Методические указания по выполнению отдельных разделов курсовой работы

Цель и задачи выполнения курсовой работы

Курсовая работа, выполняемая студентами, является завершающим этапом изучения дисциплины " Информатика".

Курсовая работа является одной из важнейших форм учебной работы. Она имеет целью привить навыки самостоятельной работы, выявить знания студентов по данной дисциплине и умение применять эти знания в практической работе по выбранной ими специальности.

В процессе выполнения курсовой работы студент должен проявить способность к самостоятельной работе с учебной и научно-технической литературой, умение обобщать полученные знания, делать обоснованные выводы, формулировать рекомендации по выбору технических и программных средств для конкретной работы, продемонстрировать навыки владения ПК и пакетами прикладных программ (ППП).

В ходе выполнения курсовой работы должны быть изучены и проанализированы вопросы, связанные с различными аспектами использования компьютерной техники для решения инженерных задач.

Выполнение курсовой работы предусматривает следующие задачи:

1. Закрепление и самостоятельное использование на практике знаний в области программирования на алгоритмическом языке "Паскаль" в средах MS/DOS или WINDOWS и применение численных методов при решении инженерно-технических задач.

2. Умение отлаживать составленную программу, применяя функциональные возможности различных ЭВМ.

3. Приобретение студентами навыков использования материалов стандартов единой системы программной документации по разработке алгоритма и программы курсовой работы.

4. Умение работать в офисных приложениях Word, Excel, PowerPoint.

Тематика курсовой работы

Тематика курсовой работы формируется преподавателем в зависимости от уровня подготовки студентов и может включать следующие темы:

· вычисление приближенного значения определенного интеграла;

· вычисление корней нелинейных уравнений;

· решение систем линейных уравнений.

Выполненная курсовая работа должна содержать:

· блок-схему алгоритма программы (основной и подпрограмм);

· программу, выполненную по модульному принципу, которая должна включать основной модуль и следующие обязательные функции и подпрограммы:

· п/п описания вида функции;

· п/п вывода графика функции;

· п/п вычисления интеграла одним из методов прямоугольников;

· п/п вычисления интеграла методом трапеции;

· п/п вычисления интеграла методом Симпсона;

· п/п вычисления интеграла методом трех восьмых;

· п/п вычисления интеграла методом Ньютона-Котеса,

· п/п вычисления интеграла методом Чебышева.

Ввод исходных данных предусмотреть в программе с клавиатуры, а вывод результатов вычислений осуществить в дисковый файл и на экран монитора.

Исходные данные к курсовой работе

Исходные данные к курсовой работы выбираются по таблице (см. приложение) исходя из номера варианта студента

 

Задание на курсовую работу

Составить блок-схему алгоритма и написать программу на языке Паскаль, позволяющую вычислить значение определенного интеграла от функции f(x) на отрезке [a,b] с абсолютной погрешностью eps, используя известные численные методы - метод прямоугольников, трапеции, Симпсона (парабол), 3/8, Ньютона-Котеса, Чебышева в соответствии с индивидуальным заданием.

В работе программы предусмотреть ввод границ интервала интегрирования и значения погрешности с клавиатуры. В начале работы программы на экран дисплея должен выводиться график функции с оцифровкой осей и иллюстрацией одного из указанных методов интегрирования, например в виде, представленном на рис.1

Рис. 1. График функции с иллюстрацией метода левых прямоугольников

После вывода графика функции на экран необходимо задать с клавиатуры начальное значение количества разбиений n, после чего программа должна продолжить работу.

Результаты расчета вывести на экран дисплея и в дисковый файл в виде:

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО КУРСУ ИНФОРМАТИКА

"ПРИБЛИЖЕННОЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ОПРЕДЕЛЕННОГО ИНТЕГРАЛА"

Выполнил: студент гр. 320771 Иванов А.Е.

Вариант 17

y = sin(x) + cos(x)

Xn=0.456 Xk=0.998 Eps=0.001

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ

Число разбиений	Метод вычисления	Точность вычисления
Левых прямоугольников	Трапеции	Симпсона	Чебышева
...	0.6876 0.6903 0.6922 ... 0.6924	0.6876 0.6903 0.6922 ... 0.6924	0.6922 0.6923 0.6924 ... 0.6924	0.6922 0.6923 0.6924 ... 0.6924	- 0.0027 0.0019 … 0.0007...

*** Требуемая точность достигнута при 32 разбиениях

 

Объем курсовой работы

Курсовая работа состоит из пояснительной записки, включающей в себя графическую и описательную части. Общий объем записки должен составлять 20-30 листов стандартного формата А4.

Графическая часть выполняется на трех-четырех листах стандартного формата А4. На листах выполняется блок-схема общего алгоритма программы согласно ГОСТ 19.701-90 "Схемы алгоритмов, программ, данных и систем".

Описательная часть пояснительной записки должна быть написана кратко, ясно и включать все необходимые описания, обоснования, рисунки и таблицы.

План построения и содержание разделов пояснительной записки к курсовой работе

Пояснительная записка включает в себя:

1. Титульный лист.

2. Индивидуальное задание на выполнение курсовой работы.

3. Оглавление.

4. Описание численных методов решения задачи (должно быть представлено подробное описание каждого из численных методов с графической иллюстрацией приближения).

5. Блок-схему алгоритма программы (приводятся блок-схемы основной программы и используемых подпрограмм).

6. Текст программы на языке Паскаль (приводится текст программы на языке программирования Паскаль).

7. Результаты работы программы, полученные в ходе выполнения программы в виде графика (возможна замена графиком функции, построенной в Excel с иллюстрацией указанного в задании метода).

8. Результаты работы программы, полученные в ходе выполнения программы в виде таблицы (приводится таблица, полученная в ходе работы программы и записанная в дисковый файл).

9. Теоретическую часть, включающую в себя (приводится краткое описание используемых в программе функций и процедур с указанием формальных и фактических аргументов).

10. Список использованных источников (приводится список источников, использованных при выполнении курсовой работы).

©2008-2016, Интернет-институт ТулГУ

Методические указания по выполнению отдельных разделов курсовой работы

При описании численных методов должно быть дано подробное описание этого метода с графической иллюстрацией

Метод прямоугольников

Сущность метода заключается в вычислении площади фигуры, ограниченной кривой подынтегральной функции, осью абсцисс и пределами интегрирования (рис.2)

Рис.2. Иллюстрация метода левых прямоугольников

При этом интервал интегрирования [a,b] разбивается на n равных участков с шириной h, где

.

Площадь каждого отдельного участка вычисляется по формуле вычисления площади прямоугольника:

где Y(i) - значение подынтегральной функции на левой границе i -го участка.

В общем случае формула вычисления значения интеграла примет вид:

.

Эта формула носит название формулы левых прямоугольников.

Блок-схема алгоритма программы для данного метода представлена на рис.3.

 

Рис.3. Блок-схема алгоритма метода левых прямоугольников.

Подпрограммы

При составлении программ необходимо оформлять в виде подпрограмм отдельные части программы, не зависимые друг от друга. Так как подпрограммы аналогичны программам в миниатюре, то программа в этом случае представляет собой конструкцию, состоящую из отдельных программ. Это выделение ценно по нескольким причинам: - во-первых, увеличивает наглядность и понимание программы; во-вторых является эффективным средством разработки программ, что делает процесс программирования более систематическим и регулируемым по нарастанию сложности. В языке Паскаль применяются два вида подпрограмм - функции и процедуры. Их описание должно располагаться между разделом описания переменных и разделом операторов. Структура процедур и функций аналогична структуре основной программы на ПАСКАЛЕ.

Функции

В виде функций оформляются вычисления результатом выполнения которых является одно скалярное значение, которое должно быть присвоено имени функции.

Описание функции начинается с заголовка программы и помимо раздела операторов функции, может включать следующие разделы - описание меток, констант, типов, переменных, а также локальных функций и процедур.

Общая форма записи функции:

FUNCTION <имя функции>(<список формальных параметров>):<тип>;

<разделы определений и описаний локальных параметров и подпрограмм>

begin

<операторы функции

..................

имя функции:=..........>

end;

Необходимо отметить, что тип результата задается в заголовке функции. Список формальных параметров представляет собой список переменных со своими описаниями. В функциях может быть любое фиксированное число параметров, но определять функция с переменным числом параметров нельзя. Среди входящих в функцию операторов должен присутствовать хотя бы один оператор присваивания, в левой части которого указывается имя данной функции. Этот оператор и определяет значение, вырабатываемое данной функцией. Таких операторов присваивания может быть и несколько, но при каждом конкретном обращении к функции должен выполняться только один из них.

Вызов к выполнению функции производится при каждом указании имени функции в любом выражении с последующим перечислением фактических параметров, заключенных в скобки. После выполнения функции выработанный ее результат используется в качестве значения указателя функции в том выражении, в которое входил данный указатель.

Пример.

Написать функцию, описывающую y=tan(x)+sec(x).

function y(x:real):real;

begin y:=Sin(x)/Cos(x)+1/Cos(x); end;

Процедуры

В виде процедур оформляются как вычисления, в ходе которых может быть получено несколько значений, так и вычисления когда вообще не требуется передавать результаты вызывающей программе. Описание каждой процедуры начинается с заголовка, в котором задаются имя процедуры и список формальных параметров с указанием их типов. В отличие от функции процедура может быть и без параметров, тогда в заголовке указывается только ее имя. С помощью параметров в процедуре осуществляется передача исходных данных в процедуру, а также передача результатов работы обратно в вызвавшую ее программу.

Общая форма записи процедуры:

PROCEDURE <имя> [(<список формальных параметров>)];

<разделы определений и описаний локальных параметров и подпрограмм>

begin

<................

операторы процедуры

..................

..................>

end;

Список формальных параметров у процедуры может включать в себя параметры-значения, параметры-переменные, параметры-процедуры и параметры-функции. В отличие от параметров-значений, которые представляют собой обыкновенные формальные параметры, используемые и в функциях, параметры - переменные позволяют передавать результат вычисления в вызываемую программу, без использования глобальных параметров. Описание параметра-переменной в заголовке процедуры должно начинаться со слова VAR.

procedure primer(a,b:real; var d:real; var h,m:integer)

Следует отметить, что нет никаких ограничений на порядок следования формальных параметров процедуры - порядок их следования безразличен

Вызов на выполнение процедуры осуществляется при помощи оператора процедуры:

<имя процедуры > (<список фактических параметров>);

При вызове процедуры параметры-значения передаются по значению, а параметры-переменные по ссылке. Процедуры возвращают результат в основную программу не только при помощи параметров-переменных, но и непосредственно изменяя глобальные переменные.

Между формальными и фактическими параметрами функции и процедуры должно быть полное соответствие:

· формальных и фактических параметров должно быть одинаковое количество;

· порядок следования фактических и формальных параметров должен быть один и тот же;

· тип каждого фактического параметра должен совпадать с типом соответствующего его формального параметра.

Кроме того, следует отметить, что если в качестве формального параметра используется параметр-переменная, то и фактическим параметром может быть только переменная, но не в коем случае не константа или выражение.

Для метода левых прямоугольников подпрограмма на языке паскаль может быть записана в виде:

Procedure levpr(a,b:real; n:integer; var s:real);

var i:integer;

x,h:real;

begin

s:=0;

h:=(b-a)/n;

for i:=0 to n-1 do

begin x:=a+h*i; s:=s+f(x)*h; end;

end;