Giáo án Khoa học máy tính 11 kết nối Bài 23: Kiểm thử và đánh giá chương trình

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ:

- GV đặt vấn đề theo Hoạt động 1 trang 106 SGK: 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).

- Trên cơ sở kiến thức vừa nêu, GV yêu cầu HS nêu ý nghĩa của kiểm thử chương trình.

- Dựa vào ví dụ vừa nêu ở Hoạt động 1, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi củng cố trang 107 SGK:

+ Câu 1: Giả sử em thiết lập chương trình giải bài toán nào đó. Em đã kiểm 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 2: Giả sử một chương trình kiểm thử với 10 bộ dữ liệu cho kết quả 9 lần, 1 lần sai. Chương trình đó là sai hay đúng?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS thảo luận nhóm, đọc SGK và trả lời câu hỏi.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận:

- Đại diện nhóm HS trình bày.

*Câu hỏi củng cố trang 107 SGK:

+ Câu 1: Chưa thể kết luận chương trình đó đúng hay sai.

+ Câu 2: Có thể kết luận ngay chương trình đó là sai.

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung cho nhóm bạn.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện:

- GV nhận xét, đánh giá kết quả thảo luận của HS.

1. Vai trò của kiểm thử chương trình

- Kiểm thử sẽ giúp tăng độ tin cậy của chương trình nhưng chưa chứng minh được tính đúng của thuật toán và chương trình.

- Một thuật toán đúng chỉ có thể được chứng minh là đúng bằng các công cụ toán học (và khoa học máy tính), còn kiểm thử bằng các bộ test sẽ không được coi là phương pháp chứng minh tính đúng của thuật toán, mà chỉ là biện pháp làm tăng độ tin cậy của chương trình.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ:

- GV đặt vấn đề theo Hoạt động 2 trang 107 SGK: 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.

- GV giới thiệu với HS chương trình thực hiện thuật toán sắp xếp chèn để sắp xếp dãy A cho trước theo thứ tự tăng dần.

- GV chia lớp thành 6 nhóm và giao nhiệm vụ cho các nhóm:

+ Nhóm 1,4: Tìm hiểu và thực hiện Trao đổi 1. Thực hiện kiểm thử chương trình thông qua các bộ test, ghi kết quả xem đúng hay sai, yêu cầu kiểm thử càng nhiều càng tốt.

+ Nhóm 2,5: Tìm hiểu và thực hiện Trao đổi 2. Chứng minh thuật toán trên là đúng.

+ Nhóm 3,6: Tìm hiểu và thực hiện Trao đổi 3. Chứng minh tính đúng của thuật toán bằng lí luận toán học.

- Sau thời gian thảo luận, GV yêu cầu các nhóm báo cáo kết quả thảo luận và nêu ý kiến xem cách nào là phương pháp đúng nhất để chứng minh tính đúng của thuật toán.

- Dựa vào nội dung vừa nêu, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi củng cố trang 108 SGK:

+ Câu 1: Chương trình sau giải bài toán: Yêu cầu nhập số tự nhiên n và tính tổng 1 + 2 +…+n.

1 n = int(input("Nhập số tự nhiên n: "))

2 S = 0

3 for i in range(n+1):

4    S = S + i

5 print(S)

Chương trình trên có đúng không?

+ Câu 2: Chương trình sau giải bài toán đếm số các ước số thực sự của số tự nhiên n.

1 def dem(n):

2     count = 0

3     k = 2

4     while k < n:

5         if n%k ==0:

6             count = count + 1

7         k = k + 1

8      return count

Chương trình trên là đúng hay sai?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS thảo luận nhóm, đọc SGK và trả lời câu hỏi.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận:

- Đại diện nhóm HS trình bày.

*Câu hỏi củng cố trang 108 SGK:

+ Câu 1: Chương trình trên đúng.

+ Câu 2: Chương trình sai vì chưa tính số 1.

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung cho nhóm bạn.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện:

- GV nhận xét, đánh giá kết quả thảo luận của HS.

2. Kiểm tra tính đúng của chương trình

- Chương trình thực hiện thuật toán sắp xếp chèn để sắp xếp dãy A cho trước theo thứ tự tăng dần như sau:

1 def InsertionSort(A,n):

2   for i in range(1,n):

3      value = A[i]

4      k = i – 1

5      #di chuyển các phần tử A[k] > value qua phải

6      while k >= 0 and A[k] > value

7        A[k+1] = A[k]

8        k = k – 1

9      A[k+1] = value

- Tính đúng của thuật toán cần được chứng minh bằng lập luận toán học. Sử dụng các bộ dữ liệu kiểm thử có thể làm tăng độ tin cậy của chương trình nhưng chưa chứng minh được tính đúng của thuật toán.