Главная страница
Культура
Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Финансы
Экономика
Биология
Сельское хозяйство
Психология
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
Физика
История
Экология
Промышленность
Энергетика
Этика
Связь
Автоматика
Математика
Электротехника
Философия
Религия
Логика
Химия
Социология
Политология
Геология

метод_рекомендации_1. Методические рекомендации к лабораторным работам по информатике для студентов специальности Информационные системы и технологии



Скачать 2.33 Mb.
Название Методические рекомендации к лабораторным работам по информатике для студентов специальности Информационные системы и технологии
Анкор метод_рекомендации_1.doc
Дата 19.11.2017
Размер 2.33 Mb.
Формат файла doc
Имя файла метод_рекомендации_1.doc
Тип Методические рекомендации
#11331
страница 3 из 9
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Часть имени файла или имя файла целиком:

Его можно ввести с клавиатуры или извлечь из предыстории. Допускается задавать имя, используя шаблоны имен. Символ * означает любое число любых символов в имени объекта. Символ ? обозначает один символ. Например,

*.bak – все файлы с расширением .bak;

с*.doc – все файлы с именем, начинающимся на с и расширением,doc;

ABC???.* – все файлы с именем, начинающимся с ABC и состоящим не более чем из 6 символов.

Введите имя notepad.exe

Возможно задание таких свойств объектов, как время создания/изменения, периода; типа объекта, размера и фрагмента текста, содержащего в искомом файле.

Инициируйте поиск нажатием кнопки Найти.

    • Дождитесь окончания поиска или, если увидите, что нужные объекты уже найдены, прекратите поиск нажатием кнопки Стоп (Остановить).

  1. Воспользоваться командой Найти, и установить адрес программы Paint (загрузочный файл программы mspaint.exe).

4. Файловая структура

В Windows документы и прикладные программы хранятся в файлах. Файл - это основная структурная единица, имеющая конкретное имя, с которой работает операционная система. Группу файлов на одном магнитном носителе объединяют в папку по какому-либо критерию, который может задать сам пользователь. Папки и файлы в свою очередь могут быть объединены в папку более высокого уровня, которая называется охватывающей или родительской. В папке хранится информация о размере файла, дате его последнего изменения, атрибуты файла. Количество файлов и подчиненных папок, входящих в папку более высокого уровня, не ограничивается. Папки и файлы лучше группировать по тематике. Так создается иерархическая структура файловой системы.

4.1. Графическое отображение папок и файлов

На экране папки и файлы представляются условными значками, внешний вид которых зависит от типа объекта. Значки придают индивидуальность каждому объекту. Папка имеет вид кейса, закрашенного желтым цветом. Файлы объектов изображаются в виде листа с загнутым правым углом. Файл может быть документом или программой.

4.2. Длинное имя файла (папки)

Имя файла в Windows может содержать до 255 символов и включать символы: пробелы, точки, запятые и т.д. Длинные имена файлов облегчают работу пользователя по составлению имени файла, отражающего его содержание.

4.3. Полный путь к файлу

При работе с файлами и папками необходимо знать, где они расположены на компьютере или в сети. Местоположение файла (папки) на компьютере или в сети описывает путь. Путь начинается с имени жесткого, гибкого, компакт или сетевого диска, на котором записан документ или программа. Затем следует двоеточие " : ", обратная косая черта (слэш) " \ " и последовательность имен всех папок, которые необходимо открыть, чтобы получить доступ к файлу, включая имя файла (папки). Чтобы указать путь к файлу, находящемуся в общей сетевой папке, перед именем сетевой папки надо ввести две обратные косые черты.

4.4. Атрибуты файла (папки)

Для более удобного управления операциями, выполняемыми над файлами, используются атрибуты. Файл или папка могут иметь следующие атрибуты:

  • Только чтение - этот атрибут дает возможность пользователю только просматривать файл, но не позволяет редактировать его содержание или копировать.

  • Скрытый - эти атрибуты обычно назначаются для файлов с записью операционной системы. Файлы с этими атрибутами, как правило, не видны в списках папок.

Атрибуты объекта можно изменить следующим образом:

  • Щелкнуть правой клавишей мыши на значке объекта и в контекстном меню выбрать команду Свойства.

  • В появившемся диалоговом окне перейти на вкладку Общие.

  • В разделе Атрибуты установить флажки напротив заданных, остальные убрать.

  • Нажать подтверждающую клавишу.

4.5. Структура папок на диске

Windows имеет сложную иерархическую структуру файлов и папок. Дерево папок имеет вид колонки упорядоченных значков, соединенных отрезками прямых линий. Дерево папок изображается всегда вверх корнем. Ветки расположены с правой стороны от ствола. Чтобы просмотреть структуру папок, щелкните правой клавишей мыши по значку Мой компьютер и выберите Проводник.

5. Проводник

Проводник является прекрасным помощником для обеспечения комфортной высокопроизводительной работы с файловой системой Windows.

Проводник предназначен для управления файловой системой Windows и обеспечивает доступ к локальным и сетевым ресурсом, в том числе к периферийным устройствам. Проводник отображает содержимое папок, позволяет открывать, копировать и перемещать, удалять, переименовывать папки и файлы, запускать программы, выводит на экран изображение дерева папок.

Правая часть окна проводника является аналогом окна папки Мой компьютер. Оба окна генерируются одной программой explorer.exe.

Запуск программы Проводник можно выполнить несколькими способами:

  • Открыть окно Мой компьютер и воспользоваться кнопкой Папки.

  • вызвать контекстное меню для папки Мой компьютер и выполнить команду Проводник.

  • вызвать контекстное меню на кнопке Пуск и выполнить команду Проводник.

Структура Окна проводника соответствует обычному окну программы. Оно состоит из заголовка, строки меню, информационной строки, двух областей, каждая из которых может иметь вертикальную и горизонтальную полосы прокрутки и строки состояния.

Окно проводника разделено на 2 области: в левой области отображена структура вложенности находящихся на компьютере папок (Если в папке нет других папок, то слева от нее нет никакого значка, если есть и их структура выведена в дереве, то значок "-", если есть и структура не выведена в дереве, то значок "+"), в правой - содержимое папки, выделенной в левой области, что особенно удобно при копировании и перемещении папок и файлов.

Для копирования файла (папки) в другую папку его значок перетаскивают в требуемую папку, нажав левую кнопку мыши и клавишу Сtrl. Если обе папки не видны в одном окне, то щелкают в левой области папку, в которой находится копируемый файл, затем с помощью полосы прокрутки и значков "+" находят в левой области окна папку, в которую будет копироваться файл и перемещают файл мышью из правой области в левую в копируемую папку. При копировании и перемещении объекта с помощью мыши можно использовать правую кнопку.

6. Папка Мой компьютер

Папка позволяет пользователю выполнить следующие операции:

  • просмотреть содержимое жесткого, гибких, компакт - дисков и расположенных в сети дисков, открыть нужный документ или запустить приложение;

  • получить информацию о размерах диска, папки или файла, количестве использованного и свободного места на диске, выполнить форматирование диска;

  • создать новую папку или файл и обеспечить их быстрый вызов с помощью ярлыка;

  • копировать и перемещать папки и файлы из одного окна в другое;

  • удалять, переименовывать папки и файлы;

  • сортировать список файлов по типам, размерам, в алфавитном порядке по имени или по расширению;

  • активизировать окно панели управления или принтеров, чтобы изменить конфигурацию системы или получить доступ к управлению локальными и сетевыми принтерами.

6.1. Окно Мой компьютер

Чтобы открыть окно Мой компьютер, дважды щелкните его значок. В верхней части окна расположен заголовок, ниже - строка меню и рабочее поле.

Строка состояния - информирует об объектах, выделенных в окне, о назначении команды меню, на которой установлен указатель. Строка состояния отображается в нижней части окна после выбора одноименной команды из меню Вид. Когда команда Строка состояния активна, в меню около нее с левой стороны появляется галочка. Повторный выбор команды удаляет строку.

Панель инструментов содержит раскрывающийся список с именем текущей папки и кнопки, дублирующие часто используемые команды. Панель инструментов можно отобразить в окне папки или удалить командой Панель инструментов из меню Вид.

В соответствии со своим вкусом пользователь может менять размеры и расположение значков файлов и папок в окне папки, используя команды крупные значки, мелкие значки, список, таблица из меню Вид.

Команда Упорядочить значки из меню Вид позволяет расположить папки и файлы в окне в заданном порядке: по алфавиту, по имени, по типу, в порядке убывания их размера, в порядке убывания даты последней модификации.

Команда Выстроить значки располагает значки ровными рядами, если ранее они были расположены хаотично. Возможно производить выравнивание Автоматически.

7. Операции с файловой системой

7.1. Выделение объектов

Чтобы выполнить какие-либо действия над файлами или папками: скопировать, переместить, удалить - их предварительно необходимо выделить. Выделение одного объекта осуществляется щелчком кнопки мыши. Группу объектов можно выделить несколькими способами:

1. Щелкнуть имя первого файла, нажать клавишу Shift и, не отпуская клавиши, щелкнуть имя последнего в группе файла.

2. Переместить мышь с нажатой кнопкой так, чтобы внутри получившейся рамки находились выделяемые файлы.

3. Для выделения групп файлов и папок, расположенных не подряд, следует нажать клавишу Ctrl и, не отпуская ее, щелкнуть мышью имена всех выделяемых файлов и папок.

4. Для выделения в окне всех объектов выбирают команду Выделить все из меню Правка.

Снять выделение можно щелчком мышью в любом свободном месте экрана.

Чтобы снять выделение с одного или нескольких файлов, не отменяя выделение остальных, надо нажать на клавишу Ctrl и щелкнуть имя файла, с которого снимается выделение.

7.2. Просмотр содержимого папки

Просмотреть содержимое папки можно следующими способами:

  • дважды щелкнуть ее значок;

  • выделить папку и нажать Enter;

  • выбрать папку в раскрывающемся окне списка на панели инструментов.

Если выделить несколько объектов и активизировать команду Открыть из меню Файл, то одновременно откроется несколько окон.

Чтобы перейти в охватывающую (родительскую) папку необходимо нажать кнопку Backspase или щелкнуть кнопку "Переход на один уровень вверх", расположенную на панели инструментов и изображенную в виде кейса со стрелочкой загнутой вверх.

7.3. Свойства объекта

Чтобы просмотреть или изменить свойства объекта: документа или программы, папки, диска или принтера, его следует выделить и выбрать команду Свойства в меню Файл, или выбрать эту же команду из контекстного меню данного объекта (щелчок на нем правой клавишей мыши).

7.4. Отображение содержимого папки в окне

Отобразить содержимое всех вновь открываемых папок в одном окне или каждый раз в новом, позволяет окно диалога с вкладкой Общие, появляющееся после выбора команды Свойства папки из меню Сервис. Для этого необходимо установить флажок напротив нужной опции.

7.5. Просмотр диска

Для просмотра находящихся на диске папок и файлов надо выделить значок с именем диска в окне Мой компьютер и выбрать команду Открыть в меню Файл.

7.6. Создание новой папки

Для создания новой папки выполните следующие операции:

  • выберите в папке Мой компьютер папку, в которую следует вложить новую папку;

  • в меню Файл выберите команду Создать / Папка, в окне появится значок новой папки с именем, которое присвоено ей по умолчанию (-----);

  • введите новое имя папки и нажмите Enter.

7.7. Изменение имени папки / файла

Для изменения имени папки / файла необходимо выделить требуемый значок в окне папки, затем выбрать команду меню Файл / Переименовать, ввести новое имя и нажать Enter.

7.8. Удаление папки / файла

Удаление или файла после выделения соответствующего значка в папке Мой компьютер может быть выполнена несколькими способами:

  • выбрать команду Файл / Удалить;

  • нажать кнопку Удаление в виде пересекающихся мазков на панели инструментов;

  • нажать клавишу Delete;

  • перетащить значок удаляемого объекта мышью на значок Корзины.

7.9. Восстановление удаленных файлов

Для восстановления удаленных файлов или не пустых папок необходимо щелкнуть дважды по значку Корзина. В окне Корзина в списке файлов найти и выделить восстанавливаемый файл, выбрать команду Файл/ Восстановить. Закрыть окно Корзина.

7.10. Перемещение папки / файла

Необходимо открыть 2 окна: одно - где находится папка / файл, которые необходимо переместить, другое - куда перемещают файл / папку. Окна располагают так, чтобы они не закрывали друг друга. Перемещение можно выполнить несколькими способами:

1 способ:

  • выделить файл/папку, которые необходимо переместить (источник);

  • выбрать команду Вырезать из меню Правка;

  • открыть папку, в которую необходимо переместить файл/папку (приемник);

  • выбрать команду Вставить из меню Правка.


2 способ:

  • перетащить значок из источника в приемник.

7.11. Метод перетаскивания

Чтобы перетащить объект в нужное место, на его значке устанавливают указатель, нажимают левую или правую кнопку, и, не отпуская кнопки, перетаскивают значок. Перетаскивание при нажатой правой кнопке мыши (специальное перетаскивание) приводит к появлению на экране контекстного меню с набором возможных действий.

Результат перетаскивания левой клавишей зависит от типа объекта, выбранного места и нажатой клавиши:

  • перетаскивание файла к значку принтера позволяет вывести этот файл на печать;

  • перетаскивание файла в папку, находящуюся на том же диске, приводит к перемещению объекта;

  • после перетаскивания на другой диск объект будет скопирован;

  • чтобы переместить файл, удерживайте клавишу Shift;

  • чтобы скопировать файл, удерживайте клавишу Ctrl;

  • чтобы создать ярлык, удерживайте клавиши Ctrl + Shift.

Совет: Для более безопасной работы при перетаскивании используйте правую кнопку мыши!!! Тогда действие происходит не сразу, а после выбора пользователем команды контекстного меню и остается возможность отменить вызов операции

7.12. Копирование файла / папки

Перед тем как скопировать файл / папку в другую папку, на дискету или переслать по факсу, его выделяют в окне щелчком мыши. Далее копирование выполняется несколькими способами.

1 способ:

  • после выделения файла / папки, выбрать команду Правка / Копировать;

  • открыть папку, в которую копируется файл;

  • выбрать команду Правка/ Вставить.

  • 2 способ:

  • Как уже указывалось, перетащить файл в нужное место с помощью правой или левой клавиши мыши.

7.13. Обновление информации о папке

Получить новую информацию о содержимом папки позволяет команда Вид / Обновить. Она обычно используется при замене гибкого диска А в дисководе, при работе с сетевыми дисками, где информация может быть изменена без вашего ведома.

7.14. Создание ярлыка

Windows предоставляет удобный способ быстрого доступа к различным часто используемым объектам: папкам, файлом, программам, принтеру или другому компьютеру с помощью специального значка-ярлыка.

Значок ярлыка отличается от других значков тем, что имеет внизу слева стрелку.

Ярлык это лишь небольшой файл-ссылка на нужный объект. При его активизации активизируется сам объект. Объект хранится в одном месте, а ярлыки для него могут быть раскиданы везде, откуда удобно этот объект вызвать. Таким образом, основное назначение ярлыка удобный доступ к объектам.

Ярлык к программе, документу, или принтеру можно создать несколькими способами:

1. Выделить в окне "Мой компьютер" объект, для которого необходимо создать ярлык, выбрать в меню Правка команду Копировать, затем вызвать контекстное меню для рабочего стола (щелкнуть правой клавишей в свободном месте рабочего стола) и выполнить команду Вставить ярлык.

2. Перетащить значок объекта на рабочий стол, удерживая правую кнопку мыши или в другую папку и воспользоваться командой контекстного меню Создать ярлык.

Задание 2.

  1. Посмотрите содержимое диска С:, папки Program Files.

  2. Уберите и верните назад в окне папки Program Files строку состояния и панель инструментов.

  3. Измените отображение объектов в окне (попробуйте сделать эскизы страниц, плитка, значки, список, таблица).

  4. Перейдите в папку группы в Мои документы.

  5. Создайте папку со своей фамилией.

  6. В этой папке создайте еще одну папку Информатика, а в ней Лабораторная работа по Windows и откройте ее.

  7. Одновременно откройте две папки Информатика (она находится в папке группы в Мои документы) и окно папки Лабораторная работа по Windows.

  8. Скопируйте один файл из папки Информатика в папку Лабораторная работа по Windows .

  9. Переименуйте скопированный в папку файл.

  10. Установите флажок напротив опции «Не показывать скрытые файлы и папки» на вкладке Вид в меню Сервис\Свойства папки.

  11. Установите атрибут «Скрытый» для переименованного файла и обновите информацию в окне.

  12. Для просмотра скрытых файлов установите флажок напротив опции «Показывать скрытые файлы и папки» на вкладке Вид в меню Сервис\Свойства папки.

  13. Отмените атрибуты Скрытый у файла.

  14. Перейдите в окно папки Информатика и научитесь выделять группы файлов разными способами и отменять выделение. Выделите несколько файлов и скопируйте их в папку Лабораторная работа по Windows.

  15. Перенесите какой-нибудь файл из папки Лабораторная работа по Windows в папку со своей фамилией.

  16. Создайте ярлык для папки Лабораторная работа по Windows (папка должна быть закрыта) и перетащите его на рабочий стол.

  17. Покажите выполненные задания преподавателю.

  18. Удалите из папки Лабораторная работа по Windows файлы разными способами.

  19. Восстановите один любой свой файл и убедитесь в том, что он восстановлен, просмотрев свою папку.

  20. Закройте все окна.

  21. Удалите созданные вами файлы и ярлык.

  1. Текстовые редакторы

В состав Windows входят стандартные программы, которые являются приложениями общего назначения, устанавливаются вместе с установкой операционной системой Windows. К стандартным приложениям относятся, например, текстовые редакторы Блокнот и WordPad; графический редактор Paint; программа Калькулятор. Для запуска стандартных приложений необходимо вызвать Главное меню, выбрать Программы\Стандартные.

Блокнот является простейшим средством создания неформатированных текстовых документов в формате txt. Часто используется при создании и редактировании Web – страниц с использованием языка разметки гипертекста.

WordPad – более мощный редактор, чем Блокнот. Эта программа является «младшим братом» профессионального текстового процессора Microsoft Word.

Здесь появляются новые элементы редактирования: выравнивание текста, маркеры, предварительный просмотр текста перед печатью.

Форматирование текста сохраняется в вместе с текстом в файле. Позволяет создавать документы в формате *.doc и *.rtf

9. Калькулятор

Позволяет производить вычисления в десятичной, двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления.

10. Графический редактор Paint

Относится к классу растровых редакторов. Позволяет создавать изображения в форматах bmp, jpg и gif.

Рабочую область окна Paint обычно называют холстом. Рисование на нем осуществляется с помощью мыши. Зафиксировав левую кнопку мыши и перемещая ее по холсту, можно рисовать прямые и кривые линии, а используя графические примитивы, встроенные в редактор (прямая, кривая, прямоугольник, овал, многоугольник, прямоугольник со скругленными углами), строить сложные фигуры. Помимо этого предоставляется возможность использовать различные способы оформления изображения (заливка, регулируемой ширины распылитель, различной формы кисточка). Графический редактор позволяет создавать и текстовые фрагменты, применять при этом различные шрифты и стили (курсив, жирный, подчеркивание).

Управление редактором осуществляется с помощью меню (Файл, Правка, Вид, Рисунок, Параметры), а также панелей инструментов (инструментов для рисования и работы с текстом).

Выделение области (произвольной или прямоугольной)

Замена цвета на цвет фона (ластик) и Заливка основным цветом

Копирование цвета и Изменение масштаба изображения

Карандаш с изменяемой толщиной линии и Кисточка с изменяемой формой

Распылитель основного цвета и Ввод текстовой информации

Рисование прямой линии под любым наклоном и Рисование кривой линии

Рисование прямоугольника и Рисование многоугольника произвольной формы

Рисование эллипса и Рисование прямоугольника со скругленными углами

Приемы работы в графическом редакторе Paint:

1. Для рисования правильной фигуры необходимо выбрать на панели инструментов ее вид и, удерживая клавишу Shift, выполнить формирование изображения, растягивая его в нужном направлении до получения фигуры требуемого размера.

2. Для заливки изображения задать на палитре нужный цвет, затем на панели инструментов выбрать Заливка и щелкнуть мышью внутри замкнутого контура фигуры (если контур будет не замкнутый, то краска как бы выплеснется и зальет весь холст).

3. При использовании инструмента Многоугольник можно рисовать любое количество сегментов линии, для получения закрашенного объекта необходимо ее замкнуть, соединив начальную и конечную точки.

4. Для копирования или перемещения части изображения необходимо сначала выделить нужную область с помощью инструмента Выделить, а затем

либо выполнить команды Правка-Копировать или Правка-Вырезать (выделенное изображение копируется или перемещается в буфер обмена), Правка-Вставить;

либо щелкнуть мышью внутри выделенного объекта и при нажатой кнопке мыши перетащить его на новое место. Если при этом держать нажатой клавишу Сtrl, то выполнится копирование.

5. Для изменения размера холста, единицы измерения и типа используемой палитры (цветная или черно-белая) используется команда Рисунок-Атрибуты.

6. Для формирования нового рисунка можно использовать следующие способы:

• в меню Рисунок выбрать команду Очистить,

• в меню Файл выбрать команду Создать.

7. Если необходимо изменить отдельные точки (пиксели) изображения, можно увеличить масштаб части рисунка, выполнив команду Масштаб одним из следующих способов:

Вид-Масштаб-Крупный;

• выбрать инструмент Масштаб на панели.

8. Для удобства работы в режиме крупного изображения можно установить отображение сетки. Для этого выполнить команду Вид-Масштаб-Показать сетку.

9. Для создания пользователем своих собственных цветов путем их смешивания используется один из способов:

• дважды щелкнуть на палитре;

• вызвать команду Параметры | Изменить палитру.

10. Созданную палитру можно сохранить на диске и использовать при следующих сеансах работы.

11. Сформированный рисунок можно поворачивать (Рисунок-Отразить/повернуть), растягивать (Рисунок-Растягивание /наклон) или обращать его цвета с помощью команды Рисунок-Обратить цвета.

12. Сохранение созданного рисунка осуществляется по командам Файл-Сохранить или Файл-Сохранить как. Пользователю предоставляется возможность сохранить изображение в графическом формате ВМР (монохромном, если рисунок не содержит цвета, 16-цветном - по умолчанию, 256-цветном - для рисунков с большим количеством цветов, 24-разрядном - для многоцветных сканированных изображений).

Задание 3.

  1. В папке Лабораторная работа по Windows создайте папку Рисунки.

  2. Создайте любой симметричный орнамент. Сделайте три копии нарисованного орнамента и расположите их вплотную друг к другу (при этом фон должен быть установлен прозрачным). Сохраните изображение на диске в папке Рисунки.

  3. Нарисуйте пирамиду из бревен или кирпичную стену. Сохраните изображение в папке Рисунки.

  4. Нарисуйте стрелку. Создайте рисунок “Путь к кладу” (состоящий из стрелок разного направления). При выполнении рисунка используйте команды копирования и поворота. Сохраните изображение в папке Рисунки.

  5. Нарисуйте сюжет “Экзотическая бабочка”. Рисунок на крыльях бабочки представляет собой множество разноцветных кругов. При выполнении этого задания сначала нарисуйте одно крыло, затем скопируйте его и отразите, получив, таким образом, второе крыло. Сохраните изображение на диске в папке Рисунки.

  6. Создайте пейзаж. Сохраните изображение в папке Рисунки.


Лабораторная работа «Моделирование в Microsoft Excel»
Цель работы: выполнить моделирование физических и биологических процессов с помощью Microsoft Excel (по группам); представить результаты вычислительного эксперимента всей группе.

1 группа. Моделирование полета тела, брошенного под углом к горизонту

Постановка задачи

В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в мишень. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенной высоты, находящуюся на известном расстоянии.

Основные предположения:

– мячик мал по сравнению с Землей, поэтому его можно считать материальной точкой;

– изменение высоты мячика мало, поэтому ускорение свободного падения можно считать постоянной величиной g=9,8 м/с, и движение по оси Y можно считать равноускоренным;

– скорость бросания тела мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь, и движение по оси X можно считать равномерным.

Пусть мишень высотой h будет размещаться на расстоянии s. Если, l – высота мячика над землей на расстоянии s. То попадание произойдет, если значение высоты l мячика будет удовлетворять условию 0 ≤ l ≤h.

Исходными данными для данной модели являются: начальная скорость V0, угол бросания α, высота мишени h, расстояние, на котором расположена мишень s. Результат – значение высоты l мячика. В зависимости от величины l, выдается сообщение «недолет», «перелет» или «попадание».

Математическая модель

Для формализации модели используются известные из курса физики формулы равномерного и равноускоренного движения. При заданных начальной скорости V и угле бросания α, значения координат дальности полета x и высоты y от времени можно описать следующими формулами:

x = *cosα*t; (1)

y = *sinα*t – g*/2 (2)

Пусть мишень высотой h будет размещаться на расстоянии s. Из формулы

(1) выражаем время, которое понадобится мячику, чтобы преодолеть расстояние s:

t = s/*cosα (3)

Подставляем это значение для t в формулу (2) . Получаем l – высоту мячика над землей на расстоянии s:

L:= S*tgα – g*/2**cos2α (4)

Попадание произойдет, если значение высоты l мячика будет удовлетворять условию:

0 ≤ l ≤h. Если l < 0, то это означает «недолет», а если l > h, то это означает «перелет».

Вычислительный эксперимент

Выполнить моделирование полета тела, брошенного под углом к горизонту. Предусмотреть:

– ввод исходных данных: начальной скорости V0, угла бросания α, высоты мишени h, расстояния, на котором расположена мишень s;

– расчет значения высоты l мячика;

– в зависимости от величины l выдача сообщения «недолет», перелет» или «попадание»;

– построение траектории движения мячика.
2 группа. Вычисление числа  с помощью метода Монте-Карло

Постановка задачи

Метод имитационного моделирования (Монте-Карло) – численный метод решения задач при помощи моделирования случайных величин.

Сущность метода заключается в том, что для решения какой-либо математической задачи, связанной с вычислением числа, строится некоторая случайная величина X, такая, что среднее значение этой случайной величины является значением искомого решения. Проводя достаточное количество раз, эксперимент со случайной величиной X, мы можем найти приближенное решение как среднее значение результатов эксперимента.

Математическая модель

Воспользуемся методом Монте-Карло для вычисления числа .

Для вычисления числа  с помощью метода Монте-Карло рассмотрим круг радиуса 1 с центром в точке (1,1). Круг вписан в квадрат, SКВ = 2*2=4.

Выбираем внутри квадрата N случайных точек. Выбрать точку – это значит задать ее координаты: числа x и y. Обозначим NКР - число точек, попавших при этом внутрь круга.

y

x

Если (x-1)2+(y-1)2  1, то точка попадает в круг, иначе она вне круга. Это и есть математическое соотношение, позволяющее для каждой точки определять, лежит ли она в круге.

Геометрически очевидно, что , отсюда
т. е. , т. к. S круга = , получаем  = (6)

Формула (6) дает оценку числа . Чем больше N, тем больше точность этой оценки. Следует заметить, что данный метод вычисления площади будет справедлив только тогда, когда случайные точки будут не «просто случайными», а еще и «равномерно разбросанными» по всему квадрату.

Вычислительный эксперимент

Выполнить вычисление числа  с помощью метода Монте-Карло при различных значениях числа N. Построить гистограмму.
3 группа. Моделирование экологических систем

  • Зависимость роста численности популяции от рож­даемости и смертности

Постановка задачи

Рассмотрим систему, в которой численность особей популяции за­висит только от естественной рождаемости и смертности. Пищи в та­кой системе хватает всем, экология не нарушена, жизни ничто не уг­рожает. Это некий “шведский социализм” или “образцовый рай”.

Математическая модель

Пусть: КР — коэффициент рождаемости за один год;

КС — коэффициент смертности за один год.

Например, КР=0,03 означает, что в течение некоторого периода времени на каждые 100 особей рождается 3 новых. Или, иначе, при­рост равен 3%. Для человека таким периодом может быть год, для бактерий или мух, к примеру, срок более короткий.

Математические формулы изменения численности можно записать так:

рост численности с учетом рождаемости:

Ч(I+1)=Ч(I)+Ч(I)*КР=Ч(I)*(1+КР);

падение численности с учетом смертности:

Ч(I+1)=Ч(I)-Ч(I)*КС=Ч(I)*(1-КС);

общее изменение численности:

Ч(I+1)=Ч(I)*(1+КР-КС),

где I — номер периода, Ч(I) — число особей через I периодов, Ч(I+1) — число особей спустя (I +1) периодов.

Вычислительный эксперимент

Выполнить моделирование популяции. Построить график «Зависимость роста численности популяции от рождаемости и смертности».

  • Рождаемость и смертность с учетом роста числен­ности

Постановка задачи

Как правило, численность популяции зависит не только от рож­даемости и смертности, но и от ограниченности пищевых и других ресурсов. Ранее мы определяли численность популяции по фор­муле:

Ч(I+1)=Ч(I)*(1+КР-КС).

Эту формулу можно записать как:

Ч(I+1)=Ч(I)*К,

где К — обобщенный коэффициент рождаемости и смертности — кон­станта.

На самом деле этот коэффициент должен за­висеть от меняющейся численности, т. е. являться функцией F(Ч). Дей­ствительно, как только численность превышает некоторый предел, воз­никает дефицит жизненного пространства и пищевых ресурсов и, как результат, растет смертность среди особей популяции. Такие явления наблюдаются не только в популяциях животных и насекомых, но и среди людей в тех странах, где рождаемость бесконтрольно растет.

Общий вид функции F(Ч) зависит от особенностей изучаемого биологического вида и окружающей его среды. Мы будем считать, что F(Ч) является линейной функцией, т. е. самой простой зависимостью. В об­щем виде линейную функцию F(Ч) можно задать следующей формулой:

F(Ч)=A*(1-B*Ч),

где А — обобщенный коэффициент устойчивости вида. Его величина отражает соотношение рождаемости и смертности среди особей, обита­ющих в благоприятных условиях. Чем выше А, тем более плодовит вид и выше выживаемость молодых особей. В — коэффициент среды обитания, определяется параметрами среды обитания биологического вида (площадь обитания, количество пищи и др.).

Математическая модель

С учетом линейной зависимости обобщенного коэффициента рож­даемости и смертности от общего числа популяции численность вида изменяется во времени следующим образом:

Ч(I+1)=Ч(I)*F(Ч)=Ч(I)*А*(1-B*Ч(I)),

где I — номер периода, Ч(I) — число особей через I периодов, Ч(I+1) — число особей спустя (I+1) периодов.

Вычислительный эксперимент

Выполнить моделирование популяции. Построить график «Рождаемость и смертность с учетом роста числен­ности».

Коэффициент устойчивости вида А=2,5 Коэффициент среды В=0,001. Выполнить моделирование и при других А и В.

4 группа. Моделирование сосуществования двух соперничающих видов

Постановка задачи

Рассмотрим экосистему с двумя соперничающими видами.

Пусть это будут, к примеру, белки и бурундуки. Соперничество этих видов не касается среды обитания, т.к. они проживают в разных местах: белки в дуплах деревьев, а бурундуки в норах. Но и те, и другие питаются плодами, орехами и насекомыми, т.е. пищевые ресурсы у них общие.

В условиях соперничества двух видов за пищу их рождаемость и смертность зависят не только от собственной численности, но также от численности другого вида.

Следует заметить, что белки и бурундуки не едят друг друга, а в рассматриваемом лесу, вдобавок, не испытывают на себе воздействия третьего вида – хищников, что значительно упрощает модель.

Математическая модель


Популяции оказывают влияние друг на друга, что отражено в следующих формулах:

Ч1(I+1)=Ч1(I)*(2-КВ1*Ч1(I)-КВ2*Ч2(I)),

Ч2(I+1)=Ч2(I)*(2-КВ3*Ч2(I)-КВ4*Ч1(I)),

здесь Ч1 и Ч2 – численность белок и бурундуков соответственно, КВ1 и КВ3 – обобщенные коэффициенты влияния собственной численности популяций на их развитие, а КВ2 и КВ4 – обобщенные коэффициенты влияния соперников на численность популяций.

Значения коэффициентов (0,01 и 0,005) показывают, что особи одного вида конкурируют между собой за все жизненно важные ресурсы (и пищу, и места обитания), тогда как соперничество между разными видами (белками и бурундуками) касается только пищи, т.е. менее существенно.

Вычислительный эксперимент

Выполнить моделирование популяции. Построить графики изменения численности белок и бурундуков.

Лабораторная работа «Создание простого приложения на Delphi»

Цель работы:

  1. Познакомиться с графическим интерфейсом

системы программирования Delphi
1   2   3   4   5   6   7   8   9
написать администратору сайта