Электронная версия курса лекций по дисциплине "Информатика"

Линьков В. И. 

Электронная версия курса лекций по дисциплине Информатика для студентов специальности «АТС» (конфиденциально)

Список рассматриваемых вопросов

Основные этапы решения задач с использованием математического моделирования. 3

Методический пример решения задачи с использованием математического моделирования. Программирование линейных алгоритмов. 6

Анализ текста данной программы.. 8

Некоторые стандартные функции (модуль System программной среды Borland Pascal) 12

Операции над данными в языке Паскаль. 12

Приоритет арифметических операций. 13

Программирование схемы алгоритма (п. 3.4 вопрос 2 лекции 1)на языке Delphi (консольный режим) 13

Создание консольного приложения в среде Delphi версия 7. 14

Особенности подготовки к разработке консольного приложения Delphi в среде Borland Developer Studio 2005 или 2006 (версия 10) 16

Пример программирования на языке Си++ (консольный режим интегрированной среды BorlandBuilder (Borland Developer Studio)) 17

Анализ текста данной программы.. 18

Создание консольного приложения в среде Borland С++ Builder версия 6. 19

Особенности подготовки к разработке консольного приложения Си++ в среде Borland Developer Studio 2005/6 (версия 10) 21

Программирование схемы алгоритма (п. 3.4 вопрос 2 лекции 1))на языке Си++ (консольный режим) 23

Форматированный вывод в языке Си++. 23

Универсальный вывод при программировании в среде Borland Pascal с использованием подпрограмм.. 27

Базовые логические структуры.. 33

Конструкция  “ЕСЛИ”. 34

1 Полная форма конструкции “ЕСЛИ” (“ЕСЛИ – ТО -ИНАЧЕ”) 34

2 Конструкция “ЕСЛИ - ТО”. 36

3 Конструкция “ЕСЛИ - ИНАЧЕ”. 39

Пример конструкции “ЕСЛИ” с использованием составного оператора. 40

Текст программы на языке Delphi (консольный режим) 43

Варианты записи условий (логических выражений) 44

Пример решения задачи с использованием конструкции “ЕСЛИ”, вложенной в другую конструкцию “ЕСЛИ”, отладочной печати  и  стандартного модуля “Printer”. 45

Использование отладчика при отладке указанной программы.. 46

Конструкция  типа ”ВЫБОР” (”ВАРИАНТ”) 46

Программирование ветвления на Си++. 49

Варианты конструкции «ПОВТОРЕНИЕ». 49

Конструкция повторение с предусловием (while …do) («ПОКА») 49

Конструкция повторение с постусловием (repeat …until) («ДО») 55

Запись конструкции повторение в виде схемы с использованием блока модификация. 58

Конструкция повторение с параметром (FOR) («Для») 60

Задача 1 на использование итерационных  алгоритмов. 65

Лекция 1

Основные этапы решения задач с использованием математического моделирования.

Вопрос 1

Основные этапы решения задач с использованием математического моделирования.

1  Предметная (т. е. относящаяся к некоторой предметной области инженерной или научной деятельности) формулировка задачи.

2  Математическая постановка задачи, т. е. её изложение на языке математических понятий. Она включает в себя:

        а) описание исходных данных;

        б) формулировку цели решения.

3  Подготовка расчетной схемы (концептуальной, содержательной модели), служащей основой для последующего создания математической  модели реального объекта и представляющей собой сочетание [22, с. 22] вербальной (описательной) информации и символов наглядного графического изображения. В [22] указанные три термина рассматриваются как эквивалентные. Концепция [32, 33] (от лат. conceptio – понимание, система) - определённый способ понимания, трактовки каких-либо явлений, основная точка зрения, руководящая идея для их освещения; то или иное понимание явления, система взглядов; ведущий замысел, конструктивный принцип различных видов деятельности; основная мысль произведения.

Результаты первых трех пунктов являются в значительной мере субъективными, т. е. зависящими от профессионального уровня в предметной сфере специалиста выполняющего данный этап и его творческих способностей, включая интуицию. Указанные ранее свойства математической модели в большой степени зависят от принятых на этом этапе решений. Так в [22, с.26] говорится о том, что сильная идеализация (упрощение) объекта на данном этапе может обесценить все последующие этапы.

Также укажем, что излишняя детализация свойств объекта приведет чрезмерному усложнению модели, методов моделирования, алгоритмов, программного обеспечения, затруднит интерпретацию полученных результатов и потребует больших временных ресурсов при разработке и эксплуатации инструментария предназначенного для решения поставленных задач.

4  Построение (основной) математической модели реального объекта,    т. е. его формальное описание в математических терминах, что позволяет свести его исследование к решению математической задачи. В случае получения сложной математической модели целесообразна разработка еще одной или нескольких математических моделей, отличающихся степенью детализации описания свойств объекта. Желательно, чтобы в числе этих моделей были такие, которые позволяют получать известные результаты, а также проводить ручные проверочные расчеты. При правильной работе двух моделирующих систем можно оценить, как отсутствие учета некоторых свойств объекта или внешней среды влияет на точность результатов. В случае отсутствия близости результатов полученных с помощью двух моделей, об одной из которых известно, что она является адекватной, можно сделать вывод о необходимости анализа правильности построения другой моделирующей системы. Целью анализа является выявления причины возникновения существенной разницы в результатах моделирования. Первую из указанных в пункте моделей назовем основной (в [22, c. 25] она названа рабочей), а остальные упрощенными [22]. Дальнейшие пункты относятся как к основной, так и упрощенным моделям, за исключением может быть используемых для ручных расчетов.

5  Разработка или выбор метода решения математической задачи, учитывающего особенности модели.

6  Составление алгоритма, позволяющего реализовать используемый метод решения задачи. Часто алгоритмы записывают в виде схем. При  проверке  правильности метода и алгоритма решения задачи вы­полняется их логический анализ с целью нахождения и исправления ошибок. При этом сравниваются результаты, полученные с их помощью, с результатами полученными другим образом, например, непосредствен­ным расчетом. Подготавливаются тестовые наборы исходных данных для проверки следующих вариантов:

        а) частных случаев решения задачи;

        б) граничных  значений  исходных данных. Эти значения являются последними, для которых либо решение еще существует, либо обработка данных ведется по определенному алгоритму;   

        в) недопустимых исходных данных.

7  Запись алгоритма на языке программирования.

8  Ввод в ЭВМ текста программы и значений исходных данных.