Программирование в среде MATLAB. Решение практических задач

ЗАДАНИЕ

на лабораторное занятие по дисциплине «Информатика» (5 семестр)

Тема: «Программирование в среде MATLAB. Решение практических задач»

1.  Инициализировать сеанс работы с MATLAB. Скопировать в свой каталог на рабочем диске содержимое папки MTL_T6 с сервера. Сделать свой каталог текущим каталогом MATLAB.

2.  Получить у преподавателя, ведущего занятие, номер варианта индивидуального задания. Прочитать задание (см. ниже), продумать вычислительную схему решения задачи.

3.  Используя командный режим MATLAB, ввести команды, обеспечивающие решение поставленной задачи. Программа должна допускать графическое представление исходных данных задачи.

4.  Создать М-файл с программой решения задачи. Проверить его работу.

5.  Разработать графический интерфейс пользователя программы.

6.  Подготовить отчет о выполненной работе.

Варианты индивидуальных заданий

Цели работы: изучение принципов решения задач в среде MATLAB, получение практических навыков выполнения расчетов и программирования.

Общие положения: должен быть создан М-файл с программой, позволяющей выполнить  обработку данных, необходимую для получения требуемого результата.

Исходные данные для выполнения задания должны быть загружены из ASCII-файла, указанного в задании. Для выполнения задания могут потребоваться дополнительные данные, ввод которых должен быть запрошен у пользователя программы.

Результаты расчетов должны отображаться на экране и, по желанию пользователя, выводиться на печать (в файл).

При выполнении задания требуется разработать М-программу, в которой обеспечивается ввод исходной информации из указанного в задании файла, запрос и ввод дополнительной информации, проведение необходимых расчетов, формирование и вывод суждений в соответствии с результатами расчетов.

Задание 1. Коммерческая фирма подвела промежуточные итоги текущего года. Собраны данные об объемах прибыли (тыс.долларов США) и продаж (шт.) по месяцам за первые 10 месяцев года (файл ML1_1.txt). Сформулировать суждение об уровне прибыли в текущем году по сравнению с предыдущим годом, если тогда этот уровень равнялся известному значению So (запросить и ввести значение)? Суждение вырабатывается на основе сравнения среднего арифметического значения S прибыли по месяцам за 10 месяцев текущего года с введенным значением So. Если S>1,5 So, то суждение «Прибыль значительно выше прошлогодней». Если So<S<1,5So, то суждение «Прибыль выше прошлогодней». Если 0,8So<S<So, то суждение «Прибыль несколько ниже прошлогодней». Если S<0,8So, то суждение «Прибыль значительно ниже прошлогодней».

Задание 2. План выработки электроэнергии на ТЭЦ на текущий год равен заданному значению Po в млн.квт-час (запросить-ввести значение). Данные о выработке электроэнергии в тыс. квт-час за первые 200 дней этого года представлены в файле ML1_2.txt. Сформулировать суждение: при такой работе можно ли рассчитывать, что план будет выполнен? Для выработки суждения следует рассчитать среднедневную выработку энергии S=(суммарная выработка за 200 дней)/200 и прогноз выработки энергии за год P=365*S. Если P>Po, то выдать суждение «План будет выполнен», иначе «План не будет выполнен».

Задание 3.  В файле ML1_3.txt собраны данные о курсе ЦБ РФ доллара США в 3-4 кварталах 2000 г. и в 1 кв. 2001г. Исследовать характер изменения курса за этот период, сделать выводы о тенденциях (рост, падение, нестабилен) в изменении курса в разных кварталах. Для этого следует разделить данные на 3 примерно равные по объему группы (по числу кварталов) и по каждой рассчитать среднее арифметическое значение курса: K1, K2, K3. Построить график изменения курса. Рассчитать значения приращений: D1=K2-K1, D2=K3-K2. Если D1>0 и D2>0, то суждение – «Тенденция роста курса». Если D1<0 и D2<0, то суждение – «Тенденция падения курса». В остальных случаях – суждение «Курс нестабилен».

Задание 4.  В файле ML1_4.txt собраны данные о значениях кредитных ставок размещения MIBOR на 1,3, 7,14,21,30,60,90 дней на некотором календарном периоде. Каждому виду ставки соответствует столбец в матрице данных. Исследовать свойства этих ставок на представленном периоде, определить тенденции их изменения (рост, падение, стабильны). Для этого разделить матрицу данных на 3 блока: B1, B2, B3, с примерно одинаковым числом строк и по каждому блоку для каждого из 8 видов ставки рассчитать среднее арифметическое значение: Si1, Si2,…,Si8 (здесь i - номер блока). Построить графики изменения средних ставок. Для каждого вида ставок рассчитать приращения: D1j=S2j-S1j, D2j=S3j-S2j (здесь j – номер вида ставки). Выработать суждения для каждого вида ставок по правилу: если D1j>0 и D2j>0 – суждение «Тенденция роста ставки j»; если D1j<0 и D2j<0 – суждение «Тенденция падения ставки j»; в ином случае – суждение «Ставка j  нестабильна».

Задание 5.  В файле ML1_5.txt собраны данные об одном из направлений научных исследований в вузах России в 1995г. Каждая строка относится к одному из вузов и в ней указывается: 1) число научных направлений, обеспечиваемых в вузе, 2) общее число научно-исследовательских работ (НИР), 3) объем финансирования исследований. Исследовать характеристики этих показателей и сформулировать суждение о положении с научными исследованиями в заданном вузе (запросить-ввести номер строки). Что можно сказать о МЭИ(ТУ) (данные приведены в 106-й строке)? Для решения задачи необходимо вычислить среднее арифметическое значение по каждому столбцу матрицы данных. Для заданного вуза найти строку со значениями показателей этого вуза и сопоставить значения этих показателей с рассчитанными средними значениями. Формулировка суждения должна состоять из 3-х частей по результатам сопоставления, например, «Число научных направлений в вузе больше среднего, число НИР меньше среднего, объем финансирования выше среднего».

Задание 6.  В файле ML1_6.txt собраны данные о результатах научных исследований в вузах России. Каждая строка содержит информацию по одной из научных работ (НИР), выполнявшейся в одном из вузов. В ней содержится 4 числа: 1) объем финансирования работы, 2) количество монографий, подготовленных по результатам работы, 3) количество научных публикаций (статей, докладов, др.), 4) количество созданных объектов интеллектуальной собственности (патентов, лицензий). Исследовать характеристики этих показателей и сформулировать суждение о положении с результативностью научных исследований в заданном вузе (запросить-ввести диапазон номеров строк). Что можно сказать о МЭИ(ТУ) (данные приведены в строках с 2206 по 2346)? Для решения задачи необходимо вычислить среднее арифметическое значение по каждому столбцу матрицы данных, а также среднее арифметическое значение по части столбца, относящейся к заданному вузу. Затем необходимо сопоставить соответствующие рассчитанные средние значения и сформулировать суждение, состоящее из 4-х частей, например, «Средний объем НИР в вузе ниже общего среднего, среднее количество монографий выше общего среднего, среднее количество публикаций ниже общего среднего, среднее количество ОИС ниже общего среднего».

Задание 7. В файле ML1_7.txt собраны данные об участии преподавателей и студентов в научных исследованиях в вузах России. Каждая строка содержит информацию по одной из научных работ, выполнявшейся в одном из вузов. В ней содержится 3 числа: 1) объем финансирования работы, 2) число преподавателей и 3) число студентов – участников работы. Исследовать характеристики этих показателей и сформулировать суждение об участии преподавателей и студентов в научных исследованиях в заданном вузе (запросить-ввести диапазон номеров строк). Что можно сказать о МЭИ(ТУ) (данные приведены в строках с 2206 по 2346)? Для решения задачи необходимо рассчитать средние арифметические значения для отношения (объем финансирования)/(число преподавателей) и отношения (объем финансирования)/(число студентов) по всем строкам матрицы данных (средние по всем вузам) и по строкам, относящимся к заданному вузу (средние по заданному вузу). Соотнести соответствующие рассчитанные средние и сформулировать суждение, состоящее из двух частей, например, «Средний объем финансирования на одного преподавателя выше, чем по всем вузам, а средний объем финансирования на одного студента ниже, чем по всем вузам».