МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Гидропневмоавтоматика и гидропневмопривод» ИНФОРМАТИКА Методические указания Минск БНТУ 2013 1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Гидропневмоавтоматика и гидропневмопривод» ИНФОРМАТИКА Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 1-36 01 07 «Гидропневмосистемы мобильных и технологических машин» Минск БНТУ 2013 2 УДК 004:378.147.091.313(075.8) ББК 32.97я7 И74 Составители: С. В. Ермилов, Л. Г. Филипова, И. П. Ус Рецензенты: А. Ю. Лешкевич, А. И. Рахлей Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы по дисциплине «Информатика». В указаниях изложены общие требования к выполне- нию работы, правила оформления пояснительной записки, примерная тематика курсовых работ, некоторые рекомендации по определению входных параметров, а также приводится перечень рекомендуемой литературы. Данные методические указания также размещены на сайте www.bntu.by. © Белорусский национальный технический университет, 2013 3 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение…………………………………………………...... 4 1 Общие требования к курсовой работе…………………... 4 2 Правила оформления пояснительной записки………..... 9 3 Темы курсовых работ…………………………………..... 12 Список рекомендуемой литературы………………………. 14 4 ВВЕДЕНИЕ Информатика относится к дисциплинам для подготовки инженеров-механиков по специальности 1-36 01 07 «Гидроп- невмосистемы мобильных и технологических машин». Ос- новной целью данной дисциплины является изучение одной из популярных систем программирования, составления алго- ритмов, а также применение различных численных математи- ческих методов. В ходе обучения предусмотрено выполнение курсовой ра- боты для закрепления полученных студентами теоретических знаний и практических навыков при выполнении лаборатор- ных работ. В методических указаниях изложены общие требования к выполнению курсовой работы, правила оформления поясни- тельной записки. Приводится список рекомендуемой литера- туры для более детального изучения вопросов, связанных с выполнением курсовой работы. 1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ Курсовая работа по дисциплине «Информатика» является завершающим этапом в изучении дисциплины и направлена на закрепление полученных студентом знаний. Курсовая работа должна отражать приобретенные навыки в программировании по следующим основным направлениям: – ввод-вывод данных с клавиатуры путем организации диа- лога с ЭВМ; – ввод-вывод данных через внешний файл; – использование команд управления экраном в текстовом режиме; – использование подпрограмм (процедур, функций) в вы- числительном процессе; 5 – применение численных методов; – оформление отчета с использованием текстового редак- тора. В тематику курсовых работ входит программирование раз- личных физических расчетов (например, с использованием чис- ленных методов) или расчеты элементов гидропневмопривода. Курсовая работа должна содержать следующие разделы: – титульный лист; – задание по курсовой работе; – реферат; – введение; – постановку задачи; – математическую модель; – схему алгоритма и ее описание; – порядок выполнения программы; – таблицу идентификаторов; – распечатку текста программы; – результаты расчета (распечатку, таблицы, графики); – выводы (заключение); – список используемой литературы. Пример оформления титульного листа представлен на ри- сунке 1. Реферат должен содержать: сведения об объеме пояснительной записки, количестве ил- люстраций, таблиц, приложений, использованных источников; перечень ключевых слов; текст реферата. Перечень ключевых слов должен включать от 5 до 15 слов или словосочетаний из текста пояснительной записки, кото- рые в наибольшей мере характеризуют ее содержание, обес- печивают возможность информационного поиска. Ключевые слова приводят в именительном падеже и печатают пропис- ными буквами в строку через запятые. 6 Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Гидропневмоавтоматика и гидропневмопривод» ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе по дисциплине «Наименование дисциплины» ТЕМА КУРСОВОЙ РАБОТЫ В СООТВЕТСТВИИ С ЗАДАНИЕМ Выполнил: ст. группы № Ф.И.О. студента Руководитель: ученая степень, ученое звание Ф.И.О. Минск 20__ Рисунок 1 – Пример оформления титульного листа 7 Текст реферата должен отражать: объект исследования или разработки; цель работы; метод и методологию проведения работы; результаты работы; основные математические характеристики; область применения. Пример структуры реферата представлен на рисунке 2. Оглавление включает введение, наименование всех разде- лов, подразделов, пунктов (если они имеют наименование), заключение, список используемых источников с указанием номеров страниц, с которых начинаются эти элементы. В ходе подготовки первого раздела студент ставит цели и задачи работы. При разработке второго раздела курсовой работы студент должен ознакомиться с конкретным численным методом для выполнения различных физических расчетов или расчетов элементов гидропневмоприводов, привести его описание, проанализировать особенности, недостатки и преимущества. В третьем разделе приводится алгоритм реализации мето- да (подпрограмма) и головной программы, а также дается описание его работы. В четвертом разделе студент должен описать порядок вы- полнения программы пооператорно, подробно останавливаясь на математической сущности основных блоков программы. В пятом разделе приводится таблица используемых в про- грамме идентификаторов. В шестом разделе приводится распечатка программных файлов с соответствующими комментариями. В седьмом разделе должны быть представлены результаты расчета и их анализ. Результаты расчета приводятся в виде таблиц, графиков, которые выполняются в соответствии с нормативно-технической документацией. 8 Реферат пояснительная записка 40 с., 10 рис., 15 источников. ПРОГРАММИРОВАНИЕ, ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХ- НОЛОГИИ, ЧИСЛЕННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТО- ДЫ, АЛГОРИТМ, ПОДПРОГРАММЫ Объектом исследования являются численные математи- ческие методы. Цель работы – разработка программного продукта с ис- пользованием подпрограмм (процедур, функций). В процессе работы был изучен численный метод, его начальные и граничные условия. В результате исследования был создан программный продукт. Ввод-вывод данных осуществлялся с клавиатуры путем организации диалога с ЭВМ. Отчет о работе оформлен с использованием текстового редактора. Рисунок 2 – Пример реферата 9 2 ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ Текст набирается шрифтом Times New Roman. Межстрочный интервал – 1,5. Поля: правое – 10 мм, верхнее – 20 мм, левое и нижнее – 20 мм. Разрешается использовать компьютерные воз- можности акцентирования внимания на определенных темах, формулах, теоремах, применяя шрифты разной гарнитуры. Наименования структурных элементов записки «Реферат», «Оглавление», «Введение», «Заключение», «Список исполь- зованных источников» служат заголовками структурных эле- ментов отчета. Каждый структурный элемент следует начи- нать с нового листа (страницы). Оглавление электронного ва- рианта пояснительной записки верстается автоматически. Основную часть пояснительной записки следует делить на разделы, подразделы и пункты. Наименование разделов долж- но полностью соответствовать заданию по курсовой работе. Пункты при необходимости можно делить на подпункты. Каж- дый раздел следует начинать с нового листа (страницы). Сле- дует избегать ситуации, когда на странице в конце раздела располагается менее трех строк. Разделы и подразделы, пункты и подпункты следует нумеро- вать арабскими цифрами и записывать с абзацного отступа. Но- мер подраздела или пункта включает номер раздела и порядко- вый номер подраздела или пункта, разделенные точкой. Номер подпункта включает номер раздела, подраздела, пункта и поряд- ковый номер подпункта, разделенные точкой. После номера раз- дела, подраздела, пункта и подпункта точку не ставят. Разделы, подразделы должны иметь заголовки. Пункты, как правило, заголовков не имеют. Заголовки разделов, подразде- лов и пунктов следует начинать с абзаца с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой. 10 Нумерация страниц – в правой верхней части листа без точки. Титульный лист включают в общую нумерацию, одна- ко номер страницы на титульном листе не проставляют. Иллюстрации следует располагать непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые, или на следующей странице. Допускается выполнение чертежей, графиков, диа- грамм, схем посредством компьютерной печати. Нумеровать ил- люстрации следует арабскими цифрами сквозной нумерацией. Если рисунок один, то он обозначается «Рисунок 1». Слово «Ри- сунок» и его наименование располагаются посередине строки. Допускается нумеровать иллюстрации в пределах раздела. В этом случае номер иллюстрации состоит из номера раздела и порядко- вого номера иллюстрации, разделенных точкой. Например, «Ри- сунок 1.1». Иллюстрации при необходимости могут иметь наиме- нование и пояснительные данные (подрисуночный текст). Слово «Рисунок» и наименование помещают после поясни- тельных данных, например: Рисунок 1 – Детали прибора. При ссылках на иллюстрации следует писать «… в соответствии с рисунком 2» при сквозной нумерации и «… в соответствии с рисунком 1.2» при нумерации в пределах раздела. Название таблицы должно быть точным, кратким. Его следует помещать над таблицей слева, без абзацного отступа, в одну строку с ее номером через тире. Таблицу следует рас- полагать непосредственно после текста, в котором она упоми- нается впервые, или на следующей странице. При ссылке сле- дует писать слово «таблица» с указанием ее номера. Таблицу с большим количеством строк допускается пере- носить на другой лист (страницу). При переносе части табли- цы на другой лист (страницу) слово «Таблица» и ее номер указывают один раз слева над первой частью таблицы, над другими частями пишут слово «Продолжение» и указывают номер таблицы, например, «Продолжение таблицы 1», с вы- равниванием по правой границе. Таблицы следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Допускается нумеровать таблицы в пределах 11 раздела. В этом случае номер таблицы состоит из номера раз- дела и порядкового номера таблицы, разделенных точкой. Заголовки граф и строк следует писать в единственном числе с прописной буквы, а подзаголовки граф – со строчной, если они составляют одно предложение с заголовком, или с прописной, если они имеют самостоятельное значение. В таб- лице допускается применять меньший шрифт, чем в тексте. Разделять заголовки и подзаголовки боковика и граф диаго- нальными линиями не допускается. Головка таблицы должна быть отделена линией от остальной части таблицы. Уравнения и формулы следует выделять из текста в отдель- ную строку. Выше и ниже каждой формулы или уравнения должно быть оставлено не менее одной свободной строки. По- яснение значений символов и числовых коэффициентов следует приводить непосредственно под формулой в той же последова- тельности, в которой они даны в формуле. Нумерация формул в отчете – сквозная в пределах всего отчета, арабскими цифрами в круглых скобках в крайнем правом положении на строке. Ссыл- ки на формулы дают в скобках. Пример: … в формуле (1). До- пускается нумерация формул в пределах раздела. В этом слу- чае номер формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, разделенных точкой, например, (3.1). До- пускается выполнение формул рукописным способом. Ссылаться (на литературу) следует на документ в целом или его разделы и приложения. Ссылки на подразделы, пунк- ты, таблицы и иллюстрации не допускаются, за исключением подразделов, пунктов, таблиц и иллюстраций курсовой рабо- ты. Ссылки на иллюстрированные источники следует приво- дить в квадратных скобках. Сведения об использованных источниках (литература) ну- меруются арабскими цифрами без точки и печатаются с аб- зацного отступа. Не допускается оформление пояснительной записки в ви- де рукописного текста. 12 3 ТЕМЫ КУРСОВЫХ РАБОТ В качестве курсовых работ предлагается выполнить иссле- дования наиболее распространенных численных математиче- ских методов. Ниже представлена примерная тематика работ. 1. Численное интегрирование обыкновенных дифференци- альных уравнений. 2. Интерполирование функций. Интерполяция канониче- ским полиномом. 3. Вычисление интегралов с заданной точностью ε = 0,001 и сравнение точности всех известных методов. 4. Методы наивысшей алгебраической точности. Метод Гаусса. 5. Решение нелинейных уравнений. Метод золотого сечения. 6. Применение сплайнов для численного интегрирования. 7. Интерполирование функций. Метод наименьших квадра- тов. Степенной базис. 8. Обработка результатов эксперимента. Подбор функцио- нальной зависимости заданного вида с помощью метода наименьших квадратов. P(S) = A S 3 + B S 2 + D". Определение суммарной ошибки. 9. Интерполирование функций. Интерполяция сплайнами. 10. Интерполяционный метод определения собственных значений матрицы. 11. Решение СЛАУ. Метод Зейделя. Оценка точности. 12. Решение систем нелинейных уравнений. Метод Ньютона. 13. Задачи линейной алгебры. Вычисление собственных зна- чений матриц (прямой метод собственных значений матриц, итерационный метод вычислений). Оценка точности методов. 14. Интерполирование функций. Метод наименьших квад- ратов (линейный вариант). 15. Решение дифференциальных уравнений (ДУ). Метод Адамса. 13 16. Численное интегрирование функции. Выполнение срав- нительного анализа вычислений определенного интеграла ме- тодами трапеции и Симпсона. 17. Обработка результатов эксперимента. Подбор функци- ональной зависимости заданного вида с помощью метода ли- нейного интерполирования. P(S) = A S 3 + B S 2 + D". Опреде- ление суммарной ошибки. 18. Решение систем нелинейных уравнений. Метод Зейделя. 19. Решение нелинейных уравнений. Метод хорд. 20. Выполнение сравнительного анализа вычислений опре- деленного интеграла методами прямоугольников и Симпсона, точность вычислений ε = 0,001. 21. Задачи линейной алгебры. Методы Гаусса с выбором главного элемента для решения СЛАУ. 22. Нахождение приближенного значения функции при за- данном значении аргумента с помощью интерполяционного полинома Лагранжа в точках х1 = 0,702; х2 = 0,512; х3 = 0,608. 23. Граничные задачи на собственные значения для обык- новенных дифференциальных уравнений. 14 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Алексеев, В. Р. ТурбоПаскаль 7.0 / В. Р. Алексеев, О. В. Чес- нокова. – М. : NTPress, 2004. – 314 с. 2. Бахвалов, Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 636 с. 3. Жилевич, М. И. Информатика : учебно-методическое по- собие для студентов специальности 1-36 01 07 «Гидропневмо- системы мобильных и технологических машин» / М. И. Жиле- вич, Л. Г. Филипова. – Минск : БНТУ, 2003. – 77 с. 4. Жилевич, М. И. Информатика : учебно-методическое по- собие к лабораторным работам для студентов специальности 1-36 01 07 «Гидропневмосистемы мобильных и технологиче- ских машин» / М. И. Жилевич, Л. Г. Филипова. – Минск : БНТУ, 2009. – 40 с. 5. Мудров, А. Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль / А. Е. Мудров. – Томск : МП «РАСКО», 1991. – 272 с. : ил. 6. Офицеров, Д. В. Программирование в интегрированной среде ТурбоПаскаль : справочное пособие / Д. В. Офицеров, В. А. Старых. – Минск : Беларусь, 1992. – 240 с. 7. Офицеров, Д. В. Программирование на персональных ЭВМ. Практикум : учебное пособие / Д. В. Офицеров, А. Б. Дол- гий, В. А. Старых. – Минск : Выш. шк., 1993. – 256 с. 8. Степанов, А. Н. Информатика / А. Н. Степанов. – 3-е изд. – СПб. : Питер, 2002. – 608 с. 9. Фигурнов, В. Э. IBM PC для пользователя / В. Э. Фигур- нов. – М. : Инфра-М, 2006. – 640 с. 10. Фурунжиев, Р. И. Вычислительная техника. Практикум : учебное пособие для втузов / Р. И. Фурунжиев. – Минск : Выш. шк., 1985. – 254 с. 15 Учебное издание ИНФОРМАТИКА Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 1-36 01 07 «Гидропневмосистемы мобильных и технологических машин» Составители: ЕРМИЛОВ Сергей Владимирович ФИЛИПОВА Людмила Геннадьевна УС Ирина Петровна Редактор В. О. Кутас Компьютерная верстка А. Г. Занкевич Подписано в печать 16.05.2013. Формат 60 84 1 /16. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 0,87. Уч.-изд. л. 0,68. Тираж 100. Заказ 1238. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0494349 от 16.03.2009. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск.