Giải bài tập tin học lớp 11 định hướng KHMT kết nối tri thức bài 23 Kiếm thử và đánh giá chương trình

Khởi động

Câu hỏi:  Làm thế nào để biết trong các thuật toán giải cùng một bài toán thì thuật toán nào là tốt nhất?  Có những tiêu chí nào để đánh giá tính “tối ưu” của một thuật toán?

1. Vai trò của kiểm thử chương trình

Hoạt động 1: Tìm hiểu ý nghĩa của kiểm thử chương trình

Ở lớp 10, em đã học một số phương pháp kiểm thử chương trình. Em hãy thảo luận với các bạn về các phương pháp kiểm thử sau, nêu ý nghĩa của chúng trong việc đánh giá độ tin cậy và chứng minh tính đúng của chương trình:

1.Tạo các bộ dữ liệu kiểm thử (test) để kiểm tra dữ liệu đầu ra có chính xác hay không.

2.Thiết lập điểm dừng hoặc cho chương trình chạy theo từng lệnh để kiểm tra và tìm ra lỗi (bug) của chương trình.

3.Thực hiện in dữ liệu trung gian trong quá trình kiểm thử để tìm ra lỗi của chương trình (nếu có).

Câu hỏi 1. Giả sử em thiết lập chương trình giải bài toán nào đó. Em đã kiếm thử với 10 bộ dữ liệu và tất cả các kết quả đều đúng. Khi đó có thể kết luận chương trình đó đúng hay chưa?

Câu hỏi 2. Giả sử một chương trình kiểm thử với 10 bộ dữ liệu cho kết quả 9 lần đúng, 1 lần sai. Chương trình đó là sai hay đúng?

2. Kiểm tra tính đứng đắn của chương trình

Hoạt động 2: Tìm hiểu cách kiểm tra tính đúng của chương trình

Quan sát chương trình mô tả thuật toán sắp xếp chèn. Hãy thảo luận và đưa ra các lập luận để kiểm tra tính đúng của thuật toán sắp xếp chèn.

Câu hỏi 1. Chương trình sau giải bài toán: Yêu cầu nhập số tự nhiên n và tính tổng 1 + 2 +n. Chương trình trên có đúng không?

Câu hỏi 2. Chương trinh sau giải bài toán đếm số các ước số thực sự của số tự nhiên n. Chương trình trên đúng hay sai.

3. Đánh giá hiệu quả chương trình

Hoạt động 3: Những tiêu chí đánh giá tính hiệu quả của chương trình

Thảo luận về các tiêu chí đánh giá tính hiệu quả của thuật toán hay chương trình giải một bài toán.

1.Tiêu chí quan trọng nhất là thời gian chạy chương trình phải nhanh, không cần quan tâm đến không gian bộ nhớ sử dụng của chương trình.

2.Tiêu chí tiết kiệm bộ nhớ là quan trọng nhất, sau đó mới đến thời gian chạy chương trình.

3.Các tiêu chí 1 và 2 không quan trọng mà quan trọng là chương trình được viết một cách đơn giản, rõ ràng, dễ hiểu và áp dụng.

Câu hỏi: Hai tiêu chỉ đánh giá độ phức tạp tính toán quan trọng nhất là gì?

Luyện tập

Câu hỏi 1. Hãy xây dựng các bộ dữ liệu kiểm thử đề tìm lỗi cho chương trình tính n! với n là một số nguyên dương nhập từ bàn phím.

Câu hỏi 2: Xét hàm mô tả thuật toán tính tổng các số chẵn của một dãy số cho trước. Tìm hai bộ dữ liệu đầu vào có cùng kích thước của thuật toán trên nhưng có thời gian chạy khác nhau.

Vận dụng

Câu hỏi 1. Cho dãy các số A = (3, 1, 0, 10, 13, 16, 9, 7, 5, 11].

a) Viết chương trình mô tả thuật toán tìm kiếm phần tử C = 9 của dãy trên. Tính thời gian chính xác thực hiện công việc tìm kiếm này.

b) Giả sử dây A ở trên đã được sắp xếp theo thứ tự tăng dần: A= [4,3,5,7,8, 10, 11, 13. 16]. Viết chương trình tìm kiếm nhị phân để tìm kiếm phân tử C = 9, đo thời gian thực hiện thuật toán. So sánh với kết quả 1ìm kiếm ở câu a.

Câu hỏi 2. Viết ba chương trình mô phỏng các thuật toán sắp xếp chèn, sắp xếp chọn và sắp xếp nổi bọt mà em đã biết. Cho biết thời gian thực tế thực hiện các chương trình trên với bộ dữ liệu đầu vào là dãy A = {3, 1, 0, 10, 13, 16, 9,7, 5, T1]