- •Информатика для физиков
- •Часть 1. Введение
- •Предисловие
- •Часть 1. Введение
- •1.1 Определение информатики. Понятие информации и информационной технологии. Формула Шеннона. Предмет и задачи информатики
- •Техническая база информатики Из истории создания и развития эвм
- •Классификация эвм
- •Классическая архитектура эвм общего назначения
- •Структура шин
- •Структура эвм 5-го поколения
- •Системы обработки данных
- •Программное обеспечение информатики
- •Операционные системы (ос)
- •Инструментальные языки и системы программирования
- •Системы программирования
- •Часть 2. Математические основы информатики
- •2.1 Теория формальных структур данных и алгоритмов их обработки Основные понятия теории алгоритмов
- •Общая характеристика изобразительных средств алгоритмов
- •Основные типы вычислительных процессов
- •Системы счисления
- •Позиционные системы счисления
- •Смешанные системы счисления
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- •Форматы представления и преобразования информации
- •Способы разработки алгоритмов
- •ЧАсть 3. ПЕрсональные эвм
- •3.1 Из истории создания персональных компьютеров
- •Структура пэвм
- •Внешние устройства пэвм
- •Часть 4. Работа пользователя в операционной системе Windows: начальные сведения
- •4.1 Введение
- •Загрузка Windows
- •Рабочий стол
- •Изображения курсора мыши
- •Приемы работы с мышью
- •Элементы рабочего стола
- •Пиктограммы
- •Панель задач
- •Основное меню панели задач
- •Окна задач
- •Основные команды меню
- •Вызов и завершение работы программ
- •4.3 Операции с папками и файлами
- •Проводник
- •Пиктограммы, отображающие структуру диска
- •Операции с папками
- •Копирование, перемещение файлов и папок
- •Удаление файлов и папок и их восстановление
- •4.4 Стандартные программы Windows
- •4.5 Завершение работы в Windows
- •Часть 5. Компьютерное моделирование в физических исследованиях
- •5.1 Роль эксперимента в физических исследованиях. Виды экспериментальных исследований
- •5.2 Основы теории моделирования Базовые понятия
- •Классификация моделей
- •Условное моделирование
- •Аналогичное моделирование
- •5.3 Математическое моделирование и компьютерный эксперимент Понятие математической модели
- •Особенности математических моделей
- •5.4 Вычислительный алгоритм. Введение в численные методы
- •Базовые понятия численных методов
- •Численное решение линейных дифференциальных уравнений
- •Численное вычисление одномерных интегралов
- •Метод Монте-Карло
- •Вычисление многомерных интегралов
- •5.5 Технология программирования вычислительных задач
- •5.6 Точность компьютерного эксперимента Погрешности компьютерного эксперимента
- •Требования к вычислительным алгоритмам
- •5.7 Пример моделирования физической системы
- •5.8 Заключение
- •Список литературы
- •Содержание
4.4 Стандартные программы Windows
Стандартными называются программы, входящие в состав операционной системы. Доступ к стандартным программам можно получить через панель задач, нажав кнопку Пуск и развернув меню Программы /Стандартные. Перечислим некоторые из них.
Калькулятор
Эта программа позволяет проводить вычисления. Она оформлена как обычный калькулятор. Возможны два варианта ее работы: стандартный и научный – они различаются набором функций. Варианты работы переключаются командами меню Вид. Пользование калькулятором предельно упрощено и аналогично работе на реальном калькуляторе.
Запустите данную программу и сосчитайте, сколько секунд составят 10 лет.
Блокнот
Это простейший не форматируемый текстовый редактор. Используется кодировка символов, принятая в Windows, поэтому тексты, созданные в DOS, не будут перекодированы.
Текстовый редакторWordPad
Это несложный текстовый редактор, в котором можно редактировать в том числе и текстовые файлы с расширением .txt. По своим возможностям это сильно упрощенный редактор Microsoft Word.
Самостоятельно попробуйте создать небольшой текст в данной программе, например, деловое письмо.
Графический редакторPaint
Данная программа предназначена для создания и работы с графическими изображениями в формате Windows Bitmap (файлы, хранящие эти изображения, имеют расширение .bmp).
Окно редактора отличается от окон остальных программ тем, что панель инструментов в нем располагается у левой границы окна, а под рабочей областью имеется дополнительная строка, называемая строкой опций (вспомогательных функций).
Самостоятельно освойте работу в редакторе. В качестве задания предлагаем вам создать логотип (эмблему) вашей будущей фирмы.
Назначение любой кнопки на панели инструментов легко узнать, подведя к ней курсор мыши и не нажимая ни одной кнопки мыши. Сохраните созданный вами логотип, так как он пригодится в дальнейшей вашей работе.
4.5 Завершение работы в Windows
Для завершения работы в системе необходимо нажать кнопку Пуск на панели задач и выбрать меню Завершение работы. В результате ввода команды появится окно с вариантами завершения работы:
выключить компьютер;
перезагрузить компьютер.
Для выбора нужного варианта необходимо щелкнуть по соответствующей кнопке либо выбрать нужный режим, используя разворачивающийся список команд в соответствующей строке и нажать кнопку “Да”.
Нажатие кнопки “Нет” позволит вам отказаться от выключения компьютера и продолжить работу.
!!! Всегда завершайте работу в Windows таким способом, так как система выполняет необходимые действия по закрытию программ и рабочих файлов.
Итак, Вы ознакомились с принципами работы в среде операционной системы Windows. Теперь вы можете перейти к освоению основных информационных технологий:
обработки текстовых документов;
технологии работы с электронными таблицами;
технологии разработки баз данных.
Данным технологиям посвящено большое число литературы, в том числе работы [14].
Часть 5. Компьютерное моделирование в физических исследованиях
5.1 Роль эксперимента в физических исследованиях. Виды экспериментальных исследований
Физика в широком смысле слова – наука, познающая законы развития неживой природы. Современная физика исследует это развитие в его наиболее полном и глубоком значении.
Физика как наука со времени своего возникновения была и остается наблюдательной и в то же время экспериментальной наукой.
Наблюдение и эксперимент лежат в основе всего физического знания. В эксперименте исследователь в соответствии со своими целями познания изменяет, регулирует и контролирует условия, в которых протекают исследуемые явления. В наблюдении же исследователь не может влиять на условия, в которых протекают исследуемые явления. Он только фиксирует происходящее.
Для физики особенно существенное значение имеют те наблюдения и эксперименты, которые ведут к определению количественной стороны изучаемых явлений (нахождение численных значений физической величины, установление зависимости между физическими величинами в виде математического уравнения и т.п.). Для физика, таким образом, наблюдение и эксперимент всегда связаны с определением количественных характеристик изучаемых явлений.
Все эксперименты можно разделить на два класса: качественный и количественный.
Целью качественного эксперимента, как правило, более простого, является установление только факта существования явления. Обычно такой эксперимент не требует сложного оборудования.
Количественный эксперимент встречается чаще, чем качественный, и требует более сложного оборудования. Задачей количественного, или измерительного, эксперимента является установление количественных связей между параметрами, описывающими состояние объекта.
Эксперимент можно охарактеризовать по тому, где он проводится: в лаборатории или на производстве. Соответственно такие эксперименты называются лабораторными и промышленными.
Лабораторный эксперимент характеризуется тем, что объект исследований находится в условиях лаборатории, и исследователь полностью контролирует условия опыта.
Промышленный эксперимент – это эксперимент, в котором промышленная установка (например, аэродинамическая труба, прочностной стенд, двигательный стенд и т.п.) применяется для сложного измерительного эксперимента.
В зависимости от того, проводится ли эксперимент с исследуемым объектом или с объектом, его замещающим (моделью), выделяют натурный эксперимент и модельный эксперимент. В модельном эксперименте исследования проводят на модели реального объекта, а полученные результаты и выводы пересчитывают на реальный объект. Например, испытания аэродинамических характеристик новых летательных аппаратов проводят на уменьшенных копиях в аэродинамической трубе, в которой поток воздуха с заданной скоростью обдувает закрепленную модель. Измерение аэродинамических нагрузок на модель дает информацию о поведении реального летательного аппарата, так как и модель, и самолет подчиняются одним и тем же законам аэродинамики.
В качестве модели объекта может выступать не только физический объект, сходный с ним по определенным характеристикам. Модель может носить условный характер, например представлять собой набор математических уравнений, описывающих реальный объект.