Системы компьютерной алгебры 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Системы компьютерной алгебры



УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

ГГУ им. Ф. Скорины

 

________________ И.В. Семченко

               (подпись)                                       

____________________

       (дата утверждения)

Регистрационный № _____________ /уч.

 

 

СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ АЛГЕБРЫ

Учебная программа по дисциплине для специальности

Информатика и технологии программирования

 

2020 г.


Учебная программа составлена на основе требований образовательного стандарта высшего образования ОСВО 1-40 80 04  2019. Высшее _ образование. Вторая ступень. _ Специальность 1-40 80 04  Информатика и технологии программирования, утвержденного и введённого в действие постановление Министерства образования Республики Беларусь от 26.06.2019, № 81 и учебного плана Учреждения образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорина» _ специальность 1-40 80 04  Информатика и технологии программирования, утвержденного 09.04.2019 регистрационный номер № G 31-2-03/Д-19

Составитель:

Г.Л.Карасёва –  доцент кафедры вычислительной математики и программирования учреждения образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины», кандидат физико-математических наук, доцент.

 

 

РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:

Кафедрой вычислительной математики и программирования учреждения образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

(протокол № 11 от 14   2020 г.);

 

Научно-методическим советом учреждения образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

 

(протокол № 8  от 17 мая 2020 г.)


Пояснительная записка

 

Одной из целей создателей первых вычислительных машин было изобретение устройства, позволяющего с меньшими физическими и интеллектуальными затратами производить сложные и утомительные вычисления. С целью в 1980 году корпорацией Waterloo Maple, Inc. (Канада) была разработана система Maple, которая снискала себе мировую известность и огромную популярность.

Системы класса Maple были созданы как системы компьютерной алгебры (СКА) с расширенными возможностями в области символьных (аналитических) вычислений. В отличие от языков программирования высокого уровня, Maple может решать большое количество математических задач путем введения команд, без всякого дополнительного программирования. Кроме того, Maple может оперировать не только приближенными числами, но и точными целыми и рациональными числами. Решение задач может быть получено аналитически, то есть в виде формул, состоящих из математических символов. Maple способна выполнять быстро и эффективно не только символьные, но и численные расчеты, причем сочетает это с превосходными средствами графической визуализации и подготовки электронных документов.

Целью дисциплины компонента учреждения высшего образования «Системы компьютерной алгебры» является овладение магистрантами практических навыков решения задач с помощью систем компьютерной алгебры.

Задачами дисциплины компонента учреждения высшего образования являются:

- ознакомление магистрантов с разделами системы компьютерной алгебры Maple;

- формирование навыков применения системы компьютерной алгебры Maple для решения различных задач;  

- овладение приемами работы в системе Maple и ее использование в решении практических задач математики.

- использование методов поиска решения задач с помощью систем компьютерной алгебры Maple.

В результате изучения дисциплины компонента учреждения высшего образования «Системы компьютерной алгебры» магистрант должен знать:

- как работать с файлами и документами в системе Maple;

- типовые данные системы;

- встроенные операторы и функции; 

- типовые средства программирования;

- операции и функции математического анализа;

- анализ функций и полиномов

- операции символьной математики;

- типовые средства построения графиков;

- решение уравнений различного вида;

- математические пакеты;

- пакеты линейной алгебры и функциональных систем

- пакеты специального назначения;

Академические компетенции специалиста

СК-12 Использовать методы поиска решения задач с помощью систем компьютерной алгебры, применять средства и системы компьютерной алгебры для решения прикладных задач

Дисциплина компонента учреждения высшего образования «Системы компьютерной алгебры» тесно связана с такими математическими курсами, такими как, как «Алгебра и геометрия», «Аналитическая геометрия», «Основы информатики и программирования».

Дисциплина компонента учреждения высшего образования «Системы компьютерной алгебры» изучается магистрантами 2 курса дневной формы обучения специальности 1-40 80 04 Информатика и технологии программирования

Общее количество часов – 198; аудиторное количество часов – 64, из них: лекции – 26, лабораторные занятия – 28, управляемая самостоятельная работа (УСР) – 10. Форма отчётности – зачёт (8 семестр).


Содержание учебного материала

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ДИСЦИПЛИНЫ

Количество аудиторных часов

Литература

Формы контроля

Знаний

лекции практические  (семинарские)  занятия лабораторные занятия Количество часов УСР
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Знакомство с системой Maple 4   2 4      
1.1 Обзор программ символьных и численных вычислений 1. Символьные и численные вычисления. 2. Mathematica, 3. Matlab. 4. MathCad. 5. Maple. 6. Особенности символьных и численных вычислений. 1     4      
1.2 Характеристика и интерфейс системы Maple и основы работы в диалоговом режиме 1. Назначение и место систем Maple. 2. Ядро и пакеты. Языки системы. 3. Обзор интерфейса и меню системы. 4. Палитра ввода математических символов. 5. Обработка и индикация ошибок. 6. Форматы математических выражений. 7. Представление входных выражений в математической форме. 8. Символьные выражения. 1       ПЭВМ  [12] Защита отчётов по лабораторной работе
1.3 Работа с файлами, документами и управление интерфейсом пользователя 1. Операции с файлами и печать документа. 2. Редактирование документа. 3. Операции вставки. 4. Электронные таблицы. 5. Операции форматирования. 6. Работа с объектами. 7. Управление видом интерфейса и документа. 8. Управление показом областей секций. 9. Работа с параметрами Maple. 2   2   ПЭВМ [12] Защита отчётов по лабораторной работе
2 Типы данных, в строенные операторы и функции 6   4        
2.1 Типы данных системы Maple 1. Язык Maple и его синтаксис. 2. Выражения и основы работы с ними. 3. Простые типы данных. 4. Данные множественного типа. 5. Строки и комментарии. 6. Константы и переменные. 7. Встроенные константы. 2         [4],[5], [9] Защита отчётов по лабораторной работе
2.2 Операторы и операнды 1. Виды операторов. 2. Операторы объединения, пересечения и исключения для множеств. 3. Логические операторы. 4. Специальные типы операторов. 2   2   ПЭВМ [4],[5], [9] Защита отчётов по лабораторной работе
2.3 Математические функции 1. Понятие о встроенных функциях. 2. Целочисленные функции. 3. Тригонометрические функции. 4. Гиперболические функции. 5. Степенные и логарифмические функции. 6. Функции с элементами сравнения. 7. Специальные математические функции. 8. Функции для работы с векторами и матрицами. 9. Функции для работы со строковыми данными. 2   2        
3 Математические пакеты 12   12        
3.1 Математический анализ 1. Вычисление сумм последовательностей. 2. Вычисление произведений членов последовательностей. 3. Вычисление производных. 4. Вычисление интегралов. 5. Вычисление пределов функций. 6. Разложение функций в ряд. 7. Полиномиальная интерполяция данных. 2   2   ПЭВМ [6],[7] Защита отчётов по лабораторной работе
3.2 Решен и е нелинейных уравнений и неравенств 1. Решение одиночных нелинейных уравнений. 2. Решение тригонометрических уравнений. 3. Решение систем линейных уравнений.  4. Решение систем линейных уравнений. 5. Решение неравенств. 6. Решение в численном виде.   2   2   ПЭВМ [6],[7] Защита отчётов по лабораторной работе
3.3 Решение дифференциальных уравнений 1. Основные средства решения дифференциальных уравнений. 2. Решение ОДУ первого порядка. 3. Решение ОДУ второго порядка. 4. Решение систем дифференциальных уравнений. 5. Численное решение ДУ. Структура неявного представления ДУ. 6. Инструментальный пакет решения дифференциальных уравнений. 7. Графическое представление решений ДУ. 2   2        
3.4 Решение задач линейной алгебры 1. Пакет решения задач линейной алгебры. 2. Основные функции для задания векторов и матриц. 3. Функции для работы с векторами и матрицами. 4. Решение систем линейных уравнений. 2   2        
3.5 Операции символьной математики 1. Основные операции с выражениями. 2. Преобразование выражений в тождественные формы. 3. Преобразование выражений. 4. Контроль за типами данных. 5. Подстановки. 6. Функции сортировки. 7. Упрощение, расширение и разложение выражений. 2   2        
3.6 Исследование аналитических функций 1. Поиск экстремумов функции. 2. Поиск минимумов и максимумов аналитических функций. 3. Анализ функций на непрерывность. 4.  Определение точек нарушения непрерывности. 5. Нахождение сингулярных точек функции. 6. Функции из отдельных кусков.  2   2        
4 Типовые средства построения графиков 4   10 6      
4.1 Построение двумерных графиков 1. Введение в построение двумерных графиков. 2. Основная функция построения двумерных графиков. 3. Управление стилем и цветом линий двумерных графиков. 4. Основные типы двумерных графиков. 5. Графики функций с разрывами. 6. Графики функций с разрывами. 7. Графики функций, заданных параметрически. 8. Графики функций в полярной системе координат. 2   4   2 ПЭВМ [4],[7], [8],[9], [10]   Защита отчётов по лабораторной работе
4.2 Построение трёхмерных графиков Особенности применения функции plot3d. Параметры функции plot3d. Построение поверхностей с разными стилями. Построение фигур в различных системах координат. 3D-графики параметрически заданных поверхностей. Масштабирование трехмерных фигур и изменение углов их обзора. 1   4 2      
4.3 Расширенные средства графики 1. Пакет Plots. Общая характеристика. 2. Построение двумерных графиков. 3. Построение трёхмерных графиков 4. Техника анимирования графиков. 5. Построение двумерных анимированных графиков. 6. Построение трехмерных анимированных графиков. 7. Графика пакета plottools. 8. Расширенные средства графической визуализации. 1   2 2      
  Итого 26   28 10     Зачёт

 

 

Доцент кафедры вычислительной математики и программирования                                                  Г.Л.Карасёва

 


Основная

1. Коробов, В. И. Химическая кинетика. Введение с Mathcad/Maple/MCS / В.И. Коробов, В.Ф. Очков. – М.: Горячая линия – Телеком, 2015. – 384c.

2. Дьяконов, В. П. Maple 10/11/12/13/14 в математических расчетах / В.П. Дьяконов. – М.: ДМК Пресс, 2014. – 800с.

3. Макаров, Евгений Инженерные расчеты в Mathcad 15. Учебный курс / Евгений Макаров. – М.: Питер, 2011. – 400 c.

4. Шикин Е.В., Плис А.И. Кривые и поверхности на экране компьютера / Е.В.Шикин, А.И.Плис. – М.: Знание, 1996. – 935 c.

5. Алексеев, Е.Р. Решение задач вычислительной математики в пакетах Mathcad 12, MATLAB 7, Maple 9 / Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. – М.: НТ Пресс, 2016.– 496 с.

6. Дьяконов В.П. Maple 10/11/12/13/14 в математических расчетах. – М.: ДМК Пресс, 2011 – 800 с.

7. Дьяконов В.П. Maple 9.5/10 в математике, физике и образовании. – М.: Солон-Пресс, 2006 – 720 с.

8. Касюк С.Т., Логвинова А.А. Высшая математика на компьютере в программе Maple 14. – Челябинск.: Изд. центр ЮУрГУ, 2011 – 57 с.

 

Дополнительная

 

1. Дьяконов, Владимир VisSim+Mathcad+MATLAB. Визуальное математическое моделирование / Владимир Дьяконов. – М.: Солон-Пресс, 2004. – 384c.

2. Дьяконов, В. П. MATLAB и SIMULINK для радиоинженеров / В.П. Дьяконов. – М.: ДМК Пресс, 2016. – 976c.

3. Каганов, Вильям Ильич Компьютерные вычисления в средах Excel и Mathcad / Каганов Вильям Ильич. – М.: Горячая линия – Телеком, 2011. – 741с.

4. Штыков, В. В. MathCAD. Руководство по решению задач для начинающих / В.В. Штыков. – М.: Либроком, 2013. – 168 c.

 

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

ГГУ им. Ф. Скорины

 

________________ И.В. Семченко

               (подпись)                                       

____________________

       (дата утверждения)

Регистрационный № _____________ /уч.

 

 

СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ АЛГЕБРЫ

Учебная программа по дисциплине для специальности



Поделиться:


Читайте также:




Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; просмотров: 35; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.133.144.197 (0.023 с.)