Значение коэффициента теплопроводности для некоторых материалов - раздел Информатика, Основы информатики
Медь
...
| Медь
|
| Лед (0° С)
| 2,23
| Асбест
| 0,4 - 0,8
|
| Алюминий
|
| Бетон
| 0,7 - 0,2
| Дерево
| 0,1 - 0,2
|
| Сталь
|
| Кирпич
| 0,7
| Воздух
| 0,034
|
Имеем, ограничиваясь первым порядком приращения Δx,
в силу чего
Если через сечения х = х0 и х = x0 + Δx за время Δt прошло разное количество тепла, то та его часть, которая пошла на нагревание (или, в зависимости от знака, на охлаждение) этого участка стержня, есть
Пусть за то же время температура участка изменилась на Δu; как известно, это связано с изменением ΔQ соотношением ΔQ = mcΔu, где т - масса, с - удельная теплоемкость. Приравняем два выражения для ΔQ:
Поскольку массу можно представить как т = ρ∙S∙Δx(ρ - плотность вещества), то, поделив обе части уравнения на Δt и перейдя к пределу при Δt → 0, получим
(7.48)
Это - основное уравнение теплопроводности для однородного стержня.Как следует из процедуры вывода, это уравнение локально, т.е.в данный момент времени и в данной точке выражает закон сохранения энергии.
В уравнение (7.48) входят три постоянные, характеризующие вещество. Удобно объединить их в одну, переписав уравнение в виде
(7.49)
где
-так называемый, коэффициент температуропроводности. Обозначение а2 в (7.49) удобно, таккак фиксирует знак этого коэффициента - он всегда положителен.
Уравнение (7.49) - одно из самых простых дифференциальных уравнений в частных производных. Несмотря на его элементарный вид, решение такого уравнения даже в простейшей ситуации есть весьма сложная задача.
Уравнение теплопроводности в трехмерном случае. Описанный выше вывод уравнения теплопроводности достаточно элементарен. Рассмотрим вывод уравнения теплопроводности в трехмерном случае, используя более общий аппарат математического анализа.
Рис. 7.31. Иллюстрация к выводу уравнения теплопроводности в трехмерном случае
Рассмотрим некоторое тело (V), ограниченное поверхностью (S) (рис. 7.31). Закон сохранения энергии должен выполняться для любой части тела (V). По этому закону скорость изменения энергии в теле равна потокуэнергии через его границу. Имеем для энергии в объеме V
где ε (
, t) - объемная плотность энергии.
Поток энергии через границу тела S равен
- поток энергии. В этих формулах фигурируют тройной и поверхностный (первого рода) интегралы. Закон сохранения энергии (интегральный) примет вид
Применяя к правой части теорему Остроградского- Гаусса, получаем
Поскольку это соотношение должно выполняться для любой части тела (V), то необходимо и достаточно, чтобы в любой точке и в любое мгновение t имело место равенство нулю подынтегрального выражения. Учитывая, что плотность энергии ε (, t) пропорциональна температуре тела, а поток энергии пропорционален градиенту температуры, получаем (опуская детали) уравнение
(7.50)
где и = u (, t) - температура в точке в момент t. Уравнение (7.50) является трехмерным аналогом уравнения (7.49).
Далее будет продолжено лишь рассмотрение задачи о теплопроводности в стержне.
Начальные и краевые условия. Уравнения (7.49), (7.50) описывают процесс изменения температуры тела (перенос тепла) во времени и в пространстве. Ясно, что для отслеживания такого процесса надо знать распределение температуры в теле в некоторый начальный момент времени:
(7.51)
где f(x) - заданная функция. Кроме того, в тех местах, где возможен теплообмен с окружающей средой, надо знать условия этого теплообмена. Для стержня с теплоизолированной боковой поверхностью такими местами являются концы. Пусть длина стержня l; если один конец имеет координату x = 0, а. другой - x = l, то простейший вариант краевых условий - постоянная (но не обязательно одинаковая) температура на каждом конце стержня:
Нижеследующее утверждение физически очевидно, но его строгое математическое доказательство весьма непросто: дифференциальное уравнение (7.49) при начальном условии (7.51) и краевых условиях (7.52) имеет единственное решение.
Аналитические методы решения задачи одномерной теплопроводности существуют, но требуют значительной математической подготовки, к тому же решение обычно получается в виде ряда Фурье, и по его виду протекание процесса неочевидно. В двух- и трехмерном случаях аналитическое решение чаще всего получить не удается (по крайней мере, в практически полезном виде). Как и всюду в этой главе, ниже мы используем простейшие численные методы его решения. Вначале, однако, приведем графические результаты решений простейших задач (заимствованные из книги И.Г.Арамановича и В.И.Левина «Уравнения математической физики», Москва, 1969), способствующие пониманию рассматриваемой проблемы.
Пример 1. В конечном стержне (с теплоизолированной боковой поверхностью) оба торцевых сечения теплоизолированы, а начальная температура распределена по следующему закону:
Графики температуры построены в некоторые последовательные моменты времени, рис. 7.32. При любом t > 0 график симметричен относительно точки 
.
Теплоизоляция концов стержня находит свое выражение в том, что кривые распределения температуры имеют горизонтальные касательные при x = 0 и х = l. Из физических соображений ясно, что при t → ∞ u →uo/2.
Рис. 7.32. Графическая иллюстрация решения задачи из примера 1
Пример 2. В конечном стержне (с теплоизолированной боковой поверхностью) оба торцевых сечения теплоизолированы, а начальная температура распределена по следующему закону:
Здесь u0 - максимальное значение температуры.
В точках 
l и 
l и = 
u0 для любого t > 0, рис. 7.33. Кроме того, при каждом фиксированном t график и симметричен относительно прямой х = l и каждая его половина симметрична относительно, соответственно, точек 
и 
.
Постоянная температура на торцах стержня - простейшее краевое условие. Возможна, однако, и ситуация, когда через торцы происходит теплообмен с окружающей средой. Этот теплообмен, как было установлено Ньютоном, удовлетворяет правилу: поток тепла через единицу поверхности в единицу времени пропорционален разности температур тела и окружающей среды: ΔQ = h (u - 
) где и - температура конца стержня, - температура окружающей среды, h - коэффициент теплообмена. По определению h > 0, т.е. ΔQ > 0 соответствует уходу тепла из стержня, ΔQ < 0 - приходу из окружающей среды.
Рис. 7.33. Графическая иллюстрация решения задачи из примера 2
Поскольку поток тепла во внешнюю среду пропорционален градиенту изменения температуры на торце стержня, закон сохранения энергии принимает вид
(7.53)
(знак «минус» во второй формуле связан с соотношением направления потока и оси х), k - коэффициент теплопроводности.
Ниже приведен пример эволюции температуры в стержне, у которого одинизконцов теплоизолирован, а на другом - поддерживается постоянная температура.
Пример 3. В стержне (с теплоизолированной боковой поверхностью) левый конец теплоизолирован: 
, на правом - поддерживается постоянная температура 
, а начальная температура постоянна по стержню: 
, рис. 7.34.
Рис. 7.34. Графическая иллюстрация решения задачи из примера 3
Методы конечных разностей в моделировании свойств сплошных сред. Покажем на примере уравнения теплопроводности наиболее распространенные методы численного интегрирования уравнении в частных производных. В их основе лежит прием дискретизации.
Покроем отрезок [а, b] одномерной сеткой (т.е. разобьем на n равных частей, рис. 7.35) с узлами в точках
Искомую функцию и(х) будем аппроксимировать ее значениями в узлах сетки. Конечно, такое представление не дает полного описания, но в промежуточных точках, если сетка достаточно «мелкая», возможна интерполяция.
Рис. 7.35. Одномерная сетка
Остановимся на разностной аппроксимации производных. Производная дает информацию о локальном изменении функции в пространстве и, соответственно, связывает ее значения в соседних узлах сетки. Очевидная аппроксимация первой производной в точке х, имеет вид
(7.54)
Для крайних точек, однако, такая аппроксимация невозможна, и простейший способ - ограничиться односторонними разностями:
(7.55)
Разумеется, (7.54) и (7.55) дают простейшие аппроксимации. Втягивая большое количество узлов, можно получить аппроксимации более высокого порядка, но часто бывает достаточно описанных выше. Аналогичная им аппроксимация вторых производных имеет вид
(7.56)
Что же касается методов интегрирования по времени, то это те же методы, что и для обыкновенных дифференциальных уравнений: Эйлера, Рунге - Кутта и т.д. Так как им тоже свойственна дискретизация, то возникает еще одна, временная сетка. При интегрировании уравнений по времени мы движемся по отдельным слоям, а в каждом слое определяем значение искомой функции на пространственной сетке. Если для интегрирования по времени используется метод Эйлера или другой одношаговый метод, то для работы со следующим временным слоем используются значения искомой функции из предыдущего слоя, для более сложных -из нескольких предыдущих слоев.
Далее будем индексы, соответствующие временной сетке, писать надстрочно (вверху), а пространственной - подстрочно (внизу). Таким образом, для одномерного уравнения запись u
означает значение функции и(х, t) в j-м временном слое и в i-м узле пространственной сетки. Вернемся к одномерному уравнению теплопроводности (7.49) и сформулируем простейшую возможную схему его интегрирования - явную схему первого порядка - по времени, используя метод Эйлера, по пространству, используя простейшие аппроксимации (7.56). Шаг по времени обозначим Δt, по координате - Δx. Величина u
= u (tk+1, xi) находится из разностного уравнения
(7.57)
(k = 0, 1,...; i = 1, 2, ..., n - 1) для внутренних узлов пространственной сетки; в силу начального условия (7.51)
где функция f(x) задана и определяет значение температуры при t = 0. Что касается значений u
и и
(на концах стержня), то они зависят от типа краевого условия; для случая, когда концы стержня поддерживаютсяпри постоянной температуре, имеем и= 
, и= 
, где , - заданные числа.
Теперь остановимся на вопросе об устойчивости и эффективности обсуждаемого метода. Устойчивость понимается в том же смысле, что и для обыкновенных дифференциальных уравнений, но шансов получить неустойчивый метод здесь гораздо больше. Существуют разностные схемы абсолютно неустойчивые, абсолютно устойчивые и условно устойчивые. Первые при любых, сколь угодно малых, шагах так «раскачивают» начальную погрешность, что приводят к результатам, не имеющим ничего общего с реальностью. Вторые ни при каких шагах не «раскачиваются», хотя, конечно, чем меньше шаг, тем меньше разница между приближенным и точным решениями. Третьи устойчивы при одних комбинациях значений Δx и Δt и неустойчивы при других. Исследование, которого мы проводить не будем, показывает, что разностная схема (7.57) устойчива при
и неустойчива в противном случае.
Эффективность схемы можно представить лишь при сопоставления с другой схемой того же назначения. Прежде всего, под эффективностью понимают возможность относительно быстро получить решение с достаточной точностью. Иногда оказывается не менее важным объем оперативной памяти под массивы, хранение которых неизбежно в данном методе. Схема (7.57) с точки зрения быстродействия малоэффективна, с точки зрения объема памяти - вполне удовлетворительна, так как, получив значения ина некотором временном слое, не обязательно сохранять в ОЗУ значения на предыдущем слое (их можно вывести на диск или на печать).
Получим более эффективный и устойчивый метод. Он аналогичен переходу от метода Эйлера к одному из вариантов метода Рунге - Кутта второго порядка (называемому иногда модифицированным методом Эйлера). Усредним пространственный член уравнения (7.49) по времени:
(7.58)
Это, безусловно, лучшая чем в (7.57) аппроксимация производной 
. Исследование показывает, что схема (7.58) (называемая в литературе схемой Кранка-Николсона) абсолютно устойчива и более эффективна.
Расплатой за эффективность является то, что (7.58) - неявная схема, т.е. не формула для непосредственного расчета, как (7.57), а система линейных алгебраических уравнений для величин u
, u
, …, u
которую еще предстоит решать (поскольку неизвестные на (k + 1)-м временном слое величины uвходят и в левую, и в правую часть (7.58)). Поскольку неявные схемы, как правило, устойчивей, к ним прибегают часто.
Заметим, что (7.58) есть система специального вида - с трехдиагональной матрицей. В самом деле, если выписать первое, последнее и некоторое промежуточное ;'-е уравнения, перенося неизвестные в левые части, получим
(7.59)
Конечно, к таким системам можно применять стандартные методы решения систем линейных алгебраических уравнений, но для них существует и специализированный высокоэффективный метод, называемый «методом прогонки». За деталями отсылаем к учебникам по численным методам.
Пример. Рассмотрим динамику изменения температуры в стержне длиной 4 м с теплоизолированными концами, температура на которых поддерживается постоянной и равна 3°С с начальным условием f(x) = -0,5x2 + 2x + 3. Коэффициент а в уравнении (7.49) примем равным 0,78 (выбор этот достаточно произволен).
Для демонстрации работы явной схемы (7.57) произведем расчеты по этой формуле на первом шаге. Ограничимся пятью узлами на пространственной сетке. В начальный момент (t = 0) имеем u
= 3,0000, u
= 4,5000, и
= 5,0000, и
= 4,5000, и
= 3,0000.
Из краевых условий получаем и
= и
= 3,0000. Подставляя в формулу (7.57) соответствующие значения, получаем
аналогично получаем u
=3,8916.
Таблица 7.7
Результаты моделирования процесса теплопроводности, полученные по неявной схеме (7.59)
 x
t
|
|
|
|
|
|
|
| 3,000
| 4.500
| 5,000
| 4,500
| 3,000
|
|
| 3,000
| 4,000
| 4,428
| 4,000
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,688
| 3,975
| 3,688
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,476
| 3,669
| 3,476
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,325
| 3,461
| 3,325
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,225
| 3,316
| 3,225
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,154
| 3,218
| 3,154
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,106
| 3,150
| 3,106
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,073
| 3,103
| 3,073
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,050
| 3,071
| 3,050
| 3,000
|
|
| 3,000
| 3,034
| 3,049
| 3,034
| 3,000
|
На рис. 7.36 представлена графическая иллюстрация результатов расчетов.
Рис. 7.36. Графики зависимости температуры от координаты в разные моменты времени (сверху вниз t = 0, t = 2, t = 4, t = 6, t = 8), в начальный момент времени температура самая высокая, затем она постепенно выравнивается, и зависимости температуры от времени в разных точках стержня. Верхняя кривая соответствует x = 2; ниже - x = 1 и х = 3; прямая линия, совпадающая здесь с осью абсцисс, - значение температуры на концах стержня
Ясно, что по мере эволюции во времени температура стержнябудет выравниваться и асимптотически стремиться к 3oС во всех точках.
Все темы данного раздела:
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИКИ
Информатика - молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческо
ИНФОРМАТИКА КАК ЕДИНСТВО НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ
Информатика - отнюдь не только «чистая наука». У нее, безусловно, имеется научное ядро, но важная особенность информатики - широчайшие приложения, охватывающие почти все виды челове
СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОЙ ИНФОРМАТИКИ
Оставляя в стороне прикладные информационные технологии, опишем составные части «ядра» современной информатики. Каждая из этих частей может рассматриваться как относительно самостоя
МЕСТО ИНФОРМАТИКИ В СИСТЕМЕ НАУК
Рассмотрим место науки информатики в традиционно сложившейся системе наук (технических, естественных, гуманитарных и т.д.). В частности, это позволило бы найти место общеобразовател
СОЦИАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ИНФОРМАТИКИ
Термин «социальные аспекты» применительно к большей части наук, тем более фундаментальных, звучит странно. Вряд ли фраза «Социальные аспекты математики» имеет смысл. Однако, информа
ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ ИНФОРМАТИКИ
Деятельность программистов и других специалистов, работающих в сфере информатики, все чаще выступает в качестве объекта правового регулирования. Некоторые действия при этом могут бы
ЭТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИНФОРМАТИКИ
Далеко не все правила, регламентирующие деятельность в сфере информатики, можно свести в правовым нормам. Очень многое определяется соблюдением неписаных правил поведения для тех, к
РАЗЛИЧНЫЕ УРОВНИ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ ИНФОРМАЦИИ
Ранее мы неоднократно употребляли термин «информация», никак его при этом не раскрывая.
Понятиеинформация является одним из фундаментальных в современной н
НЕПРЕРЫВНАЯ И ДИСКРЕТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Чтобы сообщение было передано от источника к получателю, необходима некоторая материальная субстанция -носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носите
Вероятностный подход
Рассмотрим в качестве примера опыт, связанный с бросанием правильной игральной .кости, имеющей N граней (наиболее распространенным является случай шестигранной кости: N = 6). Резуль
Объемный подход
В двоичной системе счисления знаки 0 и 1 будем называть битами (от английского выражения Binary digiTs - двоичные цифры). Отметим, что создатели компьютеров отдают
ИНФОРМАЦИЯ: БОЛЕЕ ШИРОКИЙ ВЗГЛЯД
Как ни важно измерение информации, нельзя сводить к нему все связанные с этим понятием проблемы. При анализе информации социального (в широким смысле) происхождения на первый план м
ИНФОРМАЦИЯ И ФИЗИЧЕСКИЙ МИР
Известно большое количество работ, посвященных физической трактовке информации. Эти работы в значительной мере построены на основе аналогии формулы Больцмана, описывающей энтропию с
ПОЗИЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
Система счисления - принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений. Все системы счисления можно разделить на два класса: позици
ДВОИЧНАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ
Особая значимость двоичной системы счисления в информатике определяется тем, что внутреннее представление любой информации в компьютере является двоичным, т.е. описываемым наборами
ВОСЬМЕРИЧНАЯ И ШЕСТНАДЦАТИРИЧНАЯ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
С точки зрения изучения принципов представления и обработки информации в компьютере, обсуждаемые в этом пункте системы представляют большой интерес.
Хотя компьютер «знает»
АБСТРАКТНЫЙ АЛФАВИТ
Информация передается в виде сообщений. Дискретная информация записывается с помощью некоторого конечного набора знаков, которые будем называть буквами, не вкладывая в это слово при
КОДИРОВАНИЕ И ДЕКОДИРОВАНИЕ
В канале связи сообщение, составленное из символов (букв) одного алфавита, может преобразовываться в сообщение из символов (букв) другого алфавита. Правило, описывающее однозначное
ПОНЯТИЕ О ТЕОРЕМАХ ШЕННОНА
Ранее отмечалось, что при передаче сообщений по каналам связи могут возникать помехи, способные привести к искажению принимаемых знаков. Так, например, если вы попытаетесь в ветрену
МЕЖДУНАРОДНЫЕ СИСТЕМЫ БАЙТОВОГО КОДИРОВАНИЯ
Информатика и ее приложения интернациональны. Это связано как с объективными потребностями человечества в единых правилах и законах хранения, передачи и обработки информации, так и
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФОВ
Важным вопросом, особенно для приложений теории графов, является определение возможных способов представления графов. Самый простой способ - полное перечисление множеств V и
АЛГОРИТМ И ЕГО СВОЙСТВА
6.1. РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ К ПОНЯТИЮ «АЛГОРИТМ»
Понятие алгоритма - одно из фундаментальных понятий информатики. Алгоритмизация наряду с модели
ПОНЯТИЕ ИСПОЛНИТЕЛЯ АЛГОРИТМА
Понятие исполнителя невозможно определить с помощью какой-либо формализации. Исполнителем может быть человек, группа людей, робот, станок, компьютер, язык программирования и т.д. Ва
ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМОВ
Алгоритм, составленный для некоторого исполнителя, можно представить различными способами: с помощью графического или словесного описания, в виде таблицы, последовательностью формул
СВОЙСТВА АЛГОРИТМОВ
Алгоритм должен быть составлен таким образом, чтобы исполнитель, в расчете на которого он создан, мог однозначно и точно следовать командам алгоритма и эффективно получать определен
ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ЯЗЫКА
Достаточно распространенным способом представления алгоритма является его запись на алгоритмическомязыке, представляющем в общем случае систему обозначений и правил
ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
Понятие алгоритма, введенное в предыдущем параграфе, можно назвать понятием алгоритма в интуитивном смысле. Оно имеет нечеткий, неформальный характер, ссылается на некоторые точно н
МАШИНА ПОСТА
Абстрактные (т.е. существующие не реально, а лишь в воображении) машины Поста и Тьюринга, предназначенные для доказательств различных утверждений о свойствах программ для них, были
МАШИНА ТЬЮРИНГА
Машина Тьюринга подобна машине Поста, но функционирует несколько иначе.
Машина Тьюринга (МТ) состоит из счетной ленты (разделенной на ячейки и ограниченной слева, но не спр
НОРМАЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ МАРКОВА
Для формализации понятия алгоритма российский математик А.А.Марков предложил использовать ассоциативные исчисления.
Рассмотрим некоторые понятия ассоциативного исчисления.
РЕКУРСИВНЫЕ ФУНКЦИИ
Еще одним подходом к проблеме формализации понятия алгоритма являются, так называемые, рекурсивные функции. Исторически этот подход возник первым, поэтому в математических исследова
ОПЕРАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОДХОД
В настоящее время создание алгоритмов - написание программ для электронных вычислительных машин - стало видом человеческой деятельности. Важнейший конструктивный компонент программи
СТРУКТУРНЫЙ ПОДХОД
С появлением массовых ЭВМ 3-го поколения устаревшая технология программирования оказалась основным фактором, сдерживающим развитие и распространение компьютерных (информационных) те
НОВЕЙШИЕ МЕТОДОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ ДЛЯ ЭВМ
Структурный подход сыграл огромную роль в программировании и вычислительной технике. С его использованием создан большой запас программного обеспечения, решено множество практически
ДАННЫЕ И ИХ ОБРАБОТКА
Суть всех алгоритмов (и компьютерных программ) состоит в том, что они описывают преобразование некоторых начальных данных в конечные. Какие-то данные алгоритм (программа) может испо
ПРОСТЫЕ (НЕСТРУКТУРИРОВАННЫЕ) ТИПЫ ДАННЫХ
В математике принято классифицировать величины в соответствии с их характеристиками. Различают целые, вещественные, комплексные и логические величины, величины, представляющие собой
СТРУКТУРИРОВАННЫЕ ТИПЫ ДАННЫХ
Описанные выше типы данных называют простыми. Основной признак, по которому можно определить величину простого типа, таков: одно имя - одно значение.
Значительно большие во
Массивы
Самым традиционным и широко известным из структурированных типов данных являетсямассив (иначе называемый регулярным типом) - однородная упорядоченная статическая структура прямого
Записи, множества, файлы
Обобщением массива является комбинированный тип данных - запись, являющаяся неоднородной упорядоченной статической структурой прямого доступа. Запись есть набор име
Суперпозиция структур данных
Из рассмотренных структур данных можно создавать различные суперпозиции (вопрос о допустимости той или иной суперпозиции в конкретном языке программирования следует искать в его опи
Иерархическая организация данных
Во всех рассмотренных выше структурах отдельные элементы (компоненты, поля, составляющие) структуры были формально равноправны. Существует, однако, широкий круг задач, в которых одн
МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД РЕШЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ
С точки зрения информатики, решение любой производственной или научной задачи описывается следующей технологической цепочкой: «реальный объект -модель - алгоритм - программа - резул
СВЯЗИ МЕЖДУ ОБЪЕКТАМИ
В реальном мире между предметами существуют различные отношения. Если предметы моделируются как объекты, то отношения, которые систематически возникают между различными видами объек
ПРЕДМЕТ КИБЕРНЕТИКИ
Слово «кибернетика» происходит от греческого слова, означающего в переводе «кормчий». Его современное значение связано с научной областью, начало которой положила книга американског
УПРАВЛЯЕМЫЕ СИСТЕМЫ
Несмотря на такое многообразие задач, решаемых в разных разделах кибернетики, разнообразие моделей, подходов и методов, кибернетика остается единой наукой благодаря использованию об
ФУНКЦИИ ЧЕЛОВЕКА И МАШИНЫ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ
Хорошо изученной сферой применения кибернетических методов является технологическая и производственная сфера, управление промышленным предприятием. Задачи, возникающие в управлении
НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ СИСТЕМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
Научное направление, связанное с машинным моделированием человеческих интеллектуальных функций - искусственный интеллект - возникло в середине 60-х годов XX столетия. Его возникнове
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАНИЙ В СИСТЕМАХ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
Основной особенностью интеллектуальных систем является то, что они основаны на знаниях, а вернее, на некотором их представлении.Знания здесь понимаются как хранимая
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССУЖДЕНИЙ
Рассуждение - один из важнейших видов мыслительной деятельности человека, в результате которого он формулирует на основе некоторых предложений, высказываний, сужден
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Анализ развития средств вычислительной техники позволяет утверждать, что она постоянно эволюционирует в двух направлениях. Первое из них связано с улучшением параметров существующих
СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЫ РЕШЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ
Разработки систем искусственного интеллекта шли сначала по пути моделирования общих интеллектуальных функций индивидуального сознания. Однако, развитие вычислительной техники и прог
НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Особое место среди программных средств всех типов занимают операционные системы, являясь ядром программного обеспечения.
Операционная система - это комплекс программ, обесп
ПОНЯТИЕ ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ
При наличии большого числа программ и данных необходим строгий их учет и систематизация. Операционным системам приходится работать с различными потоками данных, разными аппаратными
Общие команды MS DOS
Общие команды распознаются и выполняются командным процессором command.com. Команды вводятся с клавиатуры, их ввод завершается нажатием клавиши <ВВОД> (<ENTER>).
Дополнительные команды-утилиты
Помимо команд, распознаваемых и выполняемых командным процессором, в операционной системе имеется большое число утилит - команд, реализованных в виде отдельных программ. В качестве
DISKCOPY
Команда работы с дисками (гибкими); копирует содержимое флоппи-диска в одном дисководе на диск в другом. Ее синтаксис таков
DISKCOPY [dl:][d2:][/l]
ОБОЛОЧКИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Интерфейс операционной системы DOS не обладает необходимой дружественностью. Команды нужно знать наизусть, посимвольно набирать на клавиатуре и при этом не допускать ошибок. Все это
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ И КОМПОНЕНТЫ
Системы программирования - это комплекс инструментальных программных средств, предназначенный для работы с программами на одном из языков программирования. Системы программирования
ТРАНСЛЯЦИЯ ПРОГРАММ И СОПУТСТВУЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ
С появления первых компьютеров программисты серьезно задумывались над проблемой кодирования компьютерных программ. Уже с конца 40-х годов стали появляться первые примитивные языки п
КЛАССИФИКАЦИЯ
Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека. Помимо создания новых программных продуктов
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
Несмотря на широкие возможности использования компьютеров для обработки самой разной информации, самыми популярными являются программы, предназначенные для работы с текстами - текст
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Разработчики создают специальные программные системы целевого назначения для специалистов в некоторой предметной области. Такие программы называют авторскими инструментальными систе
ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ
Каждая прикладная программа этой группы ориентируются на достаточно узкую предметную область, но проникает в нее максимально глубоко. Так функционируют АСНИ - автом
ОРГАНИЗАЦИЯ «МЕНЮ» В ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМАХ
Прикладные программы нацелены на широкий круг пользователей (непрограммистов) и предполагают диалоговый режим работы человека с компьютером. Широкой популярностью пользуются програм
ЭЛЕМЕНТЫ ИЗДАТЕЛЬСКОГО ДЕЛА
Для того, чтобы уверенно работать с текстовыми редакторами и настольными издательскими системами, необходимо освоить и уяснить некоторые сведения из издательского дела.
Осо
ТЕКСТОВЫЕ РЕДАКТОРЫ
Программы-текстовые редакторы предназначены для подготовки текстовых материалов на компьютере.
Поскольку текстовые материалы бывают различной сложности по набору и верстке,
Общая характеристика
Настольные компьютерные издательские системы приобрели широкую популярность в различных сферах производства, бизнеса, науки, культуры и образования. Издательское дело становится акт
Настольная издательская система WORD
В последнее время все большую популярность среди широкого круга пользователей завоевывает текстовый процессор Word для Windows. Прежде всего из-за высококачественных издательских св
Для отмены удаления
• на панели инструментов пиктографического меню нажать на кнопку с изображением изогнутой влево стрелки;
• или использовать команду меню Правка + Отменить ввод.
До
Создание таблицы путем преобразования текста
•введите текст, разделяя будущие ячейки таблицы с помощью табуляции (если текст уже введен, разделите его на ячейки с помощью табуляции);
• выделите текст, который необходимо преобразовать
Настольная издательская система PageMaker
PageMaker (PM) - одна из самых мощных и популярных у профессионалов издательских систем. С ее помощью можно подготовить оригинал-макет толстой книги, включающей иллюстрации, формулы
Настольная издательская система ТеХ
Описанные выше издательские системы плохо приспособлены к набору и подготовке к печати текстов математического характера, с большим числом сложных формул и графиков, специальных мат
ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА ЭКРАНЕ
Существует два способа реализации построения изображений на экране дисплея -векторный (функциональный) и растровый. В первом случае электронный луч
ИЗОБРАЗИТЕЛЬНАЯ ГРАФИКА
При работе с художественной графикой, включая компьютерную графику, необходимо знать следующие понятия.
Композиция - строение, соотношение и взаимное расположение частей,
Редактор Paint
Графический редактор Paint, входящий в комплект стандартных программ MS Windows 95, позволяет, используя манипулятор «мышь», выполнять черно-белые и цветные рисунки, обрамлять их текстом, выводить
Редактор CorelDraw
Начиная работать с графическим редактором CorelDraw, мы прежде всего видим его рабочее окно, рис. 2.19.
ДЕЛОВАЯ ГРАФИКА
Одним из первых приложений компьютерной графики стало отображение данных экономических расчетов.
Графические представления расчетных и статистических данных удобно представ
ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА
Компьютеризацию чертежных и конструкторских работ проводят давно и в настоящее время используют различные системы автоматизации проектных работ (САПР). Аббревиатуру САПР впервые исп
НАУЧНАЯ ГРАФИКА
Компьютерная графика представляет значительный интерес для научных исследований. В частности, она выступает как средство формирования научной документации с использованием специальн
ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Базы данных - важнейшая составная частьинформационных систем. Здесь мы ограничимся лишь кратчайшими общими сведениями об информационных системах, сосредоточив внима
ВИДЫ СТРУКТУР ДАННЫХ
В информатике совокупность взаимосвязанных данных называетсяинформационной структурой, или структурой данных. В нашем примере объектами модели явля
ВИДЫ БАЗ ДАННЫХ
Дадим основное определение. База данных - это реализованная с помощью компьютера информационная структура (модель), отражающая состояние объектов и их отношения.
Следует уч
Реляционные базы данных
Наиболее распространенными в практике являются реляционные базы данных. Название «реляционная» (в переводе с английского relation - отношение) связано с тем, что каждая запись в таб
СОСТАВ И ФУНКЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ
База данных предполагает наличие комплекса программных средств, обслуживающих эту базу данных и позволяющих использовать содержащуюся в ней информацию. Такие комплексы программ назы
Where <условие>.
Например, если необходимоиз отношения «Успеваемость», имеющего схему:
Успеваемость (ФПО_студента, Дисциплина, Оценка, Дата, Преподаватель)
СУБД DBASE
СУБД типа DBASE позволяют работать с реляционными базами данных (БД), структура которых состоит из трех элементов:
• число полей БД;
• характеристикакаждогополя;
СУБД Microsoft Access
Access - в переводе с английского означает «доступ». MS Access - это функционально полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access одна из самых мощных, гибких и простых в использова
НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ТАБЛИЧНЫХ ПРОЦЕССОРОВ
Как показала практика, решение многих задач экономического характера на языках высокого уровня с использованием всего арсенала приемов и методов профессионального программирования -
Средства макропрограммирования
Интегрированная система обработки электронных таблиц SC4 предоставляет пользователю средства макропрограммирования.
Макропрограммы хранятся, как правило, вместе с электронн
Графическое представление данных
Электронные таблицы имеют развитые возможности представления данных в графическом виде.
Рассмотрим принципы построения диаграмм на примере ЭТ «Показатели соревнования между
ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАБЛИЦЫ EXCEL
Современные электронные таблицы типа Excel используют манипулятор «мышь»; в них реализован удобный и комфортный интерфейс.
Excel имеет два окна - программное (внешнее) и ра
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ
Программные средства, подробно описанные в предыдущих разделах - системы подготовки текстов и машинной графики, базы данных и электронные таблицы -зачастую не могут удовлетворить за
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПАКЕТ MS-WORKS
После запуска интегрированного пакета MS-Works вы попадаете в интегрированную среду этого программного средства. Опишем некоторые правила работы с составными компонентами пакета.
ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ
Систему искусственного интеллекта, построенную на основе глубоких специальных знаний о некоторой предметной области (полученных от экспертов-специалистов этой области), называют
НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММ
Описанные выше программные системы - текстовые редакторы и издательские системы, электронные таблицы и СУБД - являются инструментальными средствами общего назначения, т.е. могут использоваться для
ПАКЕТ MATHCAD
Одним из последних достижений в области инструментальных средств для решения прикладных задач является MATHCAD - физико-математический пакет с включенной в последнюю версию системой
СИСТЕМА АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ REDUCE
Развитие вычислительной техники начиналось с автоматизации выполнения арифметических действий. Вместе с тем известно, что компьютеры могут успешно оперировать математическими символ
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕСТОВ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
Компьютеры в обучении - вопрос, требующий отдельного рассмотрения. Отметим лишь, что различные варианты АОС (автоматизированных обучающих систем) вобрали в себя лучшие достижения ко
Оценка соответствия
Рис. 2.30. Схема создания тестовых заданий
Самый простой способ составления тестовых заданий - формирование вопросов к понятиям, составляющим узлы се
ТИПЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕСТОВ
В соответствии с моделью знаний, выделим три класса компьютерных тестов на знания, умения и навыки. Отметим, что типы компьютерных тестовых заданий определяются способами однозначно
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ТЕСТОВЫЕ ОБОЛОЧКИ
Для создания тестов по предметной области разрабатываются специальные инструментальные программы-оболочки, позволяющие создавать компьютерные тесты путем формирования базы данных из
ЧТО ТАКОЕ КОМПЬЮТЕРНЫЙ ВИРУС
Среди огромного разнообразия видов компьютерных программ существует одна их разновидность, заслуживающая особого упоминания. Главное отличие этих программ от всех остальных состоит
РАЗНОВИДНОСТИ КОМПЬЮТЕРНЫХ ВИРУСОВ
Рассмотрим подробнее основные особенности компьютерных вирусов, характеристики антивирусных программ и меры зашиты программ и данных от компьютерных вирусов в наиболее распространен
АНТИВИРУСНЫЕ СРЕДСТВА
К настоящему времени накоплен значительный опыт борьбы с компьютерными вирусами, разработаны антивирусные программы, известны меры защиты программ и данных. Происходит постоянное со
ВИДЫ И НАЗНАЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ИГР
Игры любят все. Игра является наилучшей средой для обучения любомувидудеятельности.
Характерной приметой компьютерной эры стали компьютерные игры. К ним можно относиться по
ОБЗОР КОМПЬЮТЕРНЫХ ИГР
Компьютерные игры бывают разные и каждаяиз них требует разных ресурсов компьютера.
Ниже приведен краткий обзор компьютерных игр.
Игры на мастерс
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Одной из самых революционных идей, приведших к созданию автоматических цифровых вычислительных машин, была высказанная в 20-х годах XIX века Ч.Бэббиджем мысль о предварительной запи
ПОНЯТИЕ О ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВЫСОКОГО УРОВНЯ
Языки программирования - это формальные языки специально созданные для общения человека с компьютером. Каждый язык программирования, равно как и «естественный» язык (русский, англий
МЕТАЯЗЫКИ ОПИСАНИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Интерпретация конструкций языка программирования должна быть абсолютно однозначной, ибо фраза на языке программирования превращается в машинный код автоматически, с помощью программ
Lt;пусто>::=.
В большинстве учебных пособий по программированию, технических описаний языков, метаформулы рассматриваемого языка представлены полностью.
Синтаксическая диаграмма
ГРАММАТИКА ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Описанию грамматики языка предшествует описание его алфавита. Алфавит любого языка состоит из фиксированного набора символов, однозначно трактуемых. Алфавит языков программирования,
ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЯЗЫКА
Паскаль - язык структурного программирования. Это означает, что программист должен выражать свои мысли очень дисциплинированно, с использованием малого числа четко оговоренных конструкций, использу
СТРУКТУРЫ ДАННЫХ
Мы уже познакомились с простыми типами real, integer, boolean, byte,char.
В Паскале программист по своему желанию может определить новый тип путем перечисления его элементо
ПРОЦЕДУРЫ И ФУНКЦИИ
Описание и вызов. В Паскале подпрограммы называются процедурами и функциями и описываются в разделе с тем же названием.
Процедура имеет та
РАБОТА С ФАЙЛАМИ
Файл (последовательность) - это одна из наиболее фундаментальных структур данных. Программная организация компьютеров,их связь с внешними устройствами основаны на файловой структуре
ДИНАМИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ
Динамические переменные и указатели. До сих мы рассматривали статические переменные. Такие переменные автоматически порождаются при входе в тот бло
РАБОТА С ГРАФИКОЙ
Машинная (компьютерная) графика- одно из важных направлений в современной прикладной информатике. В отличие от базового Паскаля, современные версии содержат мощные средства разрабо
Некоторые сведения о драйверах н определяемых ими режимах
Адаптер
Драйвер
Режим (Номер, имя)
Разрешимость
Число страниц
ТУРБО-ОБОЛОЧКИ. ВЕРСИИ ПАСКАЛЯ
Система программирования Турбо-Паскаль 3.0. После запуска программы turbo.exe на экране появится меню системы
Logged drive : A
Work fi1е:
Main file:
E
РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ ТУРБО-ПАСКАЛЯ
СТАНДАРТНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ И ФУНКЦИИ
Принятые обозначения:
type -любой тип;
string - любой строковый тип;
file -любой файловый тип;
scalar -
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММ
В предыдущем разделе, посвященномязыку Паскаль, приведено немало примеров программ. Однако, при анализе готовой программы чаще всего не ясно, как разработчики к ней пришли. В этом разделе рассказыв
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ И АНАЛИЗА АЛГОРИТМОВ
При построении алгоритма для сложной задачи используют системный подход -использованием декомпозиции (нисходящее проектирование сверху-вниз) и синтеза (программирование снизу-вверх)
МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ АЛГОРИТМОВ, ОРИЕНТИРОВАННЫЕ НА СТРУКТУРЫ ДАННЫХ
Часто на технологию разработки алгоритма влияют структуры данных, используемых в программе. Удачный выбор структур данных позволяет зачастую легко строить эффективные алгоритмы. Мет
РЕКУРСИВНЫЕ АЛГОРИТМЫ
Изучая в предыдыщем разделе язык Паскаль, мы уже использовали понятие рекурсии. Однако, оно столь важно и принципиально, что с ним следует познакомиться детальнее.
Рекурсие
БЕЙСИК КАК ЯЗЫК ОПЕРАЦИОНАЛЬНО-ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
У языка Бейсик (Basic) весьма своеобразная судьба. Будучи созданным для, так называемых, непрофессиональных программистов, многократно раскритикованный почти каждым пишущим о програ
МУЗЫКАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
В ряд версий Бейсика встроен специальный подъязык, который позволяет программировать музыку. Это делается без труда командой PLAY. В команде указывается строковое выражение, составл
ГРАФИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
Для получения графических образов необходимо задать графический экран (например, SCREEN 9) и масштаб или окно экрана WINDOW (х1,у1) - (х2,у2). Здесь (х1,у1), (х2,у2) - координаты уг
ОБРАБОТКА СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Кроме числовых значений переменные в Бейсике могут принимать значения в виде строки символов. Символьные значения (константы) заключаются в кавычки " ".
Имя симво
ПОДПРОГРАММЫ
В Бейсике предусмотрена работа с подпрограммами, если необходимо использовать многократно сходные действия, или для блочно-структрпрованного построения программы. Для организации подпрограмм исполь
РАБОТА С ФАЙЛАМИ
Для осуществления связи с внешними периферийными устройствами и с файловой системой операционной среды в Бейсике предусмотрена работа с файлами. В следующем фрагменте программы пока
СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДИАЛОГА
ВБейсике сильно развиты команды и функции ввода-вывода данных, позволяющие осуществлять диалог (интерактивный интерфейс) с пользователем.
Для осуществления клавиатурного у
ВЕРСИИ БЕЙСИКА
Бейсик характерен необычайным обилием версий, которые иногда настолько отличаются друг от друга, что могли бы считаться разными языками.
Хотя первая официальная публикация
БЕЙСИК И ПАСКАЛЬ
Сопоставим эти популярные языки - не в деталях, а в целом. В Бейсике отсутствуют:
• ряд структур данных (множества, записи, перечисляемые и интервальные типы);
• с
ЭЛЕМЕНТЫ СИ: АЛФАВИТ, ИДЕНТИФИКАТОРЫ, ЛИТЕРАЛЫ, СЛУЖЕБНЫЕ СЛОВА
Перечислим основные символы языка Си, образующие его алфавит:
1) строчные латинские буквы
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
2) прописные латинск
СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ НА СИ. ПОНЯТИЕ О ФУНКЦИЯХ
Программа на языке Си представляет собой набор последовательно описанных функций (процедуры и подпрограммы в языке Си считаются частным случаем функций). Каждая функция - самостояте
КЛАССЫ ПАМЯТИ
Помимо изученных ранее характеристик переменных (имени, типа, значения), в ряде случаев оказывается важной еще одна - класс памяти. Класс памяти характеризует время существования и
ФУНКЦИИ ВВОДA-ВЫВОДА
Средства ввода-вывода не являются составной частью языка Си. Имеется ряд библиотечных функций Си. обеспечивающих стандартною систему ввода-вывода для программ на Си. Макроопределени
Некоторые функции буферизованной сисгемы ввода-вывода
Имя
Функция
fopen()
fclose()
putc()
getc()
fseek()
fprintf()
fscanfl()
feof()
ferror()
rewind()
remove()
Значения режимов в Турбо-Си
Режим
Смысл
"r"
"w"
"а"
"r+"
"w+"
''а+"
Открыть фай
ДИРЕКТИВЫ ПРЕПРОЦЕССОРА
Препроцессор - это программа, которая производит некоторые, иногда весьма значительные, манипуляции с первоначальным текстом программы перед тем, как он подвергается трансляции.
СИ И ПАСКАЛЬ
При знакомстве с языком Си, особенно после изучения Паскаля и Бейсика, погружение в детали его изобразительных средств может затушевать важную мысль: хотя на Си можно написать практ
АЛГОРИТМ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММ НА ПРОЛОГЕ
Факты и правила программы на Прологе являются описанием отношений и связей между объектами некоторой предметной области, т.е. записью условия некой логической задачи, которую предст
К процессу выполнения программы на Прологе
Номер шага резолюции
Целевое предложение
Исходное предложение
Резольвента
РЕКУРСИЯ
Существует целый класс задач, в которых отношения между объектами можно определить, только пользуясь самими определяемыми соотношениями. Получающиеся при этом правила называются рек
ПРЕДИКАТ ОТСЕЧЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ЛОГИЧЕСКИМ ВЫВОДОМ В ПРОГРАММАХ
Управление процессом просмотра предложений является важным аспектом программирования на Прологе. Это осуществляется с помощью специальной встроенной функции «резать», обозначаемой с
ОБРАБОТКА СПИСКОВ
На практике часто встречаются задачи, связанные с перечислением объектов. В некоторых случаях при решении задач важно сохранять информацию об уже сделанных шагах решения, чтобы их н
РЕШЕНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ НА ПРОЛОГЕ
Целью всего предшествующего изложения была подготовка к данному разделу -решению содержательных логических задач на Прологе, т.е. задач невычислительного характера, в которых особен
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЯЗЫКА
В программировании помимо процедурного подхода, представителями которого являются такие универсальные языки высокого уровня как Бейсик, Паскаль, Си, и логического подхода, представленного языком Пр
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОГРАММЫ НА ЛИСПЕ. СПИСКИ
Программы на языке Лисп строятся из простейших неделимых элементов, называемых атомами. Символы и числа представляют собой атомы, из них состоят все остальные структуры.
ФУНКЦИИ
Функции в Лиспе аналогично математическим функциям ставят в соответствие элементам из одного множества - определения (аргументов) - единственный элемент из множества значений. В про
Базовые функции обработки S-выражений
Функция
Вызов
Действие
Пример использования
CAR
(CAR список)
ФОРМЫ. УПРАВЛЯЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ В ЛИСП-ПРОГРАММЕ
Программа состоит не только из функций, но и из форм. Простейшими формами являются константы, переменные, лямбда-вызовы, вызовы функций.
Остановимся более подробно на специ
Динамическое управление вычислением
• THROW, CATCH, а также BLOCK.
Эти управляющие формы (кроме QUOTE и лямбда-вызова, а также вызовов функций), в основном, используются в теле лямбда-выражений, определяющих функции.
РЕКУРСИЯ И ЦИКЛ В ПРОГРАММАХ НА ЛИСПЕ
В «чистом» функциональном программировании организация повторяющихся вычислений должна происходить лишь с помощью условных предложений и определения рекурсивных, вызывающих самих се
ВВОД-ВЫВОД ДАННЫХ
До сих пор рассматривался ввод и вывод данных в лисповских программах через параметры функций и свободные переменные. Для организации диалога человека с программой в Лиспе существую
СВОЙСТВА СИМВОЛОВ
В Лиспе могут быть определены, так называемые, свойства символов. Список свойств имеет вид:
(имя_свойства1 значение1 имя_свойства2 значение2 . .. имя_свойст
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Как уже отмечалось выше (п. 4.1), в настоящее время растет популярность методологий, ориентированных на данные. В первую очередь, это объектно-ориентированное программирование.
ОСНОВЫ ОБЪЕКТНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В СИСТЕМЕ ТУРБО-ПАСКАЛЬ
Объект в ТурбоПаскале - это структура данных, содержащая поля данных различных типов и заголовки методов и обобщающая структуру «Запись» (record).
Синтакси
ОБОЛОЧКА TURBO-VISION
Объектно-ориентированный подход позволяет создавать объектные среды, библиотеки объектов для последующего использования при разработке программ. Особенно широкую известность получил
СРЕДА ОБЪЕКТНОГО ВИЗУАЛЬНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ DELPHI
* Раздел о Delphi написан Е.А.Ереминым.
Созданный в 1970 г. Н. Виртом, язык программирования Паскаль не оставался чем-то неизменным. Хотя основная его часть сохранилась пре
СИСТЕМА ОБЪЕКТНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ SMALLTALK
Большой интерес представляют языки, изначально созданные для объектно-ориентированного программирования. Самым ярким примером является язык Smalltalk.
Система Smalltalk представляет собой
Циклические конструкции языка Smalltalk
Запись
Содержание
<число> разПовторнть: [блок сообщении]
[блок условия] покаЛожь: [блок сообщений]
блок условия] покаИс
НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Все началось с идеи научить машину считать или хотя бы складывать многоразрядные целые числа. Еще около 1500 г. великий деятель эпохи Просвещения Леонардо да Винчи разработал эскиз
НАЧАЛО СОВРЕМЕННОЙ ИСТОРИИ ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Подлинная революция в вычислительной технике произошла в связи с применением электронных устройств. Работа над ними началась в конце 30-х годов одновременно в США, Германии, Великоб
ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
В истории вычислительной техники существует своеобразная периодизация ЭВМ по поколениям. В ее основу первоначально был положен физико-технологический принцип: машину относят к тому
Поколения ЭВМ
Показатель
Поколения ЭВМ
Первое
1951-1954
Второе
1958-I960
ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ
Подлинную революцию в вычислительной технике произвело создание микропроцессора. В 1971 г. компанией «Intel» (США) было создано устройство, реализующее на одной крошечной микросхеме функции процесс
И НЕ ТОЛЬКО ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ...
Массовость использования ПК, огромные рекламные усилия производителей и коммерсантов не должны заслонить тот факт, что кроме ПК есть и другие, многократно более мощные, вычислительн
ЧТО ВПЕРЕДИ?
В 90-х годах микроэлектроника подошла к пределу, разрешенному физическими законами. Фантастически высока плотность упаковки компонентов в интегральных схемах и почти предельно велик
АРХИТЕКТУРА ЭВМ
2.1. О ПОНЯТИИ «АРХИТЕКТУРА ЭВМ»
Термин «архитектура» используется в популярной литературе по вычислительной технике достаточно часто, однако определение э
КЛАССИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА ЭВМ II ПРИНЦИПЫ ФОН НЕЙМАНА
Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил выдающийся американский математик Джон фон Нейман. Он подключился к созданию первой в мире ламповой ЭВМ ENIAC в 1944 г., ко
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ ЭВМ
В предыдущем разделе была описана классическая структура ЭВМ, соответствующая вычислительным машинам первого и второго поколений. Естественно, что в результате бурного развития техн
ОСНОВНОЙ ЦИКЛ РАБОТЫ ЭВМ
В данном разделе коротко рассмотрена последовательность действий при выполнении команды в ЭВМ. Можно утверждать, что рабочий цикл в общем виде одинаков для всех фон-неймановских маш
СИСТЕМА КОМАНД ЭВМ И СПОСОБЫ ОБРАЩЕНИЯ К ДАННЫМ
Важной составной частью архитектуры ЭВМ является система команд. Несмотря на большое число разновидностей ЭВМ, на самом низком («машинном») уровне они имеют много общего. Система ко
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МИКРОПРОЦЕССОРОВ
В 1959 г. инженеры фирмы «Texas Instruments» разработали способ, как разместить внутри одного полупроводникового кристалла несколько транзисторов и соединить их между собой - родила
ВНУТРЕННЯЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МИКРОПРОЦЕССОРА
Перечислим основные функции микропроцессора:
• выборка команд из ОЗУ;
•декодирование команд (т.е. определение назначения команды, способа ее исполнения и адресов о
РАБОТА МИКРОПРОЦЕССОРА С ПАМЯТЬЮ. МЕТОДЫ АДРЕСАЦИИ
Адресное пространство МП состоит из множества ячеек памяти ОЗУ, из которых он может брать информацию или засылать ее. Как говорилось выше, начиная с 4-го поколения доминирует байтов
ФОРМАТЫ ДАННЫХ
Почти каждая команда процессора нацелена на обработку данных, местонахождение которых определяется значениями адресов операндов. Для понимания работы процессора существенно представ
ОБРАБОТКА ПРЕРЫВАНИЙ
Важную роль в работе современного МП играют прерывания. Они всегда нарушают естественный ход выполнения программы для осуществления неотложных действий, связанных, например, с реакц
РАБОТА МИКРОПРОЦЕССОРА С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ
Выше было описано, как процессор обменивается информацией с ее наиболее важным и оперативным источником - памятью. Рассмотрим теперь, как МП может принять данные или передать их вне
Наиболее важные команды процессора PDP
Мнемоника
команды
Содержание команды
Пояснения
HLT
Остановка
&n
Некоторые способы указания операндов в командах
Название
Мнемоника
Пояснение
Регистровая
Косвенно-регистровая
Автоинрементная
Автодекрементная
УЧЕБНАЯ МОДЕЛЬ МИКРОКОМПЬЮТЕРА
В предыдущем разделе были кратко изложены наиболее важные черты реально существующего простого процессора ЭВМ. Конечно, на самом деле все устроено заметно сложнее, поэтому мы ограни
СТРУКТУРА УЧЕБНОГО МИКРОКОМПЬЮТЕРА
В состав учебного микрокомпьютера входят следующие устройства (рис. 4.16):
центральный процессор, память двух видов (ОЗУ и ПЗУ), а также два наиболее важных внешних устройс
СИСТЕМА КОМАНД
Перейдем к самому важному - системе команд, которые умеет выполнять учебный процессор. Как мы уже знаем, машинная команда состоит из операционной и адресной частей: первая указывает
АДРЕСАЦИЯ ДАННЫХ
Теперь, когда мы знаем практически все об операционной части команды, можно заняться адресной. Посмотрим, какими способами могут представляться операнды ОП1 иОП2.
Начнем с
РАБОТА С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ
Как уже говорилось ранее, модель «Е97» отражает наиболее простые методы обмена с внешними устройствами из тех, что свойственны современным компьютерам.
Как и в реальных мик
НЕКОТОРЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО Е-97
А. Система команд процессора
МОД
коп
ОП1
ОП 2
Пояснения
&
Б. Двоичные коды модификатора МОД для переходов
0000 - возврат из подпрограммы
0001 - безусловный переход
0010 - N=0 (>=0)
0011 - N=l (<0)
0100 - Z=0 (<>0)
0101 - Z=l (=0)
Г. Кодирование операндов
R0
резерв
ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ: ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Внешние (или, по другому, периферийные) устройства ЭВМ прошли огромный путь в своем развитии. Существуй машина времени, инженеры-конструкторы и пользователи ЭВМ 50-х годов, увидев п
ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) обеспечивают долговременное хранение программ и данных. Наиболее распространены следующие типы ВЗУ: накопители на магнитных дисках (НМД); их ра
УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ
Разумеется, для ввода (и вывода) информации используются все виды ВЗУ. Заметим, что информация в ВЗУ хранится в виде, недоступном для непосредственного восприятия человеком, ибо ВЗУ
УСТРОЙСТВА ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ
Самым популярным из устройств вывода информации являетсядисплей - устройство визуального отображения текстовой и графической информации. Дисплей относ
Характеристики SVGA-монитора
Режим
Разрешающая способность
Число цветов (оттенков яркости)
Символьный
ЛОГИКА ВЫСКАЗЫВАНИЙ. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ
Люди, далекие от техники, часто смотрят на ЭВМ и другие цифровые электронные устройства как на нечто таинственное и непостижимое. Тем не менее, все эти устройства работают в строгом
СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ. ТИПОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ УЗЛЫ
Мы уже знаем, что любую достаточно сложную логическую функцию можно реализовать, имея относительно простой набор базовых логических операций. Первоначально этот тезис был технически
АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
Локальные сети (ЛС ЭВМ) объединяют относительно небольшое число компьютеров (обычно от 10 до 100, хотя изредка встречаются и гораздо большие) в пределах одного помещения (учебный ко
КОНФИГУРАЦИИ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ И ОРГАНИЗАЦИЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ
В простейших сетях с небольшим числом компьютеров они могут быть полностью равноправными; сеть в этом случае обеспечивает передачу данных от любого компьютера к любому другому для к
ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ЛС КУВТ - совокупность аппаратных и программных средств, ориентированных на использование в учебном процессе. В нашей стране в конце 80-х годов получили широкое распространение КУВТ
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Появление компьютерных сетей привело к развитию операционных систем для персональных компьютеров, позволяющих работать в сетях. Такие операционные системы обеспечивают не только сов
Некоторые виды доступа к каталогам и файлам
Виды доступа
Обозначения
Права
Access Control
A
Некоторые параметры команды LOGIN
Параметр
Назначение и использование
/Script
/NoAttach
/CleanScreen
Форматы команды MAP
Формат
Комментарий
mар
mар диск:= [путь] каталог
mар диск:= [путь] каталог; диск:=
Меню для запуска сетевых утилит
Строка
Утилита
Назначение
Session Management
session
Управление сеансами
Параметры процедуры NCOPY
Параметр
Назначение и использоввание
/S
/Е
/С
/I
/V
/А
/М
Копировани
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ
Глобальные информационные сети - одноиз основных достижений человечества в области информационных технологий, главная примета вхождения в эпоху информационного общества. Делая возмо
АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА И ПРОТОКОЛЫ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ
Основное техническое устройство сети - компьютер. Подавляющая часть компьютеров в сети являются абонентскими пунктами, т.е. обслуживают конечных пользователей - потребителей информации. В этом каче
ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА
Исторически первый и наиболее распространенный вид работы в телекоммуникационных сетях -межперсональный обмен текстовыми сообщениями, известный под названием «элект
Адресация и виды информации в Internet
По данным на 1995 г. через Internet связано более 5 млн. компьютеров, и число их очень быстро растет. Internet поддерживает все существующие виды работ, возм
Классы IP-адресов
Класс
Диапазон значений первого байта
Возможное число сетей
Возможное число узлов
А
1-126
Доступ к информации в Internet
Главный режим доступа к информационным ресурсам Internet-on-line, однако получать информацию из этих ресурсов можно и в режиме off-line
Язык разметки гипертекстов html
Документы, хранящиеся на WWW, подготавливаются на специальном языке HTML (Hypertext Markup Language - «Язык разметки гипертекстов»). В HTML тек
Программа-оболочка Internet Explorer
Одним из самых популярных в настоящее время броузеров - программ для просмотра документов WWW-серверов - является Internet Explorer, программа, разраб
Другие информационные системы в Internet
Gopher-это еще одна распределенная информационная система Internet. В основу ее интерфейсов положена идея иерархических ка
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ UNIX
ОС UNIX - одно из высших достижений в мире системного программного обеспечения. Многие специалисты считают, что по сравнению с ней MS DOS является гораздо менее профессиональной сис
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ КАК СРЕДСТВО ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Компьютерные телекоммуникации все настойчивее проникают в различные сферы жизни современного общества: бизнес, финансы, средства массовой информации, науку и образование.
Н
ПЕРСОНАЛЬНЫЙ ОБМЕН СООБЩЕНИЯМИ
Наиболее популярный тип телекоммуникаций состоит в электронном общении индивидов с другими индивидами, индивидов с группами, групп с группами. Многие из телекоммуникационных проекто
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Некоторые из наиболее успешных образовательных телекоммуникационных проектов построены на сборе, обработке, сопоставлении учащимися различного рода информации.
Инфо
СОВМЕСТНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
Совместное решениезадач может оказаться новым, очень перспективным наполнением образовательной телекоммуникационной среды. Проекты могут быть основаны как на соревновании, так и на
БАНКИ ДАННЫХ
Банк данных - наиболее характерный пример информационной системы. В банке данных хранится достаточно универсальная, необходимая для решения разнообразных прикладных задач, информаци
БАНКИ ДОКУМЕНТОВ
В документальной информационно-поисковой системе выделяют следующие компоненты:
• массив документов (текстов) или фактов, выступающих в качестве объектов хранения и поиска;
БАНК ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
В качестве примера реально существующего и достаточно широко используемого банка данных рассмотрим банк педагогической информации (БПИ), созданный в Республиканском институте повыше
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ
Рассмотрим вопрос о проектировании баз данных. К любой базе данных возможен подход на каждом из следующих трех уровней (рис. 6.6):
• на уровне представлений данных конечног
Основные элементы СУБД типа dBASE
Напомним некоторые термины, используемые в теории реляционных баз данных. Будем представлять информацию, составляющую базу данных, в виде совокупности прямоугольных таблиц.
Типы файлов и их расширения
Файл
Окно УЦ
Файл разработки
Файл кодов
Исполнимый файл
БД
Data
Создание структуры файлов базы данных
Рассмотрим теперь,как создать структуру файла БД с помощью УЦ. Для этого надо выбрать позицию <Create> окна Data на панели УЦ. На экране появится таблица, состоящая из шести колонок с именами
Командный язык СУБД
Операции СУБД реализованы в виде команд, которые, как правило, можно использовать независимо, вводя их с помощью клавиатуры - это, так называемый, командный режим СУБД. Из этих кома
Некоторые функции СУБД типа dBASE
Функция
Назначение
RECNO()
BOF() EOF()
RECCOUNT()
FOUND()
LIКЕ(<образец>, <выр.С>)
UPPER (<в
Ввод данных в базу и редактирование
После того как создана структура файла БД, можно вводить данные. Существуют две стандартные экранные формы ввода (и вывода) информации в файлы БД: BROWSE и EDIT. Первая форма вызыва
Организация системы меню
Чтобы организовать в dBASE систему меню, сначала надо определитьего отдельные компоненты - меню вертикального и горизонтального типа. Для этого используются специал
Информация для отчета завуча школы
Класс
Сохранение контингента
Неуспевающие
Второгодники, их успеваем.
Пропуски
Работа с трудными учащи
Структуры создаваемых баз данных
Поле
Имя
Тип
Длина
класс
N
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Во второй половине 60-х и в 70-х годах получили развитие, так называемые, автоматизированные системы управления сложными объектами хозяйственной деятельности (предприятиями, энергос
Общие принципы
В ходе развития концепции АСУ с целью преодоления указанных выше трудностей была выработана новая концепция компьютеризации и автоматизации управленческой деятельности, которая уже
Информационные системы управления в образовании
В отечественной системе образования первые информационные системы управления создавались еще в 60-е годы.
Можно выделить следующие уровни управленческой деятельности с испо
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Автоматизированные системы для научных исследовании (АСНИ) представляют собой программно-аппаратные комплексы, обрабатывающие данные, поступающие от различного рода экспериментальны
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Близкими по своей структуре и функциям к системам автоматизации научных исследований оказываются системы автоматизированного проектирования (САПР), знакомство с которыми было начато
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Когда о человеке говорят «он прочно стоит на земле», то имеют в виду не только прямой смысл этих слов, но и нечто основательное в характере, положении, профессиональной квалификации
ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ
Систему искусственного интеллекта, построенную на основе высококачественных специальных знании о некоторой предметной области (полученных от экспертов - специалистов этой области),
Типичные категории способов применения экспертных систем
Категория
Решаемая проблема
Интерпретация
Прогноз
Диагностика
Проектирование
Планирование
Наблюдение
Список некоторых экспертных систем
Наименование системы
Назначение системы
MYCIN, PUFF, PIP,
CASNET, I
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ
Как уже неоднократно отмечалось, создание и совершенствование компьютеров привело и продолжает приводить к созданию новых технологий в различных сферах научной и практической деятел
ТИПЫ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ
Основанием для классификации служат обычно особенности учебной деятельности обучаемых при работе с программами. Многие авторы выделяют четыре типа обучающих программ:
• тре
КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ
Обучение - многогранный процесс, и контроль знаний - лишь однаиз его сторон. Однако именно в ней компьютерные технологии продвинулись максимально далеко, и среди них тестирование за
Российский тест по информатике N 01
01. кбайт-это
1) 1000 символов, 2) 1024 байт, 3) 8 бит, 4) 1000 байт
02. Достоверность - это свойство
1) алгоритма, 2) компьютера, 3) информации, 4) языка
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ КОМПЬЮТЕРНОГО ОБУЧЕНИЯ
Современные исследования в области применения компьютеров в обучении развиваются, в основном, в рамках нескольких основных направлений, которые можно обозначить следующим образом:
О РАЗНОВИДНОСТЯХ МОДЕЛИРОВАНИЯ
С понятием «модель»мы сталкиваемся с детства.Игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок или кукла. В развитии ре
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И КОМПЬЮТЕРЫ
Математическая модель выражает существенные черты-объекта или процесса языком уравнений и других математических средств. Собственно говоря, сама математика обязана своим существован
ЭТАПЫ И ЦЕЛИ КОМПЬЮТЕРНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Здесь мы рассмотрим процесс компьютерного математического моделирования, включающий численный эксперимент с моделью (рис. 7.1).
Первый этап - определение целей моделировани
КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
К классификации математических моделей разные авторы подходят по-своему, положив в основу классификации различные принципы. Можно классифицировать модели по отраслям наук (математич
НЕКОТОРЫЕ ПРИЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Как уже отмечалось выше, наибольшая польза при изучении вопросов, затрагиваемых в данной главе, будет в том случае, если, наряду с проникновением в общую методологию моделирования и
ФИЗИКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ
Физика - наука, в которой математическое моделирование является чрезвычайно важным методом исследования. Наряду с традиционным делением физики на экспериментальную и теоретическую с
Аналогии между лабораторным и вычислительным экспериментами
Лабораторный эксперимент
Вычислительный эксперимент
Образец
Физический прибор
Калибровка прибора
Измерение .
Анализ данны
СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛА С УЧЕТОМ СОПРОТИВЛЕНИЯ СРЕДЫ
При реальных физических движениях тел в газовой или жидкостной среде трение накладывает огромный отпечаток на характер движения. Каждый понимает, что предмет, сброшенный с большой в
Результаты вычислений, выполненных в табличном процессоре
А
В
С
D
t
v
ЗАКОНЫ ПОДОБИЯ
Рассмотрим эту известную задачу с учетом сопротивления воздуха. Будучи брошенным под углом α к горизонту с начальной скоростью v0, тело летит, если не
ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА С ПЕРЕМЕННОЙ МАССОЙ: ВЗЛЕТ РАКЕТЫ
Рассмотрим указанную задачу в максимально упрощенной постановке. Наши цели:
а) достичь качественного понимания того, как скорость ракеты меняется во время взлета, как влияю
ДВИЖЕНИЕ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ
Как движется Земля и другие планеты в пространстве? Что ждет комету, залетевшую из глубин космоса в Солнечную систему? Многовековая история поиска ответов на эти и другие вопросы о
ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Закон Кулона, описывающий взаимодействие точечных зарядов, так похож на закон всемирного тяготения, что очевидна близость подходов к моделированию движения заряженной частицы в элек
КОЛЕБАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА
Колебательное движение - одно из самых распространенных в природе. Разнообразные маятники в часах и других технических устройствах, колебания мембран и оболочек, колебания атомов в
Сравнение результатов моделирования с гармоническими колебаниями
t
0,0
0,1
0,2
0,3
0.4
0,5
0,6
θ
И ПРОЦЕССОВ В ПРИБЛИЖЕНИИ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ
Абстрактное понятие «сплошная среда» широчайшим образом используется в науке. Во многих ситуациях жидкости, газы, твердые тела, плазму можно рассматривать как «сплошные», отвлекаясь
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
То, что тела могут проводить тепло, общеизвестно. Если один из концов длинного стержня поместить в костер, то, если стержень сделан не из горючего или легко плавящегося материала, д
ЭКОЛОГИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
Экология - одно из слов, появившихся сравнительно недавно у всех на устах и на страницах газет и журналов. Еще в 60-х годах нашего столетия почти никто, кроме узких специалистов, ег
МОДЕЛИ ВНУТРИВИДОВОЙ КОНКУРЕНЦИИ
Рассмотрим простейшую из указанных моделей для вида с дискретными периодами размножения, в которой численность популяции в момент времени t равна N, и изменяется во вр
ЛОГИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕЖВИДОВОЙ КОНКУРЕНЦИИ
Сущность межвидовой конкуренции заключается в том, что у особей одного вида уменьшается плодовитость, выживаемость и скорость роста в результате использования того же ресурса, что и
ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ ХИЩНИКА И ЖЕРТВЫ
Рассматривая динамику численности популяций хищника и жертвы, экологи прежде всего стремятся понять ее закономерности и разъяснить различия между типами динамик. В простейших моделя
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОПУЛЯЦИЙ
Выше мы обсудили несколько классических математических моделей в экологии. Известно и немало других, которые можно найти в книгах и в статьях научно-популярных журналов.
Использование мате
ГЛОБАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
«Для человеческого ума недоступна совокупность причин явлений. Но потребность отыскивать причины вложена в душу человека. И человеческий ум, не вникнувши в бесчисленность и сложность условий явлени
ТЕХНИКА СТОХАСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Понятие «случайный» - одно из самых фундаментальных как в математике, так и в повседневной жизни. Моделирование случайных процессов - мощнейшее направление в современном математичес
МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
Комуне случалось стоять в очереди и с нетерпением прикидывать, успеет ли он сделать покупку (или заплатить за квартиру, покататься на карусели и т.д.) за некоторое имеющееся в его р
Моделирование очереди
N
А
В
С
D
Е
F
Сравнение результатов моделирования в разных сериях испытаний
Испытание
g
Sg
h
Sh
ПОСТАНОВКА ЗAДAЧИ ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
В последние годы мы особенно отчетливо ощутили, что нет ничего важнее для общества, чем здоровая экономика Научное исследование основ функционирования экономики - сложная и интересная деятельность.
Матрица питательности
Питательное вещество
Продукт
F1
F2
СИМПЛЕКС-МЕТОД
Для решения ряда задач линейного программирования существуют специальные методы. Есть, однако, общий метод решения всех таких задач. Он носит название симплекс-метода и состоит из а
Новости и инфо для студентов