WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Пензенский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»)

Факультет «Машиностроения, транспорта и энергетики» (ФМТЭ)

Кафедра «Сварочное, литейное производство и материаловедение»

(СЛПиМ)

Т.А. Дурина

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА В ИНЖЕНЕРНЫХ РАСЧЕТАХ ДЛЯ

СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 150204

(Методическое пособие) Пенза 2012 1 УДК 669.018.28(075.8) Рецензент:

А.С. Белоусов, главный металлург ОАО «Пензадизельмаш».

Т.А. Дурина Вычислительная техника в инженерных расчетах для студентов заочного обучения специальности 150204. Методическое пособие – Пенза, каф.

«СЛПиМ» Пенз.гос.ун-та, 2012- 28с.

Изложены основные разделы по курсу «Вычислительная техника в инженерных расчетах. Указаны темы и вопросы для самостоятельной работы. Методическое пособие подготовлено на кафедре «Сварочное, литейное производство и материаловедение». Оно предназначено для студентов заочной формы обучения специальности «Машины и технология литейного производства» для изучения дисциплины «Вычислительная техника в инженерных расчетах».

© Дурина Т.А. © Кафедра «Сварочное, литейное производство и материаловедение» Пензенского государственного университета, Введение Цели учебной дисциплины «Вычислительная техника в инженерных расчетах» знать и иметь представление о вычислительной технике, знать алгоритмы инженерных задач применительно к литейному производству, языки программирования, уметь программировать, иметь навыки работы на вычислительных машинах, выполнения инженерных расчетов; уметь анализировать и прогнозировать процессы литейного производства, давать адекватные оценки реальных явлений, использовать результаты расчетов на вычислительных машинах для оптимизации, прогнозирования, принятия оптимальных решений.

В результате освоения дисциплины студент должен:

1) Знать:

- Устройство ЭВМ, математические разработки для ЭВМ, программирование, язык программирования, основы информатики, математического моделирования и расчетов по математическим моделям.





2) Уметь:

работать на вычислительной технике, составлять компьютерные программы, выполнять расчеты на ЭВМ, анализировать результаты расчетов, прогнозировать, оптимизировать процессы по результатам моделирования.

3) Владеть/быть в состоянии продемонстрировать:

- приобретенными навыками владения методами сбора информации, ее обработки на ЭВМ, использования в своей профессиональной деятельности, применения математических моделей для оптимизации и прогнозирования процессов в исследовательских работах и для разработки изобретений.

1. Разделы дисциплины Раздел 1. История развития средств вычислительной техники Персональные компьютеры, их устройство, программное обеспечение, особенности и возможности ЭВМ применительно к литейному производству.

Раздел 2. Методы классификации компьютеров Язык программирования Visual Basic, операторы языка, структура программ, преимущества и недостатки программирования на языке Visual Basic.

Раздел 3. Разработка алгоритмов для инженерных расчетов Схемы алгоритмов, программ, данных и систем, примеры разработанных алгоритмов для инженерных расчетов.

Раздел 4. Отладка программ на ЭВМ Особенности работы на вычислительных машинах, ввод данных, прогон и отладка программ, исправление ошибок, проверка и выполнение программ.

Раздел 5. Выявление математических моделей процессов с применением ЭВМ Теория и практика математического моделирования, применение ЭВМ для выявления математических моделей.

Раздел 6. Инженерные расчеты на ЭВМ по программам и анализ полученных результатов Работа с текстовыми и графическими операторами.

Раздел 7. Использование языка программирования Турбо Паскаль для инженерных расчетов Язык программирования Турбо Паскаль, элементы этого языка, типы данных, структурные типы, файлы, модули, возможности Турбо Паскаля применительно к выполнению инженерных расчетов.

Раздел 8. Особенности программирования и расчетов на ЭВМ применительно к сложным процессам литейного производства, оптимизация процессов Сложные процессы литейного производства, их оптимизация с применением ЭВМ, особенности программирования и расчетов в этих случаях.

Раздел 9. Математическое моделирование по результатам экспериментальных исследований Планирование экспериментов и математическое моделирование применительно к литейному производству, использование результатов экспериментальных исследований для выявления математических зависимостей показателей процессов от факторов, выбор уравнений регрессий, анализ статистической значимости коэффициентов регрессии, определение адекватности и точности математических моделей, расчеты на ЭВМ по выявленным математическим моделям, построение графических зависимостей.

Раздел 10. Систематизация результатов расчетов на ЭВМ, разработка рекомендаций по улучшению способов, устройств, веществ, оформление отчетов с представлением текстов заданий, программ, результатов расчетов и обсуждения этих результатов, выполненных научно-технических разработок Анализ и систематизация результатов расчетов на ЭВМ, рационализация процессов и устройств, разработка изобретений на способы, устройства, вещества по результатам моделирования и экспериментальной проверки, оформление отчетов, прогнозирование возможности улучшения процессов.





2. Вычислительная система, компьютер Изыскание средств и методов механизации и автоматизации работ — одна из основных задач технических дисциплин. Автоматизация работ с данными имеет свои особенности и отличия от автоматизации других типов работ. Для этого класса задач используют особые виды устройств, большинство из которых являются электронными приборами. Совокупность устройств, предназначенных для автоматической, или автоматизированной обработки данных, называют вычислительной техникой. Конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка, называют вычислительной системой. Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер.

Компьютер — это электронной прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

Принцип действия компьютера В определении компьютера, как прибора, мы указали определяющий признак - электронный. Однако автоматические вычисления не всегда производились электронными устройствами. Известны и механические устройства, способные выполнять расчеты автоматически.

В то же время нам хорошо знаком другой прибор, способный автоматически выполнять вычисления, — это часы. Независимо от принципа действия, все виды часов (песочные, водяные, механические, электрические, электронные и др.) обладают способностью генерировать через равные промежутки времени перемещения или сигналы и регистрировать возникающие при этом изменения, то есть выполнять автоматическое суммирование сигналов или перемещений.

Этот принцип прослеживается даже в солнечных часах, содержащих только устройство регистрации (роль генератора выполняет система Земля — Солнце).

Механические часы — прибор, состоящий из устройства, автоматически выполняющего перемещения через равные заданные интервалы времени и устройства регистрации этих перемещений. Место появления первых механических часов неизвестно. Наиболее ранние образцы относятся к XIV веку и принадлежат монастырям (башенные часы).

В основе любого современного компьютера, как и в электронных часах, лежит тактовый генератор, вырабатывающий через равные интервалы времени электрические сигналы, которые используются для приведения в действие всех устройств компьютерной системы. Управление компьютером фактически сводится к управлению распределением сигналов между устройствами. Такое управление может производиться автоматически (в этом случае говорят о программном управлении) или вручную с помощью внешних органов управления — кнопок, переключателей, перемычек и т. п. (в ранних моделях). В современных компьютерах внешнее управление в значительной степени автоматизировано с помощью специальных аппаратно-логических интерфейсов, к которым подключаются устройства управления и ввода данных (клавиатура, мышь, джойстик и другие). В отличие от программного управления такое управление называют интерактивным.

Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году его разработал Вильгельм Шикард, профессор кафедры восточных языков в университете Тьюбингена (Германия). В наши дни рабочая модель устройства была воспроизведена по чертежам и подтвердила свою работоспособность. Сам изобретатель в письмах называл машину «суммирующими часами».

В 1642 году французский механик Блез Паскаль (1623-1662) разработал более компактное суммирующее устройство, которое стало первым в мире механическим калькулятором, выпускавшимся серийно (главным образом для нужд парижских ростовщиков и менял). В 1673 году немецкий математик и философ Г. В. Лейбниц (1646-1717) создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложения и вычитания.

На протяжении XVIII века, известного как эпоха Просвещения, появились новые, более совершенные модели, но принцип механического управления вычислительными операциями оставался тем же. Идея программирования вычислительных операций пришла из той же часовой промышленности. Старинные монастырские башенные часы были настроены так, чтобы в заданное время включать механизм, связанный с системой колоколов. Такое программирование было жестким — одна и та же операция выполнялась в одно и то же время. Идея гибкого программирования механических устройств с помощью перфорированной бумажной ленты впервые была реализована в 1804 году в ткацком станке Жаккарда, после чего оставался только один шаг до программного управления вычислительными операциями.

Этот шаг был сделан выдающимся английским математиком и изобретателем Чарльзом Бэббиджем (1792-1871) в его Аналитической машине, которая, к сожалению, так и не была до конца построена изобретателем при жизни, но была воспроизведена в наши дни по его чертежам, так что сегодня мы вправе говорить об Аналитической машине, как о реально существующем устройстве. Особенностью Аналитической машины стало то, что здесь впервые был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Аналитическая машина содержала два крупных узла — «склад» и «мельницу». Данные вводились в механическую память «склада» путем установки блоков шестерен, а потом обрабатывались в «мельнице» с использованием команд, которые вводились с перфорированных карт (как в ткацком станке Жаккарда).

Исследователи творчества Чарльза Бэббиджа непременно отмечают особую роль в разработке проекта Аналитической машины графини Огасты Ады Лавлейс (1815-1852) дочери известного поэта лорда Байрона. Именно ей принадлежала идея использования перфорированных карт для программирования вычислительных операций (1843). В частности, в одном из писем она писала:

«Аналитическая машина точно так же плетет алгебраические узоры, как ткацкий станок воспроизводит цветы и листья». Леди Аду можно с полным основанием назвать самым первым в мире программистом. Сегодня ее именем назван один из известных языков программирования.

Если задуматься с какими объектами работали первые механические предшественники современного электронного компьютера, то нужно признать, что числа представлялись, либо в виде линейных перемещений цепных и реечных механизмов, либо в виде угловых перемещений зубчатых и рычажных механизмов. И в том и в другом случае это были перемещения, что не могло не сказываться на габаритах устройств и на скорости их работы. Только переход от регистрации перемещений к регистрации сигналов позволил значительно снизить габариты и повысить быстродействие. Однако на пути к этому достижению потребовалось ввести еще несколько важных принципов и понятий.

Двоичная система Лейбница. В механических устройствах зубчатые колеса могут иметь достаточно много фиксированных и, главное, различимых между собой положений. Количество таких положений, по крайней мере, равно числу зубьев шестерни. В электрических и электронных устройствах речь идет не о регистрации положений элементов конструкции, а о регистрации состояний элементов устройства. Таких устойчивых и различимых состояний всего два: включен — выключен; открыт — закрыт; заряжен — разряжен и т. п. Поэтому традиционная десятичная система, использованная в механических калькуляторах, неудобна для электронных вычислительных устройств.

Возможность представления любых чисел (да и не только чисел) двоичными цифрами впервые была предложена Готфридом Вильгельмом Лейбницем в 1666 году. Он пришел к двоичной системе счисления, занимаясь исследованиями философской концепции единства и борьбы противоположностей. Попытка представить мироздание в виде непрерывного взаимодействия двух начал («черного» и «белого», мужского и женского, добра и зла) и применить к его изучению методы «чистой» математики подтолкнули Лейбница к изучению свойств двоичного представления данных с помощью нулей и единиц. Надо сказать, что Лейбницу уже тогда приходила в голову мысль о возможности использования двоичной системы в вычислительном устройстве, но, поскольку для механических устройств в этом не было никакой необходимости, он не стал использовать в своем калькуляторе (1673 году) принципы двоичной системы.

Математическая логика Джорджа Буля. Говоря о творчестве Джорджа Буля, исследователи истории вычислительной техники непременно подчеркивают, что этот выдающийся английский ученый первой половины XIX века был самоучкой. Возможно, именно благодаря отсутствию «классического» (в понимании того времени) образования, Джордж Буль внес в логику, как в науку, революционные изменения.

Занимаясь исследованием законов мышления, он применил в логике систему формальных обозначений и правил, близкую к математической. Впоследствии эту систему назвали логической алгеброй или булевой алгеброй. Правила этой системы применимы к самым разнообразным объектам и их группам (множествам, по терминологии автора). Основное назначение системы, по замыслу Дж. Буля, состояло в том, чтобы кодировать логические высказывания и сводить структуры логических умозаключений к простым выражениям, близким по форме к математическим формулам. Результатом формального расчета логического выражения является одно из двух логических значений: истина или ложь.

Значение логической алгебры долгое время игнорировалось, поскольку ее приемы и методы не содержали практической пользы для науки и техники того времени. Однако, когда появилась принципиальная возможность создания средств вычислительной техники на электронной базе, операции, введенные Булем, оказались полезны, т.к. ориентированы на работу только с двумя сущностями: истина и ложь. Они пригодились для работы с двоичным кодом, который в современных компьютерах тоже представляется всего двумя сигналами: ноль и единица.

Не вся система Джорджа Буля (как и не все предложенные им логические операции) были использованы при создании электронных вычислительных машин, но четыре основные операции: И (пересечение), ИЛИ (объединение), НЕ (обращение) и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ — лежат в основе работы всех видов процессоров современных компьютеров.

5. Классификация компьютеров по назначению — один из наиболее ранних методов классификации. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают большие ЭВМ (электронно-вычислительные машины), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют на массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции.

Большие ЭВМ. Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. За рубежом компьютеры этого класса называют мэйнфреймами (mainframe).

В России за ними закрепился термин большие ЭВМ. Штат обслуживания большой ЭВМ составляет до многих десятков человек. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры, включающие в себя несколько отделов или групп.

Большие ЭВМ отличаются высокой стоимостью оборудования и обслуживания, поэтому работа таких суперкомпьютеров организована по непрерывному циклу. Наиболее трудоемкие и продолжительные вычисления планируют на ночные часы, когда количество обслуживающего персонала минимально. В дневное время ЭВМ исполняет менее трудоемкие, но более многочисленные задачи. При этом для повышения эффективности компьютер работает одновременно с несколькими задачами и, соответственно, с несколькими пользователями. Он поочередно переключается с одной задачи на другую и делает это настолько быстро и часто, что у каждого пользователя создается впечатление, будто компьютер работает только с ним. Такое распределение ресурсов вычислительной системы носит название принципа разделения времени.

Мини-ЭВМ От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами и, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной.

Мини-ЭВМ часто применяют для управления производственными процессами. Например, в механическом цехе компьютер может поддерживать ритмичность подачи заготовок, узлов и комплектующих на рабочие места, управлять гибкими автоматизированными линиями и промышленными роботами, собирать информацию с инструментальных постов технического контроля и сигнализировать о необходимости замены изношенных инструментов и приспособлений, готовить данные для станков с числовым программным управлением, а также своевременно информировать цеховые и заводские службы о необходимости выполнения мероприятий по переналадке оборудования.

Тот же компьютер может сочетать управление производством с другими задачами. Например, он может помогать экономистам в осуществлении контроля над себестоимостью продукции, нормировщикам в оптимизации времени технологических операций, конструкторам в автоматизации проектирования станочных приспособлений, бухгалтерии в осуществлении учета первичных документов и подготовки регулярных отчетов для налоговых органов. Для организации работы с мини-ЭВМ тоже требуется специальный вычислительный центр, хотя и не такой многочисленный, как для больших ЭВМ.

Микро-ЭВМ Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры.

Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. В число сотрудников вычислительной лаборатории обязательно входят программисты, хотя напрямую разработкой программ они не занимаются. Необходимые системные программы обычно покупают вместе с микроЭВМ, а разработку нужных прикладных программ заказывают более крупным вычислительным центрам или специализированным организациям.

Программисты вычислительной лаборатории занимаются внедрением приобретенного или заказанного программного обеспечения, выполняют его доводку и настройку, согласовывают его работу с другими программами и устройствами компьютера. Это требует высокой квалификации и универсальных знаний.

Программисты, обслуживающие микро-ЭВМ, часто сочетают в себе качества системных и прикладных программистов одновременно.

Несмотря на относительно невысокую производительность по сравнению с большими ЭВМ, микро-ЭВМ находят применение и в крупных вычислительных центрах. Там им поручают вспомогательные операции, для которых нет смысла использовать дорогие суперкомпьютеры. К таким задачам, например, относится предварительная подготовка данных.

Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером работает один человек. Несмотря на свои небольшие размеры и относительно невысокую стоимость, современные персональные компьютеры обладают немалой производительностью. Многие современные персональные модели превосходят большие ЭВМ 70-х годов, мини-ЭВМ 80-х годов и микро-ЭВМ первой половины 90-х годов. Персональный компьютер (Personal Computer, PC) вполне способен удовлетворить большинство потребностей малых предприятий и отдельных лиц.

Особенно широкую популярность персональные компьютеры получили после 1995 года в связи с бурным развитием Интернета. Персонального компьютера вполне достаточно для использования всемирной сети в качестве источника научной, справочной, учебной, культурной и развлекательной информации. Персональные компьютеры являются также удобным средством автоматизации учебного процесса по любым дисциплинам, средством организации дистанционного (заочного) обучения и средством организации досуга. Они вносят большой вклад не только в производственные, но и в социальные отношения.

До последнего времени модели персональных компьютеров условно рассматривали в двух категориях: бытовые ПК и профессиональные ПК. Бытовые модели, как правило, имели меньшую производительность, но в них были приняты особые меры для работы с цветной графикой и звуком, чего не требовалось для профессиональных моделей. В связи с достигнутым в последние годы резким удешевлением средств вычислительной техники, границы между профессиональными и бытовыми моделями в значительной степени стерлись, и сегодня в качестве бытовых нередко используют высокопроизводительные профессиональные модели, а профессиональные модели, в свою очередь, комплектуют устройствами для воспроизведения мультимедийной информации, что ранее было характерно для бытовых устройств.

Под термином мультимедиа подразумевается сочетание нескольких видов данных в одном документе (текстовые, графические, музыкальные и видеоданные) или совокупность устройств для воспроизведения этого комплекса данных.

Начиная с 1999 года в области персональных компьютеров начинает действовать международный сертификационный стандарт — спецификация РС99.

Он регламентирует принципы классификации персональных компьютеров и оговаривает минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий.

Новый стандарт устанавливает следующие категории персональных компьютеров:

• Workstation PC (рабочая станция);

• Entertainmemt PC (развлекательный ПК).

Согласно спецификации РС99 большинство персональных компьютеров, присутствующих в настоящее время на рынке, попадают в категорию массовых ПК. Для деловых ПК минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются. Для портативных ПК обязательным является наличие средств для создания соединений удаленного доступа, то есть средств компьютерной связи. В категории рабочих станций повышены требования к устройствам хранения данных, а в категории развлекательных ПК — к средствам воспроизведения графики и звука.

Классификация по уровню специализации. По уровню специализации компьютеры делят на универсальные и специализированные. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава (состав компьютерной системы называется конфигурацией). Так, например, один и тот же персональный компьютер можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото- и видеоматериалами.

Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов. Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Их используют при подготовке кино- и видеофильмов, а также рекламной продукции. Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть, называют файловыми серверами. Компьютеры, обеспечивающие передачу информации между различными участниками всемирной компьютерной сети, называют сетевыми серверами.

Классификация по типоразмерам. Персональные компьютеры можно классифицировать по типоразмерам. Так, различают настольные (desktop), портативные (notebook) и карманные (palmtop) модели.

Настольные модели распространены наиболее широко. Они являются принадлежностью рабочего места. Эти модели отличаются простотой изменения конфигурации за счет несложного подключения дополнительных внешних приборов или установки дополнительных внутренних компонентов.

Портативные модели удобны для транспортировки. Их используют бизнесмены, коммерсанты, руководители предприятий и организаций, проводящие много времени в командировках и переездах. С портативным компьютером можно работать при отсутствии рабочего места. Особая привлекательность портативных компьютеров связана с тем, что их можно использовать в качестве средства связи. Подключить такой компьютер к телефонной сети, можно из любой географической точки установить обмен данными между ним и центральным компьютером своей организации.

Карманные модели выполняют функции “интеллектуальных записных книжек”. Они позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ. Некоторые карманные модели имеют жестко встроенное программное обеспечение, что облегчает непосредственную работу, но снижает гибкость в выборе прикладных программ.

Классификация по совместимости. В мире существует множество различных видов и типов компьютеров. Они выпускаются разными производителями, собираются из разных деталей, работают с разными программами. При этом очень важным вопросом становится совместимость различных компьютеров между собой. От совместимости зависит взаимозаменяемость узлов и приборов, предназначенных для разных компьютеров, возможность переноса программ с одного компьютера на другой и возможность совместной работы разных типов компьютеров с одними, и теми же данными.

Алгоритм, от имени учёного аль-Хорезми - точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное время. В старой трактовке вместо слова «порядок» использовалось слово «последовательность», но по мере развития параллельности в работе компьютеров слово «последовательность» стали заменять более общим словом «порядок». Это связано с тем, что работа каких-то инструкций алгоритма может быть зависима от других инструкций или результатов их работы. Таким образом, некоторые инструкции должны выполняться строго после завершения работы инструкций, от которых они зависят. Независимые инструкции или инструкции, ставшие независимыми из-за завершения работы инструкций, от которых они зависят, могут выполняться в произвольном порядке, параллельно или одновременно, если это позволяют используемые процессор и операционная система.

Единого «истинного» определения понятия «алгоритм» нет.

«Алгоритм — это конечный набор правил, который определяет последовательность операций для решения конкретного множества задач и обладает пятью важными чертами: конечность, определённость, ввод, вывод, эффективность».

(Д. Э. Кнут) «Алгоритм — это всякая система вычислений, выполняемых по строго определённым правилам, которая после какого-либо числа шагов заведомо приводит к решению поставленной задачи». (А. Колмогоров) «Алгоритм — это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, идущий от варьируемых исходных данных к искомому результату». (А.

Марков) Формальные свойства алгоритмов Различные определения алгоритма в явной или неявной форме содержат следующий ряд общих требований:

Дискретность — алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение некоторых простых шагов. При этом для выполнения каждого шага алгоритма требуется конечный отрезок времени, то есть преобразование исходных данных в результат осуществляется во времени дискретно.

Детерминированность (определённость). В каждый момент времени, следующий шаг работы однозначно определяется состоянием системы. Таким образом, алгоритм выдаёт один и тот же результат (ответ) для одних и тех же исходных данных.

Понятность — алгоритм для исполнителя должен включать только те команды, которые ему (исполнителю) доступны, которые входят в его систему команд.

Завершаемость (конечность) — при корректно заданных исходных данных алгоритм должен завершать работу и выдавать результат за конечное число шагов. С другой стороны, вероятностный алгоритм может и никогда не выдать результат, но вероятность этого равна 0.

Массовость (универсальность). Алгоритм должен быть применим к разным наборам исходных данных.

Результативность — завершение алгоритма определёнными результатами.

Алгоритм содержит ошибки, если приводит к получению неправильных результатов, либо не даёт результатов вовсе.

Алгоритм не содержит ошибок, если он даёт правильные результаты для любых допустимых исходных данных.

Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения.

Настоящий стандарт распространяется на условные обозначения (символы) в схемах алгоритмов, программ, данных и систем и устанавливает правила выполнения схем, используемых для отображения различных видов задач обработки данных и средств их решения.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 2. ОПИСАНИЕ СХЕМ

3. ОПИСАНИЕ СИМВОЛОВ

4. ПРАВИЛА ПРИМЕНЕНИЯ СИМВОЛОВ И ВЫПОЛНЕНИЯ СХЕМ

5. ПРИМЕНЕНИЕ СИМВОЛОВ

8. Примеры разработанных алгоритмов для инженерных расчетов Общий алгоритм решения поставленной задачи для инженера Алгоритм оптимизации технологии изготовления отливки Алгоритм оптимизации технологии изготовления отливки Шаг 1. Формирование исходных данных по отливке.

Шаг 2. Выбор группы технологических вариантов для заданной отливки.

Шаг 3. Построение 3D-моделей для группы технологических вариантов.

Шаг 4. Моделирование для группы технологических вариантов процесса заполнения формы (расчет поля температур, заполнений и усадки.) Шаг 5. Расчет критериальных оценок для группы технологических вариантов и их сортировка. Выбор наилучших технологических вариантов для испытаний.

Шаг 6. Изготовление оснастки для выбранного варианта технологии.

Шаг 7. Экспериментальные исследования технологического варианта. Если свойства отливки удовлетворяют требованиям, то переход к шагу 8, иначе составление и корректировка группы технологических вариантов и переход к шагу 2.

Шаг 8. Промышленные испытания. Если требования по свойствам отливки удовлетворяют заказчика, то шаг 9, иначе составление новой группы технологических вариантов и переход к шагу 2.

Шаг 9. Внедрение технологического варианта, изготовления отливки.

Обобщенная схема автоматизации процесса разработки технологии получения отливок литьем в песчано-глинистые формы 1. Принцип действия компьютера.

2. Механические и математические первоисточники современного компьютера.

3. Методы классификации компьютеров.

4. Персональные компьютеры (ПК).

5. Что такое алгоритм.

6. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем.

7. Примеры разработанных алгоритмов для инженерных расчетов.

8. Особенности работы на вычислительных машинах.

9. Ввод данных, прогон и отладка программ. Исправление ошибок, проверка и выполнение программ.

10. Теория и практика математического моделирования.

11. Применение ЭВМ для выявления математических моделей.

12. Программирование на языке Бейсик.

13. Анализ полученных результатов.

14. Язык программирования Турбо Паскаль. Возможности Турбо Паскаля применительно к выполнению инженерных расчетов.

15. Оптимизация процессов литейного производства с применением ЭВМ 16. Планирование экспериментов и математическое моделирование применительно к литейному производству.

17. Выбор уравнений регрессий, анализ статистической значимости коэффициентов регрессии.

18. Определение адекватности и точности математических моделей, расчеты на ЭВМ по выявленным математическим моделям, построение графических зависимостей.

19. Назначение ЭВМ. Основные устройства ЭВМ 20. Единицы измерения информации.

21. Средства общения человек и ЭВМ.

22. Алгоритмы и их свойства.

1. Вычислительная система, компьютер.

2. Принцип разделения информации на команды и данные.

3. Классификация компьютеров по назначению, большие ЭВМ, миниЭВМ, микро-ЭВМ.

4. Персональные компьютеры.

5. Определения понятия «алгоритм».

6. Формальные свойства алгоритмов 7. ГОСТ 19.701-90. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем.

8. Общий алгоритм решения поставленной задачи для инженера 9. Алгоритм оптимизации технологии изготовления отливки 10. Работа на вычислительных машинах 11. Ввод данных, прогон и отладка программ 12. Виды ошибок, препятствующих корректной работе программы.

13. Математическое моделирование.

14. Математическая модель реального объекта.

15. Выявление математических моделей по результатам экспериментальных исследований (усовершенствование программ математического моделирования и использование их для расчетов на ЭВМ).

16. Программы для моделирования литейных процессов.

17. Основные этапы решения задачи принятия оптимальных решений с помощью ЭВМ.

18. Инженерные расчеты на ЭВМ по программам.

19. Технология подготовки и решения задачи на ЭВМ.

20. Жизненный цикл программ.

21. Расчет на ЭВМ материальных и тепловых балансов печей.

22. Тепловой расчет печей литейного производства.

23. Переменные в Turbo Pascal.

24. Константы в Turbo Pascal.

25. Комплексное моделирование процессов.

11. Программное обеспечение и инженерные ресурсы 1. Компьютерная программа математического моделирования GL (для случаев планирования 21 (Х = 2), 22 (Х = 4), 23 (Х = 8), 24 (Х = 16), 25 (Х = 32).

2. Компьютерная программа математического моделирования GN (для случаев планирования 31 (Х = 3), 41 (Х = 4), 51 (Х = 5), 32 (Х = 9), 4·5 (Х =20), 52 (Х = 25), 33 (Х = 27).

3. Быстродействующие компьютерные программы (разработки Черного А.А.) Ggl3 exe, Ggn3 exe.

4. Электронное учебное пособие «Математическое моделирование применительно к литейному производству», автор А.А.Черный.

5. Электронное учебное пособие «Программирование на языке Бейсик применительно к математическому моделированию», автор А.А.Черный.

6. Электронное учебное пособие «Математическое моделирование с использованием программ на языке Турбо-Паскаль», автор А.А.Черный.

Введение

1. Разделы дисциплины

2. Вычислительная система, компьютер

3. Механические первоисточники

4. Математические первоисточники

5. Классификация компьютеров по назначению

6. Что такое алгоритм

7. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем

8. Примеры разработанных алгоритмов для инженерных расчетов.............. 9. Вопросы

10. Темы для самостоятельной работы

11. Программное обеспечение и инженерные ресурсы

12. Содержание

13. Литература

1. Алексеев В.Е., Ваулин А.С., Петров Г.Б. Вычислительная техника и программирование. Практикум по программированию. – М.: Высшая 2. Вычислительная техника и программирование. Учеб. для техн. ВУЗов / А.В. Петров, В.Е. Алексеев и др. – М.: Высшая школа, 1991.

3. Фигурнов В.Е. IВМ для пользователей. – М.: Финансы и статистика, 1997.

4. Информатика: Практикум по технологии работы на компьютере / Н.В.

Макарова Е.Л., Рамин В.В. Изранцев и др. Под ред. Н.В. Макаровой. – М.:

Финансы и статистика, 1999.

5. Черный А.А. Математическое моделирование применительно к литейному производству: Учебн.пособие. – Пенза: Изд-во Пенз.гос.ун-та, 1998. – 6. Фаронов В.В. Турбо Паскаль (в 3-х книгах). Книга 1. Основы Турбо Паскаля. – М.: Учебно-инженерный центр «МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК», 7. Математическое моделирование литейных процессов: Методические указания/Сост. А.А. Черный. – Пенза: Подразделение оперативной полиграфии Пензенского ЦНТИ, 1992. – 36 с.

8. Разработка новых сплавов с использованием ЭВМ: Методические указания/Сост. А.А. Черный. – Пенза: Пенз.политехн.ин-т, 1990. – 28 с.

9. Моделирование сложных процессов по результатам экспериментов: Методические указания/ Сост. А.А. Черный. – Пенза: Пенз.политехн.ин-т, 10. Математическое моделирование процессов литейного производства и применение ЭВМ для их расчетов: Методические указания/ Сост. А.А.

Черный. Пенза: Пенз.политехн.ин-т, 1990. – 36 с.

11. Черный А.А. Методика и программы математического моделирования:

Учебное пособие. – Пенза: Подразделение оперативной полиграфии Пензенского ЦНТИ, 1994. – 38 с.

12. Маковский В.А., Похлебаев В.И. Первые встречи с IВМ РС. – М.: Издательство стандартов, 1992. – 48 с.

13. Маковский В.А., Похлебаев В.И. Что на магнитном диске? – М.: Издательство стандартов, 1992. – 48 с.

14. Маковский В.А., Похлебаев В.И. Бейсик. – М.: Издательство стандартов, 15. Маковский В.А., Похлебаев В.И. IВМ РС на моем рабочем месте. – М.:

Издательство стандартов, 1992. – 46 с.

16. Кузьмичев Д.А., Радкевич И.А., Смирнов А.Д. Автоматизация экспериментальных исследований. Учебное пособие. – М.: Наука. Гл.ред.физ.мат.лит., 1983. – 392 с.

17. Схемы алгоритмов, программ данных и систем. – М.: Изд-во стандартов, 18. Каймин В.А. Информатика: Учебник. – 2-е изд.,перераб. И доп. – М.:

19. Фридланд А.Я., Ханамирова Л.С., Фридланд И.А. Информатика. Толковый словарь основных терминов. Издание 2-е. – М.: «Издательство ПРИОР», 1998. – 240 с.

20. Математический энциклопедический словарь./ Гл.ред. Ю.В. Прохоров. – М.: Сов. Энциклопедия, 1988. – 847 с.

21. Электроника: Энциклопедический словарь/Гл.ред. В.Г. Колесников, - М.:

Сов. Энциклопедия, 1991. – 688 с.

22. Дурина Т.А.,Черный А.А. Математическое моделирование процессов очистки металла и применение ЭВМ для их расчетов: Методич. пособие.

– Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2010. – 34 с. (Электронная библиотека системы федеральных образовательных порталов)

class='zagtext'>ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА В ИНЖЕНЕРНЫХ РАСЧЕТАХ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

Издательство Пензенского государственного университета.

440026, Пенза, Красная, 40.



 
Похожие работы:

«КРЫМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ И МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.И. ВЕРНАДСКОГО А.И.Башта НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕКРЕАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С УЧЕТОМ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ Утверждено к печати на заседании Научно-технического совета Крымского научного центра НАН Украины и МОН Украины Протокол от сентября 201_ года Симферополь ВСТУПЛЕНИЕ В современных условиях рекреационная сфера...»

«Федеральное агентство по образованию Архангельский государственный технический университет МЕХАНИКА Методические указания к выполнению лабораторных работ по физике Архангельск 2008 Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией факультета промышленной энергетики Архангельского государственного технического университета 26 ноября 2008 года Автор-составитель А.И. Аникин, доц., канд. техн. наук Рецензенты А.В.Соловьев, доц., канд. техн. наук Л.В.Филимоненкова, доц., канд. техн. наук...»

«Федеральное агентство по образованию Вологодский государственный технический университет Кафедра управляющих и вычислительных систем Организация ЭВМ и систем Методические указания по курсовому проектированию Факультет – электроэнергетический Направление 230100 Информатика и вычислительная техника Вологда 2010 УДК 681.3(075) Организация ЭВМ и систем: Методические указания по курсовому проектированию. – Вологда: ВоГТУ, 2010. – 27 c. В методических указаниях приведены примеры заданий на курсовое...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ” _ А.А. Маслов, Г.В. Каляцкая, Г.Н. Амелина, А.Ю. Водянкин, Н.Б. Егоров ТЕХНОЛОГИЯ УРАНА Учебное пособие Рекомендовано советом УМО в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению 140300 Ядерные физика и технологии по специальностям: 140303 Физика кинетических явлений, 140305 Ядерные реакторы и энергетические установки,...»

«Министерство образования и науки Республики Казахстан ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА Н.Г. Хисамиев, С.Д.Тыныбекова, А.А.Конырханова МАТЕМАТИКА для технических специальностей вуза ЧАСТЬ 2 Усть-Каменогорск 2006 УДК 51.075.8 (076) Хисамиев Н.Г. Математика: для технических специальностей вуза. ч.2. / Н.Г.Хисамиев, С.Д.Тыныбекова, А.А.Конырханова / ВКГТУ.- УстьКаменогорск, 2006.- 117с. Учебное пособие содержит лекции для всех технических...»

«СЕРІЯ НАУКОВО-ТЕХНІЧНА ОСВІТА: ЕНЕРГЕТИКА, ДОВКІЛЛЯ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ министерство образования и науки украины Харьковская наЦионаЛьная академия городского Хозяйства В. А. Маляренко ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНУЮ ЭКОЛОГИЮ ЭНЕРГЕТИКИ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Харьков Издательство САГА 2008 УДК 625.311:502.5 М21 Рекомендовано Ученым Советом Харьковской национальной академии городского хозяйства (Протокол № 3 от 29 декабря 2000 г.) Рецензенты: заведующий кафедрой теплогазоснабжения, вентиляции и ТГВ Харьковского...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет А. А. ЦЫНАЕВА, Д. Л. ЖУХОВИЦКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Методические указания к курсовому и дипломному проектированию Ульяновск 2005УДК 697.34(076) ББК 31.38я7 Ц 95 Рецензенты: зам. главного инженера ОАО Ульяновскэнерго доцент В. Г. Сторожик, нач. перспективного отдела ОАО Ульяновскэнерго Н. В....»

«Министерство образования и науки Украины Севастопольский национальный технический университет МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению курсового проекта Проектирование и эксплуатация судовых ДВС по дисциплине Судовые ДВС и их эксплуатация для студентов всех форм обучения специальности 7.100.302 – Эксплуатация судовых энергетических установок Севастополь 2 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) УДК 629. Проектирование и эксплуатация судовых...»

«1 Министерство образования и науки Украины Севастопольский национальный технический университет ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОСВОЕНИЯ ШЕЛЬФА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к курсовому проекту по дисциплине Техническая эксплуатация энергетических установок технических средств освоения шельфа для студентов и магистрантов всех форм обучения специальности 7.100302 и 8. Эксплуатация судовых энергетических установок специализации 7.100 302.03 и 8.100...»

«Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Теплогазоснабжение и вентиляция МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дипломному проектированию для студентов специальности 1-70 04 02 Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна Минск БНТУ 2010 УДК 697(075.8) ББК 38.73я7 М 54 Сос тав ите л и: В.В. Артихович, Л.В. Борухова, В.М. Копко, А.Б. Крутилин, Л.В. Нестеров, М.Г. Пшоник, И.И. Станецкая, Т.В. Щуровская Ре це нзе нты: зав. кафедрой...»

«Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА имени адмирала С.О. МАКАРОВА КАФЕДРА ТЕПЛОТЕХНИКИ, СУДОВЫХ КОТЛОВ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК Б.С. Карандашов, Е.А. Бугаев АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ТОПОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ОЙЛОН RP-52 YR Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова УДК 621.181.002. К Карандашов, Б.С.,...»

«Утверждены приказом председателя Комитета государственного энергетического надзора и контроля Республики Казахстан от _20_ г. № Методические указания по контролю качества твердого, жидкого и газообразного топлива для расчета удельных расходов топлива на тепловых электростанциях и котельных Содержание Введение 2 Область применения 1 Нормативные ссылки 2 Термины, определения и сокращения 3 Принятые сокращения 4 Основные положения 5 Топливо твердое 6 Объемы и методы анализов проб топлива 6.1...»

«Министерства образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Теплогазоснабжение и вентиляция НАСОСЫ, ВЕНТИЛЯТОРЫ, КОМПРЕССОРЫ Программа дисциплины, методические указания, задания и примеры выполнения задач контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальности 1-70 04 02 Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна Минск 2007 УДК 621.51+621.63+621.65 (075.8) Программа дисциплины, методические указания, задания на контрольные...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ГОУВПО Амурский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой энергетики _ Н.В.Савина 2007 г. Г.В. Судаков, Т.Ю. Ильченко, Н.С. Бодруг УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ Учебное пособие Благовещенск, 2007 Печатается по разрешению редакционно-издательского совета энергетического факультета Амурского государственного университета Г.В. Судаков, Т.Ю. Ильченко, Н.С. Бодруг...»

«СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ Методические указания по изучению курса и выполнению контрольной работы для студентов специальности 140106 Энергообеспечение предприятий дневной и заочной форм обучения Тамбов Издательство ТГТУ 2007 УДК 629.063.2 ББК H763я73-5 Ж86 Рекомендовано Советом энергетического факультета Рецензент Главный инженер ОАО Тамбовоблгаз...»

«Министерство образования и науки Украины Севастопольский национальный технический университет МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по дисциплине Научно-исследовательская работа студентов для студентов специальностей 7.100302 и 8.100302 – Эксплуатация судовых энергетических установок дневной формы обучения Севастополь 2006 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) УДК 621.001. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова А.А. Елепов РАЗВИТИЕ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МИРОВОЙ АВТОМОБИЛИЗАЦИИ Учебное пособие Архангельск ИПЦ САФУ 2012 УДК 629.33 ББК 39.33я7 Е50 Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова...»

«Утверждены приказом председателя Комитета государственного энергетического надзора и контроля Республики Казахстан от _20_ г. № Методические указания по инвентаризации угля на электростанциях Содержание Введение 2 1 Область применения 2 2 Нормативные ссылки 2 3 Термины, определения и сокращения 2 4 Общие указания 3 5 Определение насыпной плотности угля 5.1 Определение насыпной плотности топлива в штабелях, уложенных на длительное хранение 5.2 Определение насыпной плотности твердого топлива в...»

«Курбатов Ю.Л. Масс Н.С. Кравцов В.В. НАГНЕТАТЕЛИ И ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ В ТЕПЛОТЕХНИКЕ Рекомендовано Министерством образования и науки Украины в качестве учебного пособия “НОРД-ПРЕСС” Донецк, 2011 УДК [621.51:621.63:621.1.65:621.438] (075.8) К 93 Курбатов Ю.Л., Масс Н.С., Кравцов В.В. Нагнетатели и тепловые двигатели в теплотехнике. В 2-х частях. Ч. 1. Нагнетатели, Ч.2. Тепловые двигатели: Учебное пособие. – Донецк “НОРД-ПРЕСС”. 2011 – 286с. Учебное пособие представляет собой конспект лекций по...»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ ЕЭС РОССИИ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КОНТРОЛЮ СОСТОЯНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК РД 153-34.0-20.525-00 Вводится в действие с 01.09.2000 г. РАЗРАБОТАНО Новосибирским государственным техническим университетом, Московским энергетическим институтом, Научнопроизводственной фирмой ЭЛНАП, Открытым акционерным обществом Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.