Тематический модуль № 3 «Модели решения функциональных и вычислительных задач».

2.7.1. Цели и задачи изучения тематического модуля:

Основная цель тематического модуля – приобретение обучаемыми теоретических знаний, практических умений и навыков моделирования прикладных задач, применения современного программного обеспечения для выполнения инженерных и научных расчетов в своей профессиональной деятельности, решения проектных задач радиотехники.

Достижению поставленной цели служат следующие задачи:

1) выработать навыки постановки и решения информационных задач, моделирования и анализа информации;

2) дать обучаемым систематизированные теоретические сведения по основам моделирования систем;

3) овладение обучаемыми технологией выполнения инженерных и научных расчетов в пакете MathCAD;

4) овладение обучаемыми технологией проектирования и анализа электронных схем в моделирующей системы Electronics Workbench;

5) овладение обучаемыми основами алгоритмизации;

6) содействовать приобретению новых и совершенствованию имеющихся профессиональных умений и навыков слушателей в области обработки и анализа данных.

Требования к знаниям и умениямпо тематическому модулю.

В результате изучения тематического модуля обучаемые должны:

иметь представление:

- о возможностях математических систем по проведению инженерно-технических расчетов;

- о возможностях моделирующих систем по конструированию и анализу электронных схем;

знать:

- основы алгоритмизации и моделирования;

- основные методы разработки алгоритмов, типовые алгоритмы обработки данных;

- типовые алгоритмы ввода-вывода массивов, сортировки, рекурсии, поиска сумм, произведения, максимальных и минимальных элементов;

уметь:

- эффективно работать с компьютером как средством управления информацией;

- работать с меню и инструментами пакета прикладных программ MathCAD;

- выполнять научные и инженерные расчеты с помощью пакета прикладных программ MathCAD;

- работать с меню и инструментами системы схемотехнического моделирования Electronics Workbench;

- выполнять построение и анализ электронных схем с помощью системы схемотехнического моделирования Electronics Workbench;

- анализировать и выполнять схемы алгоритмов;

- разрабатывать алгоритмы для решения прикладных научно-технических задач;

владеть:

- основными методами работы на компьютере с прикладными программными средствами.

2.7.2. Перечень контрольных вопросов по тематическому модулю № 3.

1. Дайте определение модели. Охарактеризуйте виды моделей.

2. Дайте определение понятию «моделирование».

3. Какие выделяют виды моделирования?

4. Охарактеризуйте назначение и возможности пакета MathCAD.

5. С помощью какого оператора можно вычислить выражение в MathCAD?

6. Как вставить текстовую область в документ в MathCAD?

7. Чем отличается глобальное и локальное объявление переменных в MathCAD? С помощью каких операторов они определяются?

8. Как изменить формат чисел для всего документа? Как изменить формат чисел для отдельного выражения?

9. Какие системные (предопределенные) переменные Вам известны? Как узнать их значение? Как изменить их значение?

10. Какие виды функций в MathCAD вам известны?

11. Как вставить встроенную функцию в документ MathCAD?

12. С помощью каких операторов можно вычислить интегралы?

13. С помощью каких операторов можно вычислить производные?

14. С помощью каких операторов можно вычислить суммы?

15. С помощью каких операторов можно вычислить произведения?

16. Как определить индексированную переменную?

17. Какие виды массивов применяются в MathCAD?

18. Опишите способы создания массивов в MathCAD?

19. Как построить графики: поверхности, полярный, декартовый?

20. Возможности Electronics Workbench.

21. Компоненты Electronics Workbench.

22. Приборы для проведения измерений в Electronics Workbench.

23. Анализ вольтамперных характеристик пассивных двухполюсников резистивного типа в Electronics Workbench.

24. Анализ характеристик управляемых источников энергии в Electronics Workbench.

25. Анализ процессов в конденсаторе и катушке индуктивности в Electronics Workbench.

26. Основные этапы решения задачи с помощью ЭВМ и их характеристика.

27. Понятие алгоритма и алгоритмической системы, свойства алгоритма.

28. Технологии разработки алгоритмов.

29. Иерархическое проектирование алгоритмов.

30. Способы представления алгоритмов.

31. Структурные базовые элементы: «следование», «ветвление», «цикл».

32. Правила построения схем алгоритмов.

2.7.3. Рекомендуемая литература

а) основная

1. Згадзай О.Э. Информатика и математика: Учебник: Доп. МВД РФ. / О.Э. Згадзай, С.Я. Казанцев, А.В. Филиппов. - М.: ГУК МВД РФ, 2002.

2. Информатика. Ч. I. Технические и программные средства реализации информационных процессов: курс лекций / Авт.-сост. С.А. Мишин, О.И. Каляпина. – Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2008.

3. Информатика. Ч. II. Современные офисные технологии: курс лекций / Авт.-сост. О.И. Каляпина, С.А. Мишин. – Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2008.

б) дополнительная

4. Информатика и информационные технологии / Ю.Д. Романова [и др.]; под общ. ред. Ю. Д. Романовой. - М.: Эксмо, 2008.

5. Каляпина О.И. Учебная практика по дисциплине «Информатика»: решение инженерных задач с помощью MathCAD языка программирования C++ / О.И. Каляпина, М.В. Питолин, С.А. Мишин. − Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2007.

6. Сумин В.И. Информатика и математика. Часть 1. Использование системного и прикладного программного обеспечения в деятельности органов внутренних дел: учебно-методическое пособие / В.И. Сумин, М.В. Питолин, С.А. Мишин, С.В. Белокуров. – Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2006.

7. Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC: лабораторный практикум на базе Electronics Workbench и MATLAB / В. И. Карлащук. - 5-е изд., перераб. и доп. − М.: СОЛОН-Пресс, 2004.

2.7.4. Материально-техническое обеспечение тематического модуля

- учебная доска, мел;

- видеопроектор (например, NEC NP40G), экран;

- компьютер IBM PC (например, SHIC 105 Intel Celeron 430 (1800 MHz) 1024 Mb DDR2 160 Gb, монитор 17 " ViewSonic VA 703 m, клавиатура Logitech Vaiue PS/2; манипулятор оптический Logitech M-SBF96).

2.7.5. Программное обеспечение тематического модуля

- операционная система Windows;

- система по проведению инженерно-технических расчетов MathCAD;

- система схемотехнического моделирования Electronics Workbench.

2.7.6. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

- поисковые системы Интернет.