практическаЯ. Методические указания по выполнению практических работ по дисциплинеоуд. 09 Информатика для студентов специальности
 Скачать 2.95 Mb.
|
|
"процесс" применяется для обозначения действия или последовательности дей- ствий, изменяющих значение, форму представления или размещения данных. Для улучшения наглядности схемы несколько отдельных блоков обработки можно объединять в один блок. Представление отдельных операций достаточно свободно. Блок "решение" используется для обозначения переходов управления по условию. В каждом блоке "решение" должны быть указаны вопрос, условие или сравнение, которые он определяет. Блок "модификация" используется для организации циклических конструкций. (Слово модификация означает видоизменение, преобразование). Внутри блока записывается параметр цикла, для которого указываются его начальное значение, граничное условие и шаг изменения значения параметра для каждого повторения. Блок "предопределенный процесс" используется для указания обращений к вспомога- тельным алгоритмам, существующим автономно в виде некоторых самостоятельных модулей, и для обращений к библиотечным подпрограммам. Блок-схема – распространенный тип схем, описывающий алгоритмы или процессы, изображая шаги в виде блоков различной формы, соединенных между собой стрелками. 1. Линейный алгоритм – это такой алгоритм, в котором все операции выполняются по- следовательно одна за другой. 2. Алгоритмы разветвленной структуры применяются, когда в зависимости от некоторо- го условия необходимо выполнить либо одно, либо другое действие. 3. Алгоритмы циклической структуры. Циклом называют повторение одних и тех же действий (шагов). Последовательность действий, которые повторяются в цикле, называют телом цикла. Циклические алгоритмы подразделяют на алгоритмы с предусловием, постусловием и алгоритмы с конечным числом повторов. В алгоритмах с предусловием сначала выполняется проверка условия окончания цикла и затем, в зависимости от результата проверки, выполняется (или не выполняется) так называемое тело цикла. Линейные алгоритмы Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором блоки выполняются последовательно свер- ху вниз от начала до конца. На рисунке приведен пример блок-схемы линейного алгоритма вычисления периметра Р и площади S квадрата со стороной длины A. Пример записи алгоритма в виде блок-схемы, псевдокодов и на языке Паскаль Вычислить среднее геометрическое чисел, а и b. Ход и порядок выполнения работы: 1. Выполнить задание согласно варианта: Вариант 1 №1. Составить алгоритм и блок-схему для выражения: Проверить при: а) х = -2,1 б) х =8 Вариант 2 №1. Составить алгоритм и блок-схему для выражения: Проверить при: а) х=5 б) х = -3,4 Вариант 3 №1. Составить алгоритм и блок-схему для выражения: Проверить при: а) х = 7,8 б) х = -1 Вариант 4 №1. Составить алгоритм и блок-схему для выражения: Проверить при: а) х = 4,5 б) х = -8 Задание №2. 1 вариант Ввести числа: 12, 4, 25, 8 2 вариант Ввести числа: 18, 7, 22, 9 начало ввод числа > 10 - 4 + 3 < 15 + 1 - 2 > 8 - 6 - 7 конец вывод числа да да да нет нет нет Тестирование готовых программ Задача 1 Дано числовую последовательность (100, 97, 94, ...). Найти сумму 30-ти членов последователь- ности чисел Cкопировать var a1,d,i,summa:integer; begin a1:=100; d:=-3; for i:=1 to 30 do begin summa:=summa+a1; a1:=a1+d; end; write(summa); end. Задача 2 Составить программу вычисления функции y=1-(sin(x))/(1-ln(x+1)) при изменении ар- гумента x в интервале 0,1<=x<=3,0 с шагом h=0,1 Cкопировать var x,y:real; begin x:=0.1; while x<3.1 do begin y:=(1-sin(x))/(1-ln(x+1)); writeln('x=',x:4:1,' y=',y:6:2); x:=x+0.1; end; end. Задача 3. Составьте программу, вычисляющую значение функции Cкопировать program pr; var y, x: real; begin writeln('Введите х'); readln(x); if (x > -3.5 ) and (x <= 0) then y := (x * x * x - x * x) / (x - 1); if (x > 0) and (x < 4) then y := exp((x - 2) * ln(5.1)) + 8; if (x >= 4) and (x < 22.5) then y := sin(x + 5) - 6; writeln('y= ', y); end. Задача 4 Н аписать программу для вычисления значений переменной Y Cкопировать var x, y: real; begin readln(x); if x < -1 then y := 6 * x * x else if (x > 1) and (x < 25) then y := 5.1 * x * x * x else y := x / 2; writeln(y); end. Задача 5. Нарисовать конус, заполненный наполовину водой Cкопировать uses graphABC; var x,y:integer; begin setwindowsize(500,500); centerwindow; x:=250; y:=375; line(x,y,x-100,y-200); line(x,y,x+100,y-200); ellipse(x-100,y-230,x+100,y-170); setbrushcolor(clRed); ellipse(x-58,y-135,x+58,y-95); floodfill(x,y-10,clRed); end. 2. Сделайте вывод о проделанной работе. Вопросы для самоконтроля: 1. Поясните понятие «алгоритм». 2. В чем состоит особенность описания алгоритмов с помощью структурной схемы и кон- струкций алгоритмического языка? 3. Перечислите типовые алгоритмические конструкции и объясните их назначение. Список литературы и ссылки на Интернет-ресурсы, содержащие информацию по теме: 1. Алгоритм. https://ru.wikipedia.org/wiki/Алгоритм 2. Понятие алгоритма. https://studfiles.net/preview/1755574/ Критерий оценивания выполненных практических заданий Каждая задача оценивается в 5 баллов (максимально), в соответствии с требованиями Общая оценка выводится по сумме баллов за каждую решенную задачу (3*10=30 баллов) В общей сумме, выполненная практическая работа может быть оценена от 0 до 100% , и тогда оценка знаний студента будет такова: «отлично» - 86 – 100%, «хорошо» - 66 – 85%, «удовлетворительно» - 45 – 65%, «неудовлетворительно» - менее 45%. Практическая работа № 14. Исследование компьютерных моделей Цель: Изучить понятие о модели, рассмотреть классификацию моделей, что такое информаци- онная модель. Содержание отчета по результатам выполнения практического занятия Отчет должен содержать: 1. Название и цель работы 2. Результаты выполнения задания 3. Вывод по работе (необходимо указать виды выполняемых работ, достигнутые цели, какие умения и навыки приобретены в ходе ее выполнения) Задание 1. Изучить этапы разработки компьютерной модели на основе возможностей элек- тронной таблицы. Рассмотрим этапы процесса моделирования на примере изучения численности популяции рыб, в зависимости от ежегодных показателей рождаемости и смертности. Этап №1 «Постановка задачи». Цель моделирования — исследовать изменение численности поколения популяции в за- висимости от времени, определить возраст, до которого могут дожить особи одного поколения популяции рыб. Объектом моделирования является процесс ежегодного изменения количества одного поколения популяции, который зависит от рождаемости популяции и её смертности. Этап №2 «Разработка математической модели». Так как ежегодная рождаемость популяции соответствует количеству особей одного поколения в популяции, то исходными данными являются: количество особей в 1 год(X 1 ); ежегодная смертность (%). Численность популяции в каждом следующем году (X n+1 ) можно рассчитать так: от общего числа рыб X n за первый ( или предыдущий год) вычесть предполагаемое количество погиб- ших рыб, с учетом % смертности ( X n * * Р/100), то есть X n+1 = X n - ( X n * * Р/100). Расчет нужно производить до тех пор, пока X n >1. Этап №3 «Компьютерное моделирование». Запишем данные и математическую формулу по правилам электронной таблицы. Например, вот так: A. B. 1. Задача о прогнозировании численности популяции 2. смертность (%) 3. Выживаемость 4. 1 год =В3 5. 2 год =B4-B4*$B$2/100 6. 3 год =B5-B5*$B$2/100 Формулы будем копировать. Этап №4 «Компьютерный эксперимент» 1. Введите в ячейку B2 значение предполагаемой смертности популяции (например, 30 %), в ячейку B3 первоначальное количество рыб, запускаемых в водоём (например 1000), в ячейку B4 – формулу =B4-B4*$B$2/100. 2. Путем копирования формул в нижестоящие ячейки, добейтесь значения для X n < 1. 3. По полученным экспериментальным данным постройте зависимость численности популяции от времени на графике. Этап №5 «Анализ результатов» Результаты эксперимента показывают, что особи одного поколения данной популяции могут дожить до 20 лет. Продолжите компьютерный эксперимент 1. Изменяйте рождаемость популяции так, чтобы особи одного поколения доживали до 25 лет при той же смертности. Запишите показатели в тетрадь. 2. Изменяйте показатель смертности, чтобы при той же рождаемости (1000) особи одного по- коления доживали до 35 лет. Запишите показатели в тетрадь. 3. Сделайте вывод о выживаемости популяции. 4. Сделайте вывод о последовательности этапов моделирования. Запишите в тетрадь. Задание 2 Определите, какие из следующих моделей являются информационными, а какие натурными (соедините стрелками). Задание 3 С использованием компьютерной модели в электронных таблицах найти приближенное значе- ние корней уравнения x 3 /10 = sin x с заданной точностью с использованием метода Подбор па- раметра. Выполнение задания: 1. При использовании метода Подбора параметров для решения уравнений вида f(x) = g(x) вводят вспомогательную функцию y(x) = f(x) - g(x) и находят с требуемой точностью зна- чения x точек пересечения графика функции y(x) с осью абсцисс. 2. Ввести формулы функций и заполнить таблицу значений функций на интервале от -2,5 до 2,5 с шагом 0,5. 3. Установить точность представления чисел в ячейках с точностью до 4 знаков после запя- той. 4. Построить диаграмму. Для этого выделить таблицу значений функции и воспользоваться кнопкой Мастер диаграмм. Выбрать график. Установить линии сетки для оси х – проме- жуточные, для оси y – снять. Внести Заголовок диаграммы Таблица значений функции. 5. Определить по графику приближенно корни уравнения. 6. Выделить ячейку, содержащую значение функции наиболее близкое к нулю, например, $K$3. Ввести команду Сервис - Подбор параметра. 7. На панели Подбор параметра в поле Конечное значение ввести требуемое значение функ- ции (в данном случае 0). В поле изменяемая ячейка ввести адрес ячейки $K$2, в которой будет производиться подбор значения аргумента. 8. На панели Результат подбора параметра будет выведена информация о величине подбира- емого и подобранного значения. 9. В ячейке аргумента К2 появиться подобранное значение 2,0648. Повторить подбор пара- метра для ячейки значения функции С3. В ячейке аргумента С2 появиться подобранное значение – 2,0648. 10. Таким образом, корни уравнения с точностью до четырёх знаков после запятой найдены: х 1 = -2,0648, х 2 = 0,0000, х 3 = 2,0648. Таблица значений функции х -2,5000 -2,0000 -1,5000 -1,0000 -0,5000 0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 2,0648 2,5000 y1=x^3/10- sin(x) -0,9640 0,1093 0,6600 0,7415 0,4669 0,0000 -0,4669 -0,7415 -0,6600 -0,0001 0,9640 Задание 4 Определить, кто чем увлекается, и оформить решение в виде таблицы. Трое подростков, Саша, Миша и Андрей, живут на одной улице. Одного все знают как отличного шахматиста, другой — заядлый футболист и болельщик, а третий - компанейский парень, любитель всяческих тусовок. Однажды футболист пришел к своему другу, чтобы поучиться приемам игры в шахматы, но мама сказала, что сын ушел с известной всей улице личностью на дискотеку. Известно, что Андрей никогда не слышал о Мише. Кто есть кто? Задание 5 На рисунке — схема дорог, связывающих города А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И, К. По каждой дороге можно двигаться только в одном направлении, указанном стрелкой. Сколько су- ществует различных путей из города А в город К? Вопросы для самоконтроля: 1. Опишите суть первого этапа моделирования. Выделите под-этапы. Приведите примеры. 2. Что такое тестирование модели? Приведите пример тестирования. 3. Какие три модели необходимо разработать при проведении моделирования в среде электрон- ной таблицы? Список литературы и ссылки на Интернет-ресурсы, содержащие информацию по теме: 1. Самоучитель по Microsoft Excel. http://office-guru.ru/excel/samouchitel-excel-dlja-chainikov- 1.html 2. Самоучитель Excel с примерами для пользователей среднего уровня. https://exceltable.com/uroki-excel/samouchitel-excel-s-primerami Критерий оценивания выполненных практических заданий Каждая задача оценивается в 5 баллов (максимально), в соответствии с требованиями В общей сумме, выполненная практическая работа может быть оценена от 0 до 100% , и тогда оценка знаний студента будет такова: «отлично» - 86 – 100%, «хорошо» - 66 – 85%, «удовлетворительно» - 45 – 65%, «неудовлетворительно» - менее 45%. Практическая работа 15. Исследование компьютерных моделей АСУ различного назначения, примеры их использования. Цель: Приобрести навыки построения модели какой-либо проблемы реальной действительно- сти, исследования этой модели в процессе решения задачи и правильной интерпретации резуль- татов. Задание: научиться осуществлять сопоставительный анализ устройства и действия машин, ме- ханизмов, предметов и аппаратов, различных явлений и процессов. Содержание отчета по результатам выполнения практического занятия Отчет должен содержать 1. Название работы 2. Цель работы 3. Результаты выполнения задания 4. Вывод по работе (необходимо указать виды выполняемых работ, достигнутые цели, какие умения и навыки приобретены в ходе ее выполнения) Методические указания к выполнению: Краткие теоретические сведения Автоматизированная система управления или АСУ – комплекс аппаратных и про- граммных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках тех- нологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отрас- лях промышленности, энергетике, транспорте и тому подобное. Создателем первых АСУ в СССР является доктор экономических наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Белоруссии, основоположник научной школы стратегического планирования Николай Иванович Ведута (1913-1998). В 1962- 1967гг. в должности директора Центрального научно-исследовательского института техни- ческого управления (ЦНИИТУ) он руководил внедрением первых в стране автоматизиро- ванных систем управления производством на машиностроительных предприятиях. Важнейшая задача АСУ – повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. Обобщенной целью автоматизации управления является повышение эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Таким образом, можно выделить ряд целей: Предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР) адекватных данных для приня- тия решений. Ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных. Снижение количества решений, которые должно принимать ЛПР. Повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины. Повышение оперативности управления. Снижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов. Повышение степени обоснованности принимаемых решений. В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: информационное, программное, техническое, организационное, метрологическое, правовое, лингвистическое. Основными классификационными признаками, определяющими вид АСУ, являются: 1) сфера функционирования объекта управления (промышленность, строительство, транс- порт, сельское хозяйство, непромышленная сфера и так далее); 2) вид управляемого процесса (технологический, организационный, экономический и так далее); 3) уровень в системе государственного управления: отрасль (министерство), промышлен- ное объединение, научно-производственное объединение, предприятие (организация), производство, цех, участок, технологический агрегат). Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы (действия): планирование и (или) прогнозирование; учет, контроль, анализ; координацию и (или) регу- лирование. Виды АСУ Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) ре- шает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленно- сти, энергетике, на транспорте. Автоматизированная система управления производством (АСУ П) – решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и ис- ходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом произ- водственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса. Примеры: 1) Автоматизированная система управления уличным освещением («АСУ УО») предназна- чена для организации автоматизации централизованного управления уличным освещени- ем. 2) Автоматизированная система управления наружного освещения («АСУНО») предназна- чена для организации автоматизации централизованного управления наружным освеще- нием. 3) Автоматизированная система управления дорожным движением (АСУ ДД) предназначе- на для управления транспортных средств и пешеходных потоков на дорожной сети горо- да или автомагистрали 4) Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) Для решения этих задач применяются MRP, MRP II и ERP-системы. В случае, если пред- приятием является учебное заведение, применяются системы управления обучением. 5) Автоматическая система управления для гостиниц. 6) Автоматизированная система управления операционным риском – это программное |