Министерство образования Республики Беларусь Белорусский национальный технический университет Строительный факультет Кафедра "Строительная механика" Методические указания и индивидуальные задания для выполнения контрольной работы по дисциплине «Информатика» для студентов заочной формы обучения специальности "Промышленное и гражданское строительство" Часть 2. Язык программирования Fortran Электронный учебный материал Минск 2015 2 УДК 004.438(075.8) Автор А.В. Стрелюхин Методические указания и индивидуальные задания для выполнения кон- трольной работы по дисциплине "Информатика" (язык программирования Fortran) составлены для студентов заочной формы обучения специальности "Промышлен- ное и гражданское строительство", содержат варианты индивидуальных заданий, общие требования к оформлению работы, пример оформления задания и перечень литературы для самостоятельного изучения материала. Белорусский национальный технический университет пр-т Независимости, 65, г. Минск, Республика Беларусь Тел. (017) - 292-72-55 Регистрационный № © БНТУ, 2015 © Стрелюхин А.В., 2015 3 Содержание Введение .............................................................................................................................4 1. Общие методические указания к выполнению контрольной работы ......................5 2. Индивидуальные варианты заданий для выполнения контрольной работы ...........6 3. Литература ...................................................................................................................11 4 ВВЕДЕНИЕ Учебный план по дисциплине "Информатика" во втором семестре преду- сматривает выполнение студентами заочной формы обучения контрольной работы № 2, которая служит допуском к сдаче зачета по курсу во время зачетной сессии. Язык программирования – Fortran. Варианты индивидуальных заданий составлены исходя из объема часов, от- веденных на изучение курса, и рабочей программы. Выполненная контрольная работа № 2 регистрируется на кафедре «Строи- тельная механика», БНТУ, корп. 15, комн. 1403. Тел. кафедры (017) 267-98-65. Сроки представления контрольной работы на проверку не позднее 15 мая 2015 г. Работа, выполненная не по своему варианту, не рецензируется. К зачету студент допускается только с зачтенной контрольной работой. На зачете студент должен дать все необходимые пояснения по выполненным задани- ям. 5 1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Контрольная работа состоит из двух практических заданий. Варианты индивидуальных заданий приведены в разделе 2 настоящих мето- дических указаний. Номер варианта задания определяется по последним двум циф- рам номера зачетной книжки (шифру). Студент сдает на проверку: 1. Бумажный вариант контрольной работы. 2. Электронный вариант выполненных заданий, требующих написания про- граммного кода на языке Fortran. Оформление контрольной работы № 2 аналогично контрольной работе № 1 [1]. Пример оформления контрольной работы приведен в Приложении. В электронном варианте содержится текст контрольной работы (доку- мент MS Word, версия 97 – 2003), исходные файлы программы/проекта на язы- ке Fortran и исполняемый файл (exe файл) для выполненных заданий. 6 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Задание 1. Задана функция y = f(x). На оси X задан участок [a, b], который разбивается на N – 1 отрезков с одинаковым шагом dx = (b – a)/(N – 1), N – число узлов. Разработать алгоритм и приложение на языке Fortran, в котором необходимо: а) предусмотреть вывод на экран фамилию студента, шифр и номер задания; б) вычислить шаг и вывести значение на экран; в) вычислить и вывести на экран в виде таблицы номер, абсциссу и ординату каждого расчетного узла; г) вычислить и вывести на экран значения, при которых функция на указан- ном интервале достигает минимума и максимума. Пояснения: В программе использовать оператор-функцию. В тексте программе должны быть комментарии основных блоков програм- мы. Результаты расчета, а также промежуточные вычисления, должны быть ото- бражены в окне вывода. Шифр Функция f(x) a b N 1 2 3 4 5 01 ( ) ( ) x xx 8ln41.0sin9 3 + 2,1 6,1 11 02 ( )4 22 sin xx + 21,4 71,9 13 03 ( ) ( )xx ln2sin10 2 + 3,8 6,7 11 04 ( )x x x cos14 ++ 7,4 13,9 14 05 4 4.31.0 10 33 xe x + 11,3 16,7 12 06 ( ) 22 1.04235.0cos12 xx −+ 1,7 8,7 11 07 ( ) ( )xxe sincos +− -14,2 -6,4 12 08 24123.0 −xe x 3,5 15,5 11 09 ( ) 22 11ln xx +++ 11 99 11 10 6 2 10 xex + 51,4 61,3 14 11 ( ) ( )( )xex cossinsin − -12,2 -7,1 12 12 ( )( ) 5.3375.0sin24 −−+ xx 2,3 7,1 11 7 1 2 3 4 5 13 ( ) ( )( )xex cossinsin + 12,4 17,3 15 14 2 11 2 x ex ++ 1,4 2,7 12 15 ( ) ( )xxx tg2cos6 ++ -10,5 -8,5 11 16 ( ) 7 4.5 10 5lg3 xx − 10,1 13,2 12 17 ( ) ( )xxe sincos 2 + 0,4 1,9 14 18 ( )( ) 5.36.0cos24 xx ++ 0,3 7,1 11 19 ( ) ( ) xexx 5.0sinarctan8 +− 3,3 5,5 15 20 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛+ 2 4 1tg10 x e x 5,3 7,7 12 21 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛− 3 4 113 x tge x -16,3 -7,3 11 22 ( ) 2 4 2 4cos x xx + 7,4 130,9 14 23 ( ) 23 1.01225.02.0cos xx ++ -10,3 -7,1 11 24 ( ) (xx sin1ln )−+ 6,7 9,4 13 25 ( ) ( )xxe sincos 2 + -2,5 1,8 14 26 ( ) ( )20.1xctg4ln2 +x 4,7 4,9 11 27 ( ) ( )xx ln2sin10 5 + 21,5 23,7 12 28 ( ) ( )5.02 cos1ln xx ⋅π++ 2,3 8,3 16 29 ( ) 3 23 1.072.0sin xx ++ -19,2 -4,5 14 30 ( ) ( )xx ln2sin10 3 − 4,5 5,7 13 8 Задание 2. Разработать алгоритм и приложение на языке Fortran, позволяю- щее для последовательности элементов массива M с использованием циклов вы- числить значение Z, определяемое из таблицы. Алгоритм представить в виде блок- схемы. Предусмотреть вывод на экран фамилию студента, шифр и номер задания. Пояснения: Значения массива M и необходимых параметров задаются самостоятельно при выполнении тестового примера. Количество элементов массива должно быть не меньше 15. Элементы массива должны содержать нули и положительные и от- рицательные вещественные числа. В программе предусмотреть ввод элементов массива M с клавиатуры. В тексте программе должны быть комментарии основных блоков програм- мы. Результаты расчета, а также промежуточные вычисления, должны быть ото- бражены в окне вывода. Шифр Вычислить Z = 1 2 3 01 A B C 2 1 ++ A – количество элементов, больших K B – номер последнего нулевого элемента C – среднее геометрическое элементов с четными номе- рами 02 1+− C AB A – второй положительный элемент с четным номером B – минимальный элемент среди N последних элементов С – количество отрицательных элементов с четными но- мерами 03 1 1 +−+ CBA А – произведение отрицательных элементов B – сумма положительных элементов, меньших K C – среднее арифметическое элементов с четными номе- рами 04 C B A ++ 2 A – сумма элементов, больших K, с четными номерами B – количество ненулевых элементов C – среднее арифметическое всех элементов 05 4+ ⋅ B CA А – среднее геометрическое отрицательных элементов В – номер второго нулевого элемента C – среднее геометрическое положительных элементов 06 2 1 +−+ CBA A – количество отрицательных элементов В – номер минимального положительного элемента C – среднее геометрических ненулевых элементов, боль- ших K 07 2+⋅⋅ ++ CBA CBA A – количество нулей среди N последних элементов B – номер максимального по модулю элемента C – последний положительный элемент с четным номером 9 1 2 3 08 ( )( ) CAB A +++ 14 A – среднее арифметическое N последних элементов B – номер максимального отрицательного элемента C – среднее арифметическое элементов с четными номе- рами 09 A BAC +++ 105 A – среднее арифметическое элементов B – количество элементов со значениями из интервала [K, L] C – среднее арифметическое N последних элементов 10 C AB +− 5 A – количество положительных элементов с четными но- мерами В – сумма элементов с нечетными номерами С – среднее арифметическое модулей отрицательных эле- ментов 11 ( )( 2+− CAB ) A – номер максимального элемента B – количество элементов, меньших N, с нечетными номе- рами С – среднее геометрическое ненулевых среди N первых элементов 12 C AB −+ 10 A – произведение модулей отрицательных элементов B – номер минимального по модулю ненулевого элемента C – сумма модулей отрицательных элементов 13 ( )CA B 3 1 + + A – произведение ненулевых среди N первых элементов B – среднее арифметическое положительных элементов C – среднее арифметическое отрицательных элементов 14 1+⋅ ++ BA CAB A – среднее арифметическое элементов с четными номе- рами B – номер последнего положительного элемента С – среднее геометрическое положительных элементов 15 1+ +⋅ A CBA A – максимальный по модулю элемент В – первый положительный элемент с четным номером C – среднее геометрическое положительных элементов среди N первых 16 ( )( ) AAB C +++ 11 A – сумма всех элементов B – сумма отрицательных элементов, больших K, (K<0) C – минимальный положительный элемент 17 AA B C ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ++ 4 A – сумма элементов со значениями из интервала [K, L] В – максимальный по модулю элемент С – среднее геометрическое ненулевых элементов 18 2+ + C BA А – произведение положительных элементов В – последний положительный элемент с четным номером C – среднее арифметическое элементов с нечетными но- мерами 19 4 2 +⋅ ++ BA CBA A – количество элементов, меньших K B – модуль минимального элемента С – среднее арифметическое N первых элементов 10 1 2 3 20 1+− C AB А – произведение ненулевых элементов B – номер первого отрицательного элемента C – среднее геометрическое положительных элементов 21 A BAC +−+ 105 A – среднее арифметическое элементов с нечетными но- мерами B – номер минимального элемента C – сумма N последних элементов 22 3+ ⋅ B CA A – среднее арифметическое N первых элементов B – количество положительных элементов C – модуль минимального элемента 23 AA BC ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +− 1 A – произведение положительных элементов с нечетными номерами B – номер первого нулевого элемента С – среднее геометрическое положительных среди N по- следних элементов 24 B A C ++ 2 A – максимальный элемент с четным номером B – максимальный отрицательный элемент С – среднее арифметическое N первых элементов 25 2+ + A CB A – количество нулей среди K последних элементов B – номер максимального по модулю элемента C – среднее арифметическое положительных элементов 26 C B A ++1 А – сумма положительных элементов B – номер минимального по модулю ненулевого элемента С – среднее арифметическое положительных элементов 27 AB A C +++1 A – произведение элементов с четными номерами B – максимальный элемент среди N первых C – среднее геометрическое положительных элементов среди N последних 28 ( )( )2++ CBA A – сумма положительных среди N первых элементов В – последний отрицательный элемент с нечетным номе- ром C – среднее арифметическое положительных элементов 29 1+⋅ ++ BA BAC A – сумма отрицательных элементов B – последний положительный элемент с четным номером C – минимальный по модулю ненулевой элемент 30 ( )( )4++ ⋅+ CB CBA A – произведение элементов со значениями из интервала [K, L] B – минимальный элемент с номером из интервала [К, L] C – среднее арифметическое положительных элементов 11 3. ЛИТЕРАТУРА 1. Задания и требования к выполнению контрольной работы № 1 по дисцип- лине «Информатика» для студентов заочной формы обучения // Автор: А.В. Стре- люхин – Минск: БНТУ, 2014. – 21 с. 2. Солодов Б.П. Сборник задач с решениями по программированию на алго- ритмическом языке Fortran Power Station. Методическое пособие по дисциплине "Информатика" для студентов специальности 1-70 02 11 "Промышленное и граж- данское строительство" – Мн.: БНТУ, 2011. – 125 с. 3. Трепачко В.М. Краткий курс программирования на алгоритмическом язы- ке Fortran Power Station: методическое пособие по дисциплине "Информатика" для студентов специальности 1-70 02 11 "Промышленное и гражданское строительст- во" – Мн.: БНТУ, 2006. – 113 с. 4. Павловец В.В. Информатика: программирование на Фортране. – Мн.: Ас- конто, 2006. – 205 с. 5. Бартеньев О.В. Фортран для студентов. – М.: Диалог-МИФИ, 1999. – 397 с. 6. Рыжиков Ю.И. Программирование на Fortran Power Station для инженеров: Практич. рук-во. – Спб.: Корона принт, 1999. – 256 с. 7. Белецки Я. Фортран-77. – М.: Высшая школа, 1991. – 207 с. 8. Ашкрофт Дж., Элдридж Р. Программирование на Фортране 77. – М.: Ра- дио и связь, 1990. – 272 с. 9. Соловьев П.В. FORTRAN для персонального компьютера: Справочное по- собие. – М.: Arist, 1991. – 223 c. 10. ГОСТ 19.701-90 ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения. – Введ. 1992–01–01.– М.: Изд-во стандартов, 1991. – 26 с. 12 Приложение Пример оформления контрольной работы Министерство образования Республики Беларусь Белорусский национальный технический университет Строительный факультет Кафедра "Строительная механика" Контрольная работа № 2 по дисциплине "Информатика" на тему "Программирование алгоритмов с линейной, разветвляющейся и циклической структурами на алгоритмическом языке Fortran" Выполнил: студент Иванов И.И. группа 31201014 зачетная книжка № 31201014-00 Проверил: Минск 2015 13 Содержание стр. 1. Задание 1 1.1. Блок-схема алгоритма задачи 1.2. Программный код 1.3. Экранная форма с результатами расчета 2. Задание 2 2.1. Блок-схема алгоритма задачи 2.2. Программный код проекта 2.3. Тестовый пример и экранная форма с результатами расчета Литература 14 1. Задание 1. Условие. Задана функция y = sin(x2 – 1) + cos(x). На оси X задан участок [0.5, 3.5], который разбивается на N – 1 отрезков с одинаковым шагом dx = (b – a)/(N – 1), N = 16. Разработать алгоритм и приложение, в котором необходимо: а) предусмотреть вывод на экран фамилию студента, шифр и номер задания; б) вычислить шаг и вывести значение на экран; в) вычислить и вывести на экран в виде таблицы номер, абсциссу и ординату каждого расчетного узла; г) вычислить и вывести на экран значения, при которых функция на указан- ном интервале достигает минимума и максимума. 1.1. Блок-схема алгоритма задачи [Дается описание алгоритма задачи и приводится его блок-схема.] 1.2. Программный код [Приводится полный текст программы.] program zadanie1 !блок описания переменных real a,b,dx,x,y real ymin,ymax,xmin,xmax integer n,i !блок описания переменных ... end program zadanie1 1.3. Экранная форма с результатами расчета 2. Пояснение к заданию 2: В "п.2.3. Тестовый пример и экранная форма с результатами расчета" надо отобразить промежуточные и конечные результаты для тестового примера.