Тема урока: "Информация и её виды. Что изучает информатика? Техника безопасности в компьютерном классе

Тема урока: "Информация и её виды. Что изучает информатика? Техника безопасности в компьютерном классе»

Урок информатики в 10 классе (1)

Из материалов сайта
Скородянской средней школы
Губкинского района, Белгородской области

Цель урока:

1. Познакомить учащихся с новым предметом.Изучить понятие информации.
2. Воспитание умения слушать учителя.
3. Развитие познавательного интереса.
4. Изучить требования по технике безопасности в компьютерном классе

План урока:

1. Постановка цели урока.
2. Объяснение темы урока
3. Изучение правил техники безопасности
4. Примеры, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации.

Ход урока:

Наряду с понятиями о веществе и энергии понятие информации также является одним из трёх "китов", на которых строится современная цивилизация. Понятие информация является неопределяемым, также как, например, понятие точка, прямая, плоскость. Понятие информация предполагает наличие источника информации, линий связи, приёмника информации и. т. д. Хотя условно информацией можно считать следующие:

Информация - это отображение предметов и явлений материального мира с помощью символов и сигналов.

Пример 1.

Хранение информации.

Язык рисунка

Устройства приема

В качестве единицы измерения информации принята единица в 1 бит. Один бит - это единица измерения информации, равная одному 0 или 1 двоичной системы счисления. Это очень малая величина и на практике не применяется. На практике используется более крупная величина, равная 1 байту.

Байт = 8 бит

Конечно, и 1 байт тоже не очень большая величина, поэтому на практике информация измеряется ещё большими величинами:

Кбайт =1024 байт 1 Мбайт=1024 Кбайт

Есть и еще более крупные единицы с приставками Гига, Тера, которыми измеряются громадные объёмы информации.

Теперь мы можем ответить на вопрос, что изучает информатика?

Информатика - это наука, которая изучает законы, методы и способы накопления, хранения, обработки и передачи информации с помощью компьютеров и других технических средств.

Правила техники безопасности.

СТРОГО ЗАПРЕЩАЕТСЯ: трогать разъемы соединительных кабелей; прикасаться к питающим проводам; прикасаться к экрану монитора; включать и… При появлении запаха гари немедленно прекратите работу, выключите аппаратуру и… Перед началом работы: убедись в отсутствии видимых повреждений рабочего места; сядь так, чтобы линия взора …

Во время работы

Обязательно: работайте на клавиатуре чистыми руками; работать на расстоянии 60-70 см от дисплея; соблюдать правильную посадку, не… Запрещено: работать при недостаточном освещении; работать при плохом … Вы должны хорошо знать и грамотно выполнять эти правила, точно следовать указаниям преподавателя, чтобы: успешно…

Ход урока.

1. Постановка цели урока.
2. Проверка домашней работы.
3. Объяснение новой темы.

Информационные процессы.

Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека и общества, но и для техники. Такая техника моделирует некоторые действия… Рассмотрим теперь основные составляющие информационного процесса - хранение,…

Хранение информации.

Передача информации.

Передача информации - это всегда двусторонний процесс. В котором есть источник, и есть приемник информации. Источник передает информацию, а приемник… Получение информации основано на отражении различных свойств процессов,…

Обработка информации.

Обработка информации подразумевает преобразование ее к виду, отличному от исходной формы или содержания информации. Процесс изменения информации…

Домашняя работа.

Опишите как происходит обмен информацией между между судами на флоте

Опубликовано: 2005-12-12 08:06:41

 

Тема: «Кодирование информации. Действия в различных системах счисления».

Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района, Белгородской области   Цель урока: Повторить кодирование информации, научить переводить числа в различные системы счисления Воспитание…

Постановка цели урока.

Записать тему урока, объяснить, о чем пойдет речь на уроке.

Проверка домашнего задания

Просмотреть планы работы над проектом и выбор тем.

Самостоятельная работа.

Объяснение нового материала.

Информация передается с помощью сигналов и символов, какие символы передачи информации мы знаем?
Что из того, что вы назвали является кодом?

КОД- это набор условных обозначений или сигналов для записи или передачи некоторых заранее определенных понятий.

Если мы будем рассматривать различные сигналы, то заметим, что вокруг нас существуют преимущественно 2 сигнала: Светофор: красный, зеленый … Все это сигналы, обозначающие количество информации в 1 бит. Современный компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видео информацию. Все эти виды…

СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ.

Системой счисления называется совокупность приемов наименования и записи чисел. В любой системе счисления для представления чисел выбираются… Система называется позиционной, если значение каждой цифры изменяется в…

Непозиционная система- римская, позиционная- десятичная.

Запись произвольного числа x в P-ичной позиционной системе счисления основывается на представлении этого числа в виде многочлена Арифметические действия над числами в любой позиционной системе счисления производятся по тем же правилам, что и…

Кодирование текстовой информации

В настоящее время большая часть пользователей при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др. Подсчитаем сколько всего символов и какое количество бит нам нужно.

10 цифр, 12 знаков препинания, 15 знаков арифметических действий, буквы русского и латинского алфавита, ВСЕГО: 155 символов, что соответствует 8 бит информации.

Единицы измерения информации.

Байт = 8 бит 1 Кбайт = 1024 байтам 1 Мбайт = 1024 Кбайтам 1 Гбайт = 1024 Мбайтам 1 Тбайт = 1024 Гбайтам

Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255.

Необходимо помнить, что в настоящее время для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой.

Основным отображением кодирования символов является код ASCII - American Standard Code for Information Interchange- американский стандартный код обмена информацией, который представляет из себя таблицу 16 на 16, где символы закодированы в шестнадцатиричной системе счисления.

Кодирование графической информации

Растровое изображение.

При помощи увеличительного стекла можно увидеть, что черно-белое графическое изображение, например из газеты, состоит из мельчайших точек,… Объем растрового изображения определяется умножением количества пикселей (на… Если говорить о черно-белых иллюстрациях, то, если не использовать полутона, то пиксель будет принимать одно из двух…

Рассотрим принцип RGB

Двоичный код восьмицветной палитры.

Цвет Составляющие

Зеленый Красный Синий Голубой Пурпурный Желтый Белый Черный

КЗС 010 100 001 011 101 110 111 000

ЗАДАНИЕ: Давайте рассчитаем сколько информации занимает графическое изображение на мониторе 640 на 480, если оно состоит из 8-ми цветов.

Х480х3=921600бит=115200байт=112,5К

Векторное и фрактальное изображения.

Векторное изображение - это графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг.

Фрактальная графика основывается на математических вычислениях, как и векторная. Но в отличии от векторной ее базовым элементом является сама…

Подведение итогов урока

Опубликовано: 2005-12-12 08:10:19

Урок информатики в 10 классе (7) Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района,…  

Информационная деятельность человека.

Тысячелетиями предметами труда людей были материальные объекты. Все орудия труда от каменного топора до первой паровой машины, электромотора или… Однако число людей, которые могли воспользоваться информацией из письменных… Новой эрой в развитии обмена информацией стало изобретение книгопечатания. Благодаря печатному станку, созданному И.…

Домашнее задание.

Привести примеры применения компьютеров в любых сферах человеческой деятельности.

Опубликовано: 2005-12-12 08:14:10

Тема урока: «Информационное общество и его особенности и основные черты» Урок информатики в 10 классе (8) Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района, Белгородской области

Постановка цели урока.

Сегодня мы разберем основные понятия информационной технологии, такие как: информационное общество, информационная культура.

Введение. Что необходимо для урока.

Для урока необходимо:

• Толстая тетрадь.
• Тоненькая тетрадь для самостоятельных работ.
• Повторение основных терминов и правил по технике безопасности.

Объяснение новой темы.

Основные этапы в информационном развитии общества. Информационные революции.

Первая информационная революция была связана с изобретением письменности. Изобретение письменности позволило накапливать и распространять знания.… Вторая информационная революция (в середине XVI в.) была связана с… Третья информационная революция (в конце XIX в.) была обусловлена прогрессом средств связи. Телеграф, телефон, радио…

Основные черты информационного общества.

Однако, следует отметить, что в настоящее время ни одно государство не находится в этой стадии. Ближе всех к информационному обществу подошли США,… Остановимся на основных тенденциях развития информационного общества.

Изменение структуры экономики и структуры труда

Развитие и массовое использование информационных и коммуникационных технологий: создание телекоммуникационной инфраструктуры, включающей в… Огромную роль в обсуждаемом процессе сыграло создание международной…

Свобода доступа к информации и свобода ее распространения.

Огромное значение имеет свобода распространения информации культурно-просветительного характера. Она способствует росту культурного и…

Рост информационной культуры

Изменения в сфере образования.

Изменения уклада жизни людей.

Информатизация.

Таким образом, под информатизацией общества понимают реализацию комплекса мер, направленных на обеспечение полного и своевременного использования…

Домашнее задание.

• Основные этапы в информационном развитии общества.
• Основные черты информационного общества.
• Что значит информатизация.

Подведение итогов урока.

Опубликовано: 2005-12-12 08:16:23

Тема урока: «Информационные основы процессов управления» Урок информатики в 10 классе (9) Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района, Белгородской области

Ход урока

• Проверка домашнего задания.
• Объяснение нового материала.

Понятие управления. Кибернетика.

В повседневной жизни мы встречаемся с процессами управления очень часто: пилот управляет самолетом, а помогает ему в этом автоматическое… Управление - это целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых… Процесс управления имеет определенные общие закономерности. Их изучением занимается специальная наука, которая…

Управление как информационный процесс.

Необходимо отметить, что первоначально все исследования в области информации относились к кибернетике. Однако с развитием науки область ее проблем… Системы, изучаемые в кибернетике, могут быть очень сложными, включающими в…

Разомкнутая схема управления.

В простейшем случае управляющий объект посылает свои команды исполнительному объекту, без учета его состояния. В этом случае воздействия передаются только в одном направлении, такая система называется разомкнутой.

Такой процесс не учитывает состояние управляемого объекта и обеспечивает управление по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому). Подобные системы управления называются разомкнутыми. Информационную модель разомкнутой системы управления можно наглядно представить с помощью следующей схемы:

Разомкнутыми системами являются всевозможные информационные табло на вокзалах и аэропортах, которые управляют перемещениями пассажиров. К рассматриваемому классу систем можно сгнести и современные программируемые бытовые приборы.

Как правило, описанная схема управления не очень эффективна и нормально работает только до возникновения экстремальных условий. Так, при больших потоках транспорта возникают пробки, в аэропортах и вокзалах приходится дополнительно открывать справочные бюро, в микроволновой печи при неправильной программе может произойти перегрев и. т. п.

Замкнутая схема управления. Обратная связь.

Более совершенные системы управления отслеживают результаты деятельности управляемой системы. В таких системах дополнительно появляется ешё один информационный поток - от объекта управления к системе управления; его принято называть обратной связью. Именно по каналу обратной связи передаются сведения о состоянии объекта и степени достижения (или, наоборот, не достижения) цели управления.
В том случае, когда управляющий объект получает информацию о реальном положении управляемого объекта по каналу обратной связи и производит необходимые перемещения по прямому каналу управления, система управления называются замкнутой. Информационная модель замкнутой системы управления наглядно представлена на схеме:

Обратная связь

Главным принципом управления в замкнутой системе является выдача управляющих команд в зависимости от получаемых сигналов обратной связи. В такой системе управляющий объект стремится скомпенсировать любое отклонение управляемого объекта от состояния, предусмотренного целями управления.
Обратную связь, при которой управляющий сигнал стремится уменьшить (скомпенсировать) отклонение от некоторой поддержи­ваемой величины, принято называть отрицательной.

Примером замкнутых систем управления является хорошо знакомое вам обучение в классе. Здесь управляющую систему представляет учитель, а ученики являются объектом управления. Прямой канал передачи информации - что передача знаний учителем, а обратная связь - ответы учеников, результаты контрольных работ, сочинения и т. п. Благодаря обратной связи в результате анализа проведенной контрольной учитель может, например, провести дополнительный урок по данной теме или, наоборот, особо отличившихся учеников освободить от заданий.

Домашняя работа.

Подведение итогов урока.

Опубликовано: 2005-12-12 08:17:56

Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района, Белгородской области   Цели:

Какие основные блоки входят в состав компьютера?

Виды корпусов системного блока системного блока; монитора; клавиатуры; … В системном блоке размещаются: блок питания; накопитель на жёстких магнитных дисках; накопитель на гибких…

Что собой представляет системная плата?

Системные платы исполняются на основе наборов микросхем, которые называются чипсетами (ChipSets). Часто на системных платах устанавливают и…   Системный блок со снятой крышкой корпуса 1. …

Подведение итогов.

Домашнее задание.

Опубликовано: 2005-12-12 08:35:16

Урок информатики (11) Тема: «Магистрально-модульный принцип построения компьютера» Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района, Белгородской области

Классы компьютеров

Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

Существует два основных класса компьютеров:

• цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде двоичных кодов;
• аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.

Поскольку в настоящее время подавляющее большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать только этот класс компьютеров и слово "компьютер" употреблять в значении "цифровой компьютер".

Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.

Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.

Команда — это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.

Например, у команды "сложить два числа" операндами являются слагаемые, а результатом — их сумма. А у команды "стоп" операндов нет, а результатом является прекращение работы программы.
Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.

Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.

Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы — сотни миллионов операций в секунду

Как устроен компьютер?

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация. Основные устройства компьютера и связи между ними представлены на схеме… Общая схема компьютера Функции памяти: приём информации из других устройств; запоминание информации; выдача информации по запросу в…

На каких принципах построены компьютеры?

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.

Джон фон Нейман, 1945 г.

Принцип программного управления.

Принцип однородности памяти.

Принцип адресности.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от…

Подведение итогов

Домашнее задание.

Опубликовано: 2005-12-17 21:34:43

Урок информатики (14) Тема: «Периферийные устройства компьютера» Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района, Белгородской области

Что такое клавиатура?

Наиболее распространена сегодня клавиатура c раскладкой клавиш QWERTY (читается "кверти"), названная так по клавишам, расположенным в… Рис. 2.13. Клавиатура компьютера Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш, расположенных вдоль верхнего края. Нажатие функциональной клавиши…

Что такое манипуляторы?

Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) — это специальные устройства, которые используются дляуправления курсором.

Джойстик — обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального… Трекбол — небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и…

Что такое принтер, плоттер, сканер?

Матричный символ Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по… Лазерный принтер

Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги. Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов — ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного.

Принтер связан с компьютером посредством кабеля принтера, один конец которого вставляется своим разъёмом в гнездо принтера, а другой — в порт принтера компьютера. Порт — это разъём, через который можно соединить процессор компьютера с внешним устройством.

Каждый принтер обязательно имеет свой драйвер — программу, которая способна переводить (транслировать) стандартные команды печати компьютера в специальные команды, требующиеся для каждого принтера.

Плоттер (графопостроитель) — устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера.

Роликовый плоттер

Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Плоттеры рисуют изображения с помощью пера.

Роликовые плоттеры прокручивают бумагу под пером, а планшетные плоттеры перемещают перо через всю поверхность горизонтально лежащей бумаги.

Плоттеру, так же, как и принтеру, обязательно нужна специальная программа — драйвер, позволяющая прикладным программам передавать ему инструкции: поднять и опустить перо, провести линию заданной толщины и т.п.

Сканер — устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.

Планшетный сканер

Если принтеры выводят информацию из компьютера, то сканеры, наоборот, переносят информацию с бумажных документов в память компьютера. Существуют ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, и планшетные сканеры, по внешнему виду напоминающие копировальные машины.

Если при помощи сканера вводится текст, компьютер воспринимает его как картинку, а не как последовательность символов. Для преобразования такого графического текста в обычный символьный формат используют программы оптического распознавания образов.

Подведение итогов.

Домашнее задание.

Опубликовано: 2005-12-18 19:48:11

Урок информатики (15) Тема: «Основные носители информации и их основные характеристики» Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района, Белгородской области

Внешняя память.

ОЗУ <=> Кэш <=> Процессор" src="http://www.rusedu.info/upload/rte/skorodnoe_48.png" width=316> В состав внешней памяти компьютера входят: накопители на жёстких …

Накопители на гибких магнитных дисках

Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю… Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся… Рис. 2.7. Поверхность магнитного диска

Накопители на жестких магнитных дисках

Рис. 2.8. Винчестерский накопитель со снятой крышкой корпуса Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые… Винчестерские накопители имеют очень большую ёмкость: от 10 до 100 Гбайт. У современных моделей скорость вращения…

Накопители на компакт-дисках

Информация на диске представляется в виде последовательности впадин(углублений в диске) и выступов (их уровень соответствует поверхности диска),… CD-ROM обладают высокой удельной информационной емкостью, что позволяет… В отличие от магнитных дисков, компакт-диски имеют не множество кольцевых дорожек, а одну — спиральную, как у…

Записывающие оптические и магнитооптические накопители

Накопитель на магнито-оптических компакт-дисках СD-MO(Compact Disk — Magneto Optical). Диски СD-MO можно многократно использовать для записи.… Записывающий накопитель CD-R (Compact Disk Recordable) способен, наряду с… Накопитель WARM (Write And Read Many times), позволяет производить многократную запись и считывание.

Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия… Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска… В последнее время всё шире используются накопители на сменных дисках, которые позволяют не только увеличивать объём…

Подведение итогов.

Домашнее задание.

Опубликовано: 2005-12-18 19:52:03

Тема: «Звуковая и видеосистема компьютера" Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района,…  

Звуковая подсистема компьютера

Профессиональные звуковые платы позволяют выполнять сложную обработку звука, обеспечивают стереозвучание, имеют собственное ПЗУ с хранящимися в нём… Область применения звуковых плат — компьютерные игры, обучающие программные…

Что такое видеоадаптер и графический акселератор?

С увеличением числа приложений, использующих сложную графику и видео, наряду с традиционными видеоадаптерами широко используются разнообразные… Рис. 2.12. Графический акселератор Графические акселераторы (ускорители) — специализированные графические сопроцессоры,увеличивающие эффективность…

Фрейм-грабберы, которые позволяют отображать на экране компьютера видеосигнал от видеомагнитофона, камеры, лазерного проигрывателя и т. п., с тем, чтобы захватить нужный кадр в память и впоследствии сохранить его в виде файла.

TV-тюнеры — видеоплаты, превращающие компьютер в телевизор. TV-тюнер позволяет выбрать любую нужную телевизионную программу и отображать ее на экране в масштабируемом окне. Таким образом можно следить за ходом передачи, не прекращая работу.

Что такое видеосистема компьютера?

Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток. Монитор преобразует эти сигналы в… Рис. 2.14. Монитор Подавляющее большинство мониторов сконструированы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и принцип их работы…

Монитор на базе электронно-лучевой трубки

Рис. 2.15. Схема электронно-лучевой трубки Люминофор наносится в виде наборов точек трёх основных цветов — красного,… Рис. 2.16. Пиксельные триады

Жидкокристаллические мониторы

Большинство ЖК-мониторов использует тонкую плёнку из жидких кристаллов, помещённую между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через так… Рис. 2.18. Жидкокристаллический монитор Активные матрицы вместо нитей используют прозрачный экран из транзисторов и обеспечивают яркое, практически не имеющее…

Сенсорный экран

Рис. 2.19. Сенсорный экран

Подведение итогов урока.

Домашнее задание.

Опубликовано: 2005-12-18 19:54:21

Тема: “Моделирование. Понятие модели.” Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района,…  

Ход урока

Организационный момент.

Проверка домашнего задания.

Беседа учителя о роли моделирования в научных и практических исследованиях.

С понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками равно как и плюшевый… Модели и моделирование используются человечеством давно. С помощью моделей и… Модель - неоценимый и бесспорный помощник инженеров и ученых.

Различают материальное и идеальное моделирование.

Физическим принято называть моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, допускающая… Примеры: в астрономии - планетарий, в архитектуре - макеты зданий, в… Аналоговое моделирование основано на аналогии процессов и явлений, имеющих различную физическую природу, но одинаково…

Объект - Модель - Изучение модели - Знания об объекте

Основной задачей процесса моделирования является выбор наиболее адекватной к оригиналу модели и перенос результатов исследования на оригинал. Существуют достаточно общие методы и способы моделирования.

В настоящее время весьма эффективным и значимым является метод компьютерного моделирования.

Подведение итогов урока.

Домашнее задание.

Опубликовано: 2005-12-18 19:57:24

Тема: "Этапы решения задач на компьютере. Технология решения" Из материалов сайта Скородянской средней школы Губкинского района,…  

Технологическая цепочка решения задач на компьютере.

Исходя из условия задачи, пользователь решает для себя вопрос о том, каким программным средством он воспользуется. Если в составе доступного… Часто решение прикладных задач с помощью компьютера называют моделированием,… Обсудим технологию решения прикладной задачи на компьютере. Часто задача, которую требуется решить, сформулирована не…

Постановка задачи.

Моделирование.

В случае большого числа параметров, ограничений, возможных вариантов исходных данных модель явления может иметь очень сложное математическое… Итак, создавая математическую модель для решения задачи, нужно: выделить…

Построение алгоритма.

Наиболее эффективно математическую модель можно реализовать на компьютере в виде алгоритмической модели. Для этого может быть использован язык блок-схем или какой-нибудь псевдокод, например учебный алгоритмический язык. Разработка алгоритма включает в себя выбор метода проектирования алгоритма; выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.); выбор тестов и метода тестирования; проектирование самого алгоритма.

Программирование.

Справедливости ради, надо сказать, что этот этап решения задачи было бы правильнее назвать "Компьютерным моделированием", т. к. при…

Отладка и тестирование программы.

Проверка на компьютере правильности алгоритма производится с помощью тестов. Тест - это конкретный вариант значений исходных данных, для, которого… Таким образом тестирование и отладка включают в себя синтаксическую отладку;…

Анализ результатов. Уточнение модели.

Последний этап - это использование уже разработанной программы для получения искомых результатов Производится анализ результатов решения задачи и в случае необходимости - уточнение математической модели (с последующей корректировкой алгоритма и программы). Программы, имеющие большое практическое или научное значение, используются длительное время. Иногда даже в процессе эксплуатации программы могут исправляться, дорабатываться.

Пример моделирования движения тела, брошенного вертикально вверх.

Рассмотрим процесс решения задачи на конкретном примере: Пусть тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью Vo с некоторой высоты Н. Определить его местоположение и скорость в заданный момент времени.

На первом этапе обычно строится описательная информационная модель объекта или процесса. В нашем случае с использованием физических понятий создается идеализированная модель движения объекта. Из условия задачи можно сформулировать следующие основные предположения:

• тело мало по сравнению с Землей, поэтому его можно считать материальной точкой;
• скорость бросания тела мала, поэтому:
• ускорение свободного падения можно считать постоянной величиной;
• сопротивлением воздуха можно пренебречь.

На втором этапе создается формализованная модель, т. е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка.

Из курса физики известно, что описанное выше движение является равноускоренным. При заданных начальной скорости (Vo), начальной высоте (Но) и ускорении свободного падения (g = 9,8 м/с2) зависимость скорости (V) и высоты (Н) от времени (t) можно описать следующими математическими формулами:

На третьем этапе необходимо формализованную информационную «модель преобразовать в компьютерную модель, т. е. выразить ее на понятном для компьютера языке. Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели:

• создание алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования;
• формирование компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД и т. д.).

Для реализации первого пути надо построить алгоритм определения Координаты тела в определенный момент времени и записать его на одном из языков программирования.

Второй путь требует создания компьютерной модели, которую можно исследовать в электронных таблицах. Для этого следует представить математическую модель в форме таблицы функции зависимости координаты от времени (таблицы функ. ) и таблицы зависимости скорости тела от времени ().

Четвертый этап исследования информационной модели состоит в проведении компьютерного эксперимента. Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.

Если компьютерная модель исследуется в приложении, например в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и т. д.

Далее выполняется анализ полученных результатов и при необходимости корректировка исследуемой модели. Например, в нашей модели необходимо учесть, что не имеет физического смысла вычисление координаты тела после его падения на поверхность Земли.

Подведение итогов.

Общая схема процесса решения задачи методом математического моделирования

Опубликовано: 2005-12-18 19:58:46