Тема занятия: «Изучение и практическое освоение программы MathCAD»

Учебные вопросы:

 

1. Основные функциональные возможности и структура программы MathCAD.

2. Панели инструментов программы, методика их использования.

3. Особенности представления исходных данных и выполнения расчетов в MathCAD.

4. Матричные методы формирования массивов данных.

5. Графические возможности программы. Одномерная и двумерная графика. Форматирование графиков.

6. Принципы вставки текстовой области, отдельных компонентов и объектов.

7. Панель символических операторов, принципы ее использования при решении прикладных задач.

8. Использование инструментов программирования в MathCAD. Применение основных операторов при разработке программ.

 

Содержание задач для решения на практическом занятии:

 

1. Выполнить представление заданного многомерного массива данных в виде матриц. Осуществит сортировку по столбцам и выделить отдельные компоненты таблицы в виде векторов-столбцов.

2. Построить в одной системе координат графиков трех функций: y=x²; z=2x-3,25; u=-(x+3)²+4. Использовать ранжированные переменные для построения графиков в заданных интервалах изменения аргумента.

3. Решить графически уравнение y=1,5x-4,75 с помощью встроенной функции root.

4. Сформировать массивы псевдослучайных чисел с равномерным и гауссовским распределением с помощью встроенных датчиков случайных чисел runif и rnorm.

5. С помощью панели программирования MathCAD написать программу для построения приведенного графика функции y(х) = |x|, где правая часть означает “модуль величины х ”:

 

y(x)

 

 

x

 

6. Написать программу для построения единичной матрицы размерности n x n, например, вида:

.

 

7. Написать программу для вычисления суммы первых n целых чисел.

Литература:

 

- Каймин В.А. Информатика: Учебник.- М.: ИНФРА-М, 2010.

- Макарова Н.В. (ред.). Информатика: Учебник.- М.: Финансы и статистика, 2009.

- Дьяченко В.В. Программа MathCAD. Справочник.- М.: М.: Финансы и статистика, 2009.

 

 

 

 

Теоретические вопросы для выполнения контрольной работы

 

1. Системы счисления.
2. Двоичная математика.
3. Представление числовых и символьных данных в ЭВМ.
4. Форматы данных.
5. Понятие информации.
6. Количественная мера информации.
7. Архитектура ЭВМ: система команд
8. Структура памяти, характеристика основных устройств ЭВМ.
9. Понятие интерфейса. Компоненты для организации интерфейса.
10. Назначение и основные характеристики системной шины, центрального процессора, оперативной памяти ЭВМ.
11. Логические основы построения ПЭВМ.
12. Состав и характеристики периферийного оборудования.
13. Назначение и классификация программного обеспечения персональных ЭВМ.
14. Системное программное обеспечение. Операционные системы.
15. Операционная система MS DOS. Команды и формат команд MS DOS.
16. Основные команды для работы с файлами и каталогами.
17. Операционная система Microsoft Windows. Оформление Windows, методы и средства навигации.
18. Стандартные приложения Windows.
19. Алгоритмизация и программирование. Основы программирования.
20. Лексические основы языка: идентификаторы, служебные слова, инструкции, выражения, операторы.
21. Языки программирования высокого уровня. Структура программы.

22. Технология программирования.

1. Структурное программирование.
2. Динамические структуры данных.
3. Банки данных. Базы данных.
4. Системы управления базами данных.

27. Представление числовых и символьных данных в ЭВМ.

28. Количественная мера информации. Энтропия и информация.

29. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

30. Представление чисел в прямом, обратном и дополнительном коде.

31. Кодирование и декодирование информации.

32. Двоично-восьмеричные и двоично-шестнадцатиричные преобразования.

33. Сложение и вычитание чисел со знаком.

1. Элементы булевой алгебры.
2. Таблицы истинности и методика их построения.
3. Теоремы булевой алгебры и их применение для синтеза логических схем.
4. Каноническая сумма минтермов (совершенная дизъюнктивная нормальная форма).
5. Каноническое произведение макстермов (совершенная конъюнктивная нормальная форма).
6. Карты Карно.
7. Логические схемы “И”, “ИЛИ”, “НЕ”, “И-НЕ”, “ИЛИ-НЕ”, “Исключающее ИЛИ”.
8. Операции с документами Word (создание нового документа, открытие и сохранение документа).
9. Работа с текстом (ввод текста, выделение фрагмента, редактирование, копирование и перемещение текста, вставка символов и формул).
10. Форматирование текста (изменение параметров шрифта, регистра символов, форматирование абзацев, создание маркированных и нумерованных списков).
11. Оформление страниц документа (установление параметров страницы, колонтитулов, создание многоколонного документа).
12. Печать документов.
13. Вставка таблиц.
14. Основные функциональные возможности редактора электронных таблиц Excel.
15. Рабочий лист редактора электронных таблиц, его структура.
16. Ячейка рабочего листа Excel, ее редактирование, копирование и перемещение.
17. Ввод формул в ячейки, их редактирование и модификация.
18. Основные арифметические операции и их выполнение в Excel.
19. Абсолютные и относительные ссылки в редакторе электронных таблиц.
20. Диаграммы и графики в Excel, методика их построения.
21. Печать документа Excel.
22. Назначение и основные функциональные возможности программы Power Point.
23. Основные этапы создания презентации.
24. Создание базовой презентации. Работа с текстом в режимах структуры и слайдов.
25. Добавление диаграмм, графиков и организационных диаграмм.
26. Модификация презентации. Форматирование диаграмм и графиков.
27. Добавление аннотаций и графиков.
28. Представление результатов работы с Power Point.
29. Основные функциональные возможности и структура программы MathCAD.
30. Панели инструментов программы, методика их использования.
31. Особенности представления исходных данных и выполнения расчетов в MathCAD.
32. Матричные методы формирования массивов данных.

 

 

Контрольные вопросы для самостоятельной работы студентов

1. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
2. Представление чисел в прямом, обратном и дополнительном коде.
3. Энтропия и информация.
4. Передача информации по каналам связи.
5. Скорость передачи и пропускная способность канала передачи данных.
6. Кодирование и декодирование информации.
7. Общая структурная схема ЭВМ.
8. Логические основы ЭВМ.
9. Организация ввода-вывода информации. Последовательный ввод-вывод.
10. Адресация информации. Прямой доступ к памяти.
11. Запоминающие устройства. Организация виртуальной памяти.
12. Оценка производительности ЭВМ.
13. Состав и характеристики периферийного оборудования.
14. Шины. Адресная шина. Шины данных и управления.
15. Эволюция и перспективы развития операционных систем.
16. Назначение и функции операционной системы. Управление файлами и внешними устройствами.
17. Архитектура операционной системы.
18. Функции операционной системы по управлению памятью.
19. Мультипрограммирование на примере современных процессоров.
20. Ввод-вывод и файловая система. Логическая организация файловой системы.
21. Лексические основы языков программирования высокого уровня.
22. Семантическое и синтаксическое описание операторов.
23. Среда программирования Turbo Pascal.
24. Операторы выбора, цикла, передачи управления.
25. Указатели и адреса объектов. Массивы. Организация памяти в процессорах.
26. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
27. Представление чисел в прямом, обратном и дополнительном коде.
28. Энтропия и информация.
29. Передача информации по каналам связи.
30. Скорость передачи и пропускная способность канала передачи данных.
31. Кодирование и декодирование информации.
32. Общая структурная схема ЭВМ.
33. Логические основы ЭВМ.
34. Организация ввода-вывода информации. Последовательный ввод-вывод.
35. Адресация информации. Прямой доступ к памяти.
36. Запоминающие устройства. Организация виртуальной памяти.
37. Оценка производительности ЭВМ.
38. Состав и характеристики периферийного оборудования.
39. Шины. Адресная шина. Шины данных и управления.
40. Эволюция и перспективы развития операционных систем.
41. Назначение и функции операционной системы. Управление файлами и внешними устройствами.
42. Архитектура операционной системы.
43. Функции операционной системы по управлению памятью.
44. Мультипрограммирование на примере современных процессоров.
45. Ввод-вывод и файловая система. Логическая организация файловой системы.
46. Лексические основы языков программирования высокого уровня.
47. Семантическое и синтаксическое описание операторов.
48. Среда программирования Turbo Pascal.
49. Операторы выбора, цикла, передачи управления.
50. Указатели и адреса объектов. Массивы. Организация памяти в процессорах.
51. Модули. Структуры и объединения. Язык C++. Примеры программ.
52. Объектно-ориентированное программирование.
53. Простые и структурные типы данных. Язык Object Pascal.
54. Среда визуального программирования Delphi.
55. Модели объектов других языков программирования. Среда Borland C++ Builder.

 

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

 

1. В пяти килобайтах: 5000 байт; 5120 байт; 500 байт; 5000 бит; 5120 бит.

 

2. Число 52 в двоичном коде равно: 100111; 111010; 110100.

 

3. Количество чисел, которое можно закодировать нулями и единицами в 10 позициях, равно: 1000; 1024; 10; 256; 512.

 

4. Сколько целых чисел со знаком можно записать в 1 байт:
1024; 256; 255; 127; 128.

 

5. Шестнадцатеричное число D3F.416 в десятичной форме равно: 2800; 3391,25; 3500.

 

6. Десятичное число 58606 в шестнадцатеричной форме равно: E48A; D3F.4: 2Е5.С.

 

7. Десятичное число -13 в обратном коде равно: 10110; 11101; 10010.

 

8. Резидентная программа:
1) стартует сразу же при запуске компьютера; 2) постоянно находится на жестком диске; 3) постоянно находится в оперативной памяти; 4) вскрывает засекреченные файлы; 5) перехватывает резидентные вирусы.

 

9. В электронной таблице знак "$" перед номером строки в обозначении ячейки указывает на:
1) денежный формат; 2) начало формулы; 3) абсолютную адресацию;
4) начало выделения блока ячеек; 5) пересчет номера строки, начиная с текущего.

10. Элементарная единица измерения количества информации - это:

1) Байт; 2) Кбайт; 3) Мбайт; 4) Бит; 5) Восемь бит.

 

11. Процесс, при котором исходный текст программы до выполнения целиком переводится в коды ЭВМ, это:
1) интерпретация; 2) компиляция; 3) редактирование; 4) компоновка; 5) копирование.

 

12. Даны утверждения:
1) Компилятор - это программа копирования фрагментов файлов.
2) Тактовая частота процессора определяет производительность компьютера.
3) Дисковод - это устройство обмена информацией между компьютерами по телефонным каналам.
Среди них верными являются только 1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 1, 2 и 3; 5) 1 и 2.

 

13. Файл – это:

1) имя, данное программе или данным, используемым в компьютере;
2) именованная последовательность данных, размещенных на внешнем носителе
3) команда операционной системы, обеспечивающая работу с данными;
4) программа, помещенная в память и готовая к исполнению;
5) данные, размещенные в памяти и используемые какой-либо программой.

 

14. Основным элементом электронной таблицы является:
1) столбец; 2) строка; 3) ячейка; 4) формула; 5) ссылка.

 

15. Гипертекст – это:

1) совокупность данных, описывающих один объект;
2) программа, служащая для просмотра Web-документов;
3) адрес документа в сети;
4) документ, содержащий ссылки на другие документы;
5) форма документа, включающая в себя средства для создания аналогично оформленного документа.

16. Абсолютная ссылка в электронной таблице (ЭТ) – это:

1) область, определяемая пересечением столбца и строки ЭТ;
2) не изменяющийся при копировании и перемещении формулы адрес ячейки, содержащей исходное данное (операнд);
3) номер столбца и номер строки;
4) способ указания адреса ячейки;
5) изменяющийся при копировании и перемещении формулы адрес ячейки, содержащей исходное данное (операнд).

 

17. Какие из расширений в списке используются для файлов, содержащих тексты или документы:

a) doc; b) exe; c) zip; d) txt; e) bmp.
1) b, c; 2) a, e; 3) a, b, d; 4) b, d, e; 5) a, d.

 

18. Cсылка в электронной таблице (ЭТ) – это:

1) номер столбца и номер строки;
2) совокупность математических операторов, чисел, функций;
3) область, определяемая пересечением столбца и строки ЭТ;
4) способ указания адреса ячейки;
5) изменяющийся при копировании и перемещении формулы адрес ячейки, содержащей исходное данное (операнд).

 

19. Из утверждений:

 

a) Аналоговые компьютеры обрабатывают данные в виде числовых двоичных кодов;

b) Устройство управления и арифметико-логическое устройство входят в состав центрального процессора;

c) Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд;

d) Центральному процессору в произвольный момент времени доступны не все ячейки памяти;

являются верными 1) а,d; 2) а; 3) b,с; 4) d; 5) а,b.

20. Среди программ

a) Интегрированные среды разработки приложений;
b) Программы архивирования данных;
c) Трансляторы;
d) Обучающие программы;

не являются инструментальными 1) d,c; 2) a,b; 3) b,c; 4) a,d; 5) b,d.

 

21. Недопустимыми действиями c окнами являются

a) Открытие; b) Инверсия; c) Закрытие; d) Отражение; e) Восстановление
1) c,d; 2) b,d; 3) a,c; 4) a,b; 5) a,c,d.

 

22. В меню «Файл» текстового редактора Word не входят опции

a) Создать; b) Перенести; c) Открыть; d) Сохранить; e) Сжать
1) b,e; 2) a,c; 3) b,c,d; 4) c,e; 5) a,d.

23. Правильное соответствие терминов и определений

A. Терминал	1. Специальное устройство для управления курсором
B. Банк данных	2. Отправляет и принимает данные
C. Манипулятор	3. Хранит информацию

имеет вид

l) A-3 B-l C-2

2) A-2 B-l C-3

3) A-1 B-3 C-2

4) A-3 B-2 C-l

5)A-2 B-3 C-l

24. Правильное соответствие терминов и определений

A. Синтаксис	1. Правила образования понятий из элементов алфавита и других понятий
B. Интерфейс	2. Программа, расширяющая возможности операционной системы
C. Драйвер	3. Средство сопряжения двух устройств компьютера

имеет вид

1)A-3 B-l C-2

2) A-2 B-l C-3

3)A-1 B-3 C-2

4)A-3 B-2 C-l

5) A-2 B-3 C-l

 

25. Правильное соответствие терминов и определений

A. Операционная система	1. Программа, обрабатывающая таблицы различной структуры
B. Электронная таблица	2. Комплекс программ для управления всеми ресурсами компьютера
C. Архиватор	3. Программа для плотной записи информации на диске

имеет вид

1) A-3 B-l C-2

2) A-2 B-l C-3

3) A-1 B-3 C-2

4) A-3 B-2 C-l

5) A-2 B-3 C-l

26. Правильное соответствие терминов и определений

A. Транслятор	1. Набор слайдов, возможно, со звуковым сопровождением
B. Топология сети	2. Способ соединения компьютеров в сеть
C. Презентация	3. Программа перевода программы с языка программирования в машинные коды

имеет вид

1) A-3 B-l C-2

2) A-2 B-l C-3

3)A-1 B-3 C-2

4)A-3 B-2 C-l

5) A-2 B-3 C-l

 

 

27. Представлены фрагменты электронных таблиц, содержащих числа и формулы. После указанных действий необходимо определить результат (значение или формулу) в указанных ячейках.

a)

	действия	искомое	варианты
	В	С	D	вставки строки между второй и третьей строками	значение в ячейке D6	40 25 32 17 9
			=СУММ(В2:D4)

b)

	действия	искомое	варианты
	A	B	C	вычисления: значение в ячейке С15 равно 22.	ячейка С15 содержит формулу:	=СРЗНАЧ(C12:C14) =СУММ(A12:B13) =B13+B14 =A14+C14 =МАКС(A12:C13)
			=A12+B12
	5,5		=A13*B13
			=A14+B14

 

c)

	действия	искомое	варианты
	A	B	C	вычисления: значение в ячейке С15 равно 22.	ячейка С15 содержит формулу:	=C13+A15 =СУММ(A12:B13) =B13+B14 =A14+C14 =C12+B14
			=A12+B12
	5,5		=A13*B13
			=A14+B14

 

 

d)

 

	действия	искомое	варианты
	A	B	C	вычисления: значение в ячейке С15 равно 20.	ячейка С15 содержит формулу:	=C13 =СУММ(A12:B13) =B13+B14 =A14+C14 =C12+A15
			=A12+B12
	5,5		=A13*B13
			=A14+B14

 

 

e)

 

		действия	искомое	варианты
	В	С	D	удаление строки 5	значе-ние в ячейке D6	0,1 2,1 3,3 не опре- делено
			0,1
	=B3*D3	=C3*D3
	=5+C3	=5*D3	=C3–B3
	=СУММ(B3:B5)	=СУММ(C3:C5)	=СУММ(D3:D5)
			=МИН(B6:D6)

 

 

f)

 

	действия	искомое	варианты
	В	С	D	вставки столбца между столбцами B и C	значение в ячейке E5	9 19 23 32 42
			=СУММ(В2:D4)

 

 

g)

 

	действия	искомое	варианты
	F	G	H	удаление строки 4	значение в ячейке G5	0,15 0,2 0,25 0,3 0,6
	0,3	0,8	0,5
	=F3*H3	=G3*H3
	=0,5+G3	=0,5*H3	=G3–F3
		=МИН(F3:H5)

 

 

h)

 

	действия	искомое	варианты
	J	K	L	очистка ячейки К55	значение в ячейке L56	1,5 2 3 4 7,5
		=J55^2
	=J55+K55	=J55+J56	=СРЗНАЧ(J55:K56)

 

 

i)

 

	действия	искомое	варианты
	N	O	P	очистка ячейки N55	значение в ячейке P56	9 11,25 13,5 18 36
		=N55*4
	=N55+O55	=N55+N56	=СРЗНАЧ(N55:O56)

 

 

j)

 

	действия	искомое	варианты
	А	В	С	перемещение в С3 ячейки С1 и вычисления	значение в ячейке C3	58 12 35 38 60
			=B1+A1

 

k)

 

	действия	искомое	варианты
	А	В	С	вычисления	значение в ячейке C4	14 12 10 7 11
		=A2*2
	=A2+A1	=A3*B2
			=СУММ(A1:B3)

 

 

l)

 

	действия	искомое	варианты
	А	В	С	расчеты по формулам	значение в клетке C4	2,4 2,2 4,2 1,1 4,1
	0,1
	=C1+1
	=A2+$A$1		=A2*2
	=A3*A2

 

m)

 

	действия	искомое	варианты
	А	В	С	перемещение в С4 ячейки C1	значение в ячейке C4	38 105 93 58 48
			=СУММ($А$1:$В$3)

 

 

n)

 

	действия	искомое	варианты
	А	В	С	копирования в С3 ячейки В3	Значение в ячейке C3	0,4 4,2 0,1 4,1 1,1
	0,1
		=A2*2
		=B2+$A$1

 

28. Структурная формула для логической схемы

имеет вид: 1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) .

 

29. Структурная формула для логической схемы

имеет вид: 1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) .

 

30. С помощью панели программирования MathCAD написать программу для построения приведенного графика функции y(х) = |x|, где правая часть означает “модуль величины х ”:

 

 

y(x)

 

 

x

 

31. Написать программу для построения единичной матрицы размерности n x n, например, вида:

.

 

32. Написать программу для вычисления суммы первых n целых чисел.