμια (π.χ. μόλυνση περιβάλλοντος, παγκόσμια οικονομική κρίση, εξάντληση αποθεμάτων , πόλεμοι) Εθνικά (ανεργία, οικονομία, ξενοφοβία) Προσωπικά Επαγγελματικά Κοινωνικά (κοινωνική αδικία) Οι άνθρωποι σε όλες τις εποχές αντιμετώπιζαν και θα αντιμετωπίζουν προβλήματα τα οποία θα καλούνται να επιλύσουν.

Το πρόβλημα του 2000 (millennium bug) Οι υπολογιστές μετρούσαν την ημερομηνία μόνο με δύο στοιχεία για καθένα από τα τρία συνθετικά της. π.χ. 19 Σεπτεμβρίου 2011  190911 ( 1911 ή 2011 ή 3011) Γιατί είχε γίνει αυτό; Με βάση αυτό το πρότυπο πώς θα συμβολίζονταν η πρώτη μέρα του 2000; 010100 Πολλά συστήματα έπρεπε να πραγματοποιήσουν διορθωτικές ενέργειες και αναβαθμίσεις όπως και έγινε.

1.2 Κατανόηση Προβλήματος 1.2 Κατανόηση Προβλήματος Για να επιλύσουμε ένα οποιοδήποτε πρόβλημα το πιο σημαντικό είναι πρώτα να κατανοήσουμε επαρκώς την κατάσταση την οποία επιθυμούμε να αντιμετωπίσουμε. Η κατανόηση εξαρτάται: από τη σωστή διατύπωση από την πλευρά του δημιουργού από τη σωστή ερμηνεία από αυτόν που καλείται να επιλύσει το πρόβλημα Ένα πρόβλημα μπορεί να παρουσιαστεί με οποιαδήποτε μορφή , αρκεί να γίνεται αντιληπτό με μία από τις πέντε αισθήσεις! (π.χ. το πρόβλημα της ζέστης ή της ρύπανσης) Συνηθέστεροι τρόποι διατύπωσης ενός προβλήματος: Ο γραπτός και προφορικός λόγος Σωστή διατύπωση  Ορθή κατανόηση

1.2 Κατανόηση Προβλήματος 1.2 Κατανόηση Προβλήματος Αποσαφήνιση του χώρου (π.χ. επιστημονική, καθημερινή ζωή κλπ.) στον οποίο αναφέρεται το πρόβλημα π.χ. κάνω δίαιτα (χώρος μπορεί να είναι η υγεία ή η ομορφιά) Ο χώρος παρέχεται από τα δεδομένα του προβλήματος Δεδομένο: οποιοδήποτε στοιχείο γίνει αντιληπτό με μία από τις πέντε αισθήσεις Πληροφορία : γνωσιακό στοιχείο προερχόμενο από την επεξεργασία των δεδομένων Επεξεργασία Δεδομένων: διαδικασία κατά την οποία ένας «μηχανισμός» δέχεται δεδομένα, τα επεξεργάζεται με έναν προκαθορισμένο τρόπο και παράγει πληροφορίες Επεξεργασία Δεδομένων Δεδομένα Πληροφορίες

1.3 Δομή Προβλήματος Δομή : τα συστατικά του μέρη, στα επιμέρους τμήματα καθώς και στον τρόπο που αυτά συνδέονται μεταξύ τους. Καταγραφή Δομής  Ανάλυση του προβλήματος Κατακερματισμός του προβλήματος σε απλουστέρα προβλήματα Φραστικά Με διαγραμματική αναπαράσταση

1.4 Καθορισμός Απαιτήσεων Κατανόηση Αποσαφήνιση των δεδομένων Καταγραφή των ζητουμένων Ανάλυση Το αρχικό πρόβλημα διασπάται σε επιμέρους δηλ. βρίσκουμε τη δομή Επίλυση Υλοποίηση της λύσης του προβλήματος μέσω της επίλυσης των απλούστερων προβλημάτων Στάδια επίλυσης ενός προβλήματος

1.5 Κατηγορίες Προβλημάτων Τα προβλήματα κατηγοριοποιούνται με βάση τα εξής κριτήρια: Τη δυνατότητα επίλυσης τους (ύπαρξης ή όχι λύσης) 2. Το βαθμό δόμησης της λύσης τους (σε τι βαθμό είναι δυνατό η λύση τους να αυτοματοποιηθεί) 3. Το είδος της λύσης τους δηλ. τον τύπο των παραγόμενων αποτελεσμάτων

Δυνατότητα Επίλυσης Επιλύσημα (π.χ. Εμβαδό κύκλου) 2. Ανοικτά Λύση γνωστή και ήδη διατυπωμένη Συναφή με άλλα προβλήματα που έχουν ήδη επιλυθεί (π.χ. Εμβαδό κύκλου) 2. Ανοικτά Προβλήματα τα οποία δεν έχουν ακόμα λυθεί , αλλά δεν έχει αποδειχθεί ότι δεν επιλύονται 3. Άλυτα Προβλήματα που έχουμε προσπαθήσει να επιλύσουμε, αλλά τελικά έχει αποδειχθεί ότι δεν επιδέχονται λύση

Βαθμός Δόμησης Δομημένα Εκείνα τα οποία η λύση τους προέρχεται από μια αυτοματοποιημένη διαδικασία (τα βήματα της λύσης είναι σαφώς καθορισμένα) Ημιδομημένα Προβλήματα στα οποία η λύση προέρχεται από ένα σύνολο πιθανών λύσεων, αφήνοντας στον ανθρώπινο παράγοντα περιθώρια επιλογής της. Αδόμητα Προβλήματα των οποίων η λύση δε μπορεί να δομηθεί η δεν έχει διερευνηθεί σε βάθος η δυνατότητα δόμησης τους. (δηλ. τα βήματα της λύσης δεν είναι σαφώς καθορισμένα)

Είδος της Επίλυσης Απόφασης (όταν το πρόβλημα καταλήγει σε μια απόφαση π.χ. ναι / όχι , γίνεται / δε γίνεται) Υπολογιστικά (τα προβλήματα που απαιτούν τη διενέργεια υπολογισμών για να δοθεί απάντηση) Βελτιστοποίησης (όπου το πρόβλημα που τίθεται αναζητά το βέλτιστο αποτέλεσμα για τα Συγκεκριμένα δεδομένα που διαθέτει)

Πρόβλημα & Υπολογιστής Ο υπολογιστής δεν κάνει τίποτα παραπάνω από το να χειρίζεται στοιχεία! Ο άνθρωπος είναι σε θέση να παράγει ιδέες! Ο υπολογιστής υπερέχει ποσοτικά και όχι ποιοτικά! Για ποιους λόγους αναθέτουμε την επίλυση προβλημάτων στους υπολογιστές? Πολυπλοκότητα υπολογισμών Επαναληπτικότητα διαδικασιών Ταχύτητα εκτέλεσης των πράξεων Το μεγάλο πλήθος δεδομένων Ο υπολογιστής εκτελεί μονάχα τρεις λειτουργίες: Πρόσθεση Σύγκριση Μεταφορά Δεδομένων