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
- Системы счисления.
- Двоичная математика.
- Представление числовых и символьных данных в ЭВМ.
- Форматы данных.
- Понятие информации.
- Количественная мера информации.
- Архитектура ЭВМ: система команд
- Структура памяти, характеристика основных устройств ЭВМ.
- Понятие интерфейса. Компоненты для организации интерфейса.
- Назначение и основные характеристики системной шины, центрального процессора, оперативной памяти ЭВМ.
- Логические основы построения ПЭВМ.
- Состав и характеристики периферийного оборудования.
- Назначение и классификация программного обеспечения персональных ЭВМ.
- Системное программное обеспечение. Операционные системы.
- Операционная система MS DOS. Команды и формат команд MS DOS.
- Основные команды для работы с файлами и каталогами.
- Операционная система Microsoft Windows. Оформление Windows, методы и средства навигации.
- Стандартные приложения Windows.
- Алгоритмизация и программирование. Основы программирования.
- Лексические основы языка: идентификаторы, служебные слова, инструкции, выражения, операторы.
- Языки программирования высокого уровня. Структура программы.
22. Технология программирования.
- Структурное программирование.
- Динамические структуры данных.
- Банки данных. Базы данных.
- 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.
- Элементы булевой алгебры.
- Таблицы истинности и методика их построения.
- Теоремы булевой алгебры и их применение для синтеза логических схем.
- Каноническая сумма минтермов (совершенная дизъюнктивная нормальная форма).
- Каноническое произведение макстермов (совершенная конъюнктивная нормальная форма).
- Карты Карно.
- Логические схемы “И”, “ИЛИ”, “НЕ”, “И-НЕ”, “ИЛИ-НЕ”, “Исключающее ИЛИ”.
- Операции с документами Word (создание нового документа, открытие и сохранение документа).
- Работа с текстом (ввод текста, выделение фрагмента, редактирование, копирование и перемещение текста, вставка символов и формул).
- Форматирование текста (изменение параметров шрифта, регистра символов, форматирование абзацев, создание маркированных и нумерованных списков).
- Оформление страниц документа (установление параметров страницы, колонтитулов, создание многоколонного документа).
- Печать документов.
- Вставка таблиц.
- Основные функциональные возможности редактора электронных таблиц Excel.
- Рабочий лист редактора электронных таблиц, его структура.
- Ячейка рабочего листа Excel, ее редактирование, копирование и перемещение.
- Ввод формул в ячейки, их редактирование и модификация.
- Основные арифметические операции и их выполнение в Excel.
- Абсолютные и относительные ссылки в редакторе электронных таблиц.
- Диаграммы и графики в Excel, методика их построения.
- Печать документа Excel.
- Назначение и основные функциональные возможности программы Power Point.
- Основные этапы создания презентации.
- Создание базовой презентации. Работа с текстом в режимах структуры и слайдов.
- Добавление диаграмм, графиков и организационных диаграмм.
- Модификация презентации. Форматирование диаграмм и графиков.
- Добавление аннотаций и графиков.
- Представление результатов работы с Power Point.
- Основные функциональные возможности и структура программы MathCAD.
- Панели инструментов программы, методика их использования.
- Особенности представления исходных данных и выполнения расчетов в MathCAD.
- Матричные методы формирования массивов данных.
Контрольные вопросы для самостоятельной работы студентов
- Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
- Представление чисел в прямом, обратном и дополнительном коде.
- Энтропия и информация.
- Передача информации по каналам связи.
- Скорость передачи и пропускная способность канала передачи данных.
- Кодирование и декодирование информации.
- Общая структурная схема ЭВМ.
- Логические основы ЭВМ.
- Организация ввода-вывода информации. Последовательный ввод-вывод.
- Адресация информации. Прямой доступ к памяти.
- Запоминающие устройства. Организация виртуальной памяти.
- Оценка производительности ЭВМ.
- Состав и характеристики периферийного оборудования.
- Шины. Адресная шина. Шины данных и управления.
- Эволюция и перспективы развития операционных систем.
- Назначение и функции операционной системы. Управление файлами и внешними устройствами.
- Архитектура операционной системы.
- Функции операционной системы по управлению памятью.
- Мультипрограммирование на примере современных процессоров.
- Ввод-вывод и файловая система. Логическая организация файловой системы.
- Лексические основы языков программирования высокого уровня.
- Семантическое и синтаксическое описание операторов.
- Среда программирования Turbo Pascal.
- Операторы выбора, цикла, передачи управления.
- Указатели и адреса объектов. Массивы. Организация памяти в процессорах.
- Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
- Представление чисел в прямом, обратном и дополнительном коде.
- Энтропия и информация.
- Передача информации по каналам связи.
- Скорость передачи и пропускная способность канала передачи данных.
- Кодирование и декодирование информации.
- Общая структурная схема ЭВМ.
- Логические основы ЭВМ.
- Организация ввода-вывода информации. Последовательный ввод-вывод.
- Адресация информации. Прямой доступ к памяти.
- Запоминающие устройства. Организация виртуальной памяти.
- Оценка производительности ЭВМ.
- Состав и характеристики периферийного оборудования.
- Шины. Адресная шина. Шины данных и управления.
- Эволюция и перспективы развития операционных систем.
- Назначение и функции операционной системы. Управление файлами и внешними устройствами.
- Архитектура операционной системы.
- Функции операционной системы по управлению памятью.
- Мультипрограммирование на примере современных процессоров.
- Ввод-вывод и файловая система. Логическая организация файловой системы.
- Лексические основы языков программирования высокого уровня.
- Семантическое и синтаксическое описание операторов.
- Среда программирования Turbo Pascal.
- Операторы выбора, цикла, передачи управления.
- Указатели и адреса объектов. Массивы. Организация памяти в процессорах.
- Модули. Структуры и объединения. Язык C++. Примеры программ.
- Объектно-ориентированное программирование.
- Простые и структурные типы данных. Язык Object Pascal.
- Среда визуального программирования Delphi.
- 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.
|