- •Информатика и математическое моделирование функциональных систем
- •Isbn 5-94826-033-X
- •Введение
- •Програмирование задач на языке basic
- •Программирование линейных вычислительных процессов
- •1.2. Справочный материал.
- •1.5. Вопросы для самопроверки
- •Программирование разветвляющихся алгоритмов
- •2.3. Пример:
- •20 Input “a b “ ; a , b input “a b “ ; a , b
- •2.4. Задание к лабораторной работе.
- •Определённые циклы
- •20 Print “!---------------------!-------------------------!---------------------------!»
- •Input “X, m%, h% “ ; X , m% , h%
- •4.4. Задания к лабораторной работе.
- •Input “X m h “ ; X , m% , h
- •Программирование итерационных вычислительных процессов
- •10 Input "Введите значения X,r,k,e" ; X,r,k,e
- •6.5. Вопросы для самопроверки
- •7.5. Вопросы для самопроверки
- •20 Rem Ввод элементов исходного массива q
- •30 Read X( I ) : next I
- •160 Next I
- •160 Next j
- •150 Next j
- •9.5. Вопросы для самопроверки
- •40 Read X( I ) : next I
- •45 Data 1, 2.1, -3, -4.1, 1.7, 1.8, 1.9, 14.2, -5, -4.3, 11.2, 10.8
- •140 Return
- •90 Read X( I ) : next I
- •100 Data 1, 2.1, -3, -4.1, 1.7, 1.8, 1.9, 14.2, -5, -4.3, 11.2, 10.8
- •10.5. Вопросы для самопроверки
- •40 Data ------------
- •11.5. Вопросы для самопроверки
- •Литература к главе 1
- •2. Программирование задач в системе math cad
- •РешЕние систем линейных алгебраических уравнений методом обратной матрицы
- •2.5. Вопросы для самопроверки.
- •Решение нелинейного уравнения графическим методом
- •3.5. Вопросы для самопроверки.
- •Решение НелинейноГо уравнениЯ МетодОм простых итераций
- •3.5. Вопросы для самопроверки.
- •Решение нелинейного уравнения методом касательных
- •4.3. Пример.
- •4.5. Вопросы для самопроверки.
- •Решение систем Нелинейных уравнений графическим методом
- •6.5. Вопросы для самопроверки.
- •Решение систем Нелинейных уравнений методом пРостых итерацй
- •6.3. Пример.
- •6.5. Вопросы для самопроверки
- •Численное интегрирование:метод прямоугольников и трапеций, формула симсона
- •7.5. Вопросы для самопроверки.
- •Численное решение обыкновеНноГо дифференциального уравнениЯ МетодОм эЙлера и рунге-кутта
- •8.5. Вопросы для самопроверки
- •Численное решение систем обыкновеНнЫх дифференциальных уравнениЙ МетодОм эЙлера
- •9.4. Задание. Самостоятельно задать матрицу с и вектор правых частей r и численно решить полученную приведенную систему обыкновенных дифференциальных уравнений методом Эйлера.
- •9.5. Вопросы для самопроверки
- •9.5.3. Какие явные или неявные разностные схемы используются при численном решении приведенных систем обыкновенных дифференциальных уравнений методом Эйлера? Литература к главе 2
- •3. Математическое моделирование на пэвм
- •3.1. Системы сосредоточенными массами
- •3.1.1. Математическое моделирование теплообмена для тел сосредоточенных масс с окружающей средой
- •3.1.2. Собственные колебания
- •Лабораторная работа № 3.1 исследование автономной линейной системы уравнений
- •Лабораторная работа №3.2. Исследование автономной нелинейной системы уравнений
- •Лабораторная работа №3.3. Решение жестких систем обыкновенных дифференциальных уравнений (оду)
- •3.1.3. Математическая модель стабильности позвоночника
- •Результаты численных расчетов
- •3.2. Системы с распределенными параметрами
- •3.2.1. Математическое моделирование процесса переноса частиц
- •3.2.2. Математическое моделирование процесса прерванного посола рыбы
- •Отметим, что критерий устойчивости счета методом прогонки к ошибкам округления выполнен так как
- •Как следует из рекуррентных соотношений (3.2.32), для начала расчета необходимо иметь значения e1 и w1, которые определяются с помощью левого граничного условия (3.2.23)
- •3.2.3. Моделирование процесса переноса частиц на основе гиперболической системы уравнений
- •3.2.4. Математическое моделирование нестационарного двумерного процесса переноса частиц (теплопереноса)
- •Система разностных уравнений (3.96) дополнялась начальными и граничными условиями (3.91 и 3.92 – 3.95) и решалась методом обыкновенной прогонки попеременно в двух направлениях.
- •3.3. Повышение порядка точности аппроксимации дифференциальных уравнений
- •3.3.1. Повышение порядка точности аппроксимации обыкновенных дифференциальных уравнений
- •3.3.2. Повышение порядка точности аппроксимации дифференциальных уравнений гиперболического типа
- •3.4. Интерполяция функций
- •3.4.1. Линейная интерполяция
- •3.4.2 Квадратичная интерполяция
- •3.4.3. Интерполяционная формула Лагранжа
- •3.4.4. Сплайны
- •3.4.5.Алгоритм решения обратных задач по заданным показателям качества
- •Литература к главе 3
- •Информатика и математическое моделирование функциональных систем
11.5. Вопросы для самопроверки
11.5.1. Что такое текстовые переменные и как они описываются в БЕЙСИКЕ?
11.5.2. Как формируются цепочки текстовых переменных?
11.5.3. Объясните, что означает “обнуление” текстовой переменной?
Литература к главе 1
Бобарыкин Н.Д., Суроткин В.А.. Лабораторный практикум по основам алгоритмизации и программирования. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Информатика» на алгоритмическом языке Basic для инженерно-технических специальностей. Калининград, КГТУ, 1998, 56 с.
Волков Е.А. Численные методы. - М.: Наука, 1982 .
Зельднер Г.. QuickBASIC для носорога. “ABF” - М., 1994 .
Информатика. Базовый курс: учеб. пособие/под ред. С.В.Симоновича. -2-е изд. – Спб.: Питер, 2004. 639 с.
Кергаль Г.. Программирование на Бейсике. - М., 1986 .
Кириков И.А., Шипилов В.Л. Методические указания. Основы алгоритмизации и программирования. - Калининград - 1984.
Практикум по информатике: учеб. пособие/А.А. Землянский, Г.А. Кретова и др. Под ред. А.А. Землянского. – М.: КолосС, 2004. – 384 с.
Фигурнов В.Э.. IBM PC для пользователя, изд. 6. “Инфра М” - М., 1995 .
2. Программирование задач в системе math cad
Операционная система WINDOWS, MS OFFICE, трансляторы
2.1. Лабораторная работа № 1 (C:\USER\GROUP\NOF\lab1.mcad)
РешЕние систем линейных алгебраических уравнений методом обратной матрицы
2.1. Цель работы. Получение практических навыков алгоритмизации и программирования алгоритма решения линейных алгебраических уравнений методом обратной матрицы.
2.2.Справочный материал. Запишем систему линейно-независимых алгебраических уравнений, определитель которой не равен нулю, в следующем виде:
A11X1 + A12X2 + … + A1NXN = F1
A21X1 + A22X2 + … + A2NXN = F2 ( 2.2.1 )
……………………………………………
AN1X1 + AN2X2 +… + ANNXN = FN
В том случае, если система уравнений (2.2.1) является линейно-зависимой определяется ранг матрицы (максимальное число линейно-независимых уравнений), линейно-зависимые уравнения исключаются, а полученная система линейно-независимых алгебраических уравнений решается методом обратной матрицы.
Систему линейных уравнений (2.2.1) запишем в векторном виде:
AX = F , ( 2.2.2 )
г де матрица А и вектор-столбцыХ и F имеют следующий вид:
Систему алгебраических уравнений (2.2.2), записанную в векторном виде, слева умножим на обратную матрицу A
A-1AX = AF, поскольку A-1A =E,
т.е. равно единичной матрице, то решение системы в векторном виде запишется следующим образом:
X = A-1F (2.2.3)
2.3. Пример. Решить методом обратной матрицы следующую систему уравнений:
2Х1 + 3X2 – 4X3 = 6
5X1 – 2X2 – 3X3 = 2 ( 2.2.4 )
3X1 + 2X2 + 3X3 =3
Выпишем значения матричных элементов для матрицы А и вектор-столбцов X и F:
Программа вычисления корней системы уравнений (2.2.4) методом обратной матрицы, записанная в системе MATH CAD, имеет следующей вид:
Далее, проверим равно ли произведение обратной матрицы на матрицу А единичной матрице ( не будет равно в том случае, когда определитель матрицы. А равен нулю или близок к нему), для этого набиваем команды: ”А(-1)*А =“ в результате имеем следующую запись:
Теперь по формуле (2.3) вычислим корни исходной системы уравнений (2.4):
2.4. Задание. Для всех вариантов с 1 – 15 студенты самостоятельно выписывают системы линейных уравнений, состоящих из двух и более уравнений, определитель которых не равен нулю, а затем их решают методом обратной матрицы.