Методчка по информатике
.pdfМІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ І СПОРТУ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД
«ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ МАТЕМАТИКИ І ПРОГРАМУВАННЯ
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
до виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни
ІНФОРМАТИКА І СИСТЕМОЛОГІЯ
для студентів напряму підготовки 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»
Донецк, 2011
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ І СПОРТУ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД
«ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ МАТЕМАТИКИ І ПРОГРАМУВАННЯ
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
до виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни
ІНФОРМАТИКА І СИСТЕМОЛОГІЯ
для студентов напряму підготовки 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»
Протокол засідання |
Затверджено на засіданні учбово- |
кафедри обчислювальної |
методичної раді Донецького націо- |
математики і програмування |
нального технічного університету |
№ 8 від 26 квітня 2011р. |
Протокол № 4 від 10 червня 2011р. |
Донецк, 2011
2
УДК 518.638
Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Інформатика і системологія» для студентів напряму підготовки 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» (російською мовою). Чеснокова О. В. Донецьк, ДонНТУ,
2011. 98с.
Приведені теоретичні відомості, методичні рекомендації, контрольні питання і завдання до виконання самостійної роботи по наступних розділах дисципліни «Інформатика і системологія»:
основи інформатики;
основи алгоритмізації і програмування;
научно-технічні пакети.
Автор: |
Чеснокова О. В., ст. викл. каф. ОМіП |
Рецензент: |
Алєксєєв Є.Р., к.т.н, доц. каф. ОМіП |
Відп. за випуск: |
Павлиш В.М., д.т.н., проф.,зав. каф. ОМіП |
3
СОДЕРЖАНИЕ
Часть 1. ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ |
|
Лабораторная работа №1. Системы счисления.…………………….…………. |
5 |
Лабораторная работа №2. Основы работы в ОС….…………………………… |
9 |
Лабораторная работа №3. Подготовка документов с помощью текстового |
|
редактора…………………………………………………………………………. |
11 |
Лабораторная работа №4. Обработка данных в электронных таблицах…….. |
15 |
Лабораторная работа №5. Создание и редактирование таблиц, |
|
расчет по формулам, создание диаграмм………………………………………. |
20 |
Лабораторная работа №6. Решение задач линейной алгебры в электронных |
|
таблицах……………...…………………………………………………………… |
28 |
Лабораторная работа №7. Построение графиков функций в электронных |
|
таблицах…………………………………………………………………………... |
38 |
Лабораторная работа №8. Построение поверхностей в электронных |
|
таблицах………………………………………………………………………….. |
43 |
Лабораторная работа №9. Решение нелинейных уравнений и систем |
|
в электронных таблицах…………………………………………………………. |
46 |
Лабораторная работа №10. Работа во всемирной сети Интернет…………...... |
51 |
Лабораторная работа №11. Создание простейших Web-страниц. |
|
Форматирование текста средствами языка HTML…………………………….. |
51 |
Часть 2. ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ |
|
Лабораторная работа №12. Программирование разветвляющихся |
|
процессов…………………………………………………………….……………. |
53 |
Лабораторная работа №13. Программирование условных |
|
процессов.…………………………………………………………...…………….. |
56 |
Лабораторная работа №14. Программирование циклов с известным числом |
|
повторений……………………………..…………………….……………………. |
62 |
Лабораторная работа №15. Программирование циклов с не известным чис- |
|
лом повторений …………………………………………….…….………………. |
68 |
Лабораторная работа №16. Обработка массивов..……………………………… |
72 |
Часть 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ПАКЕТ MATHCAD |
|
Лабораторная работа №17. Простейшие вычисления...………………….......... |
77 |
Лабораторная работа №18. Решение задач математического анализа……….. |
81 |
Лабораторная работа №19. Решение задач линейной алгебры ………………. |
85 |
Лабораторная работа №20. Построение графиков функций на плоскости.. |
87 |
Лабораторная работа №21. Построение трехмерных графиков…………... |
90 |
Лабораторная работа №22. Решение нелинейных уравнений и систем…… |
91 |
Лабораторная работа №23. Решение обыкновенных дифференциальных |
|
уравнений и систем……………………………………………………………… |
93 |
Литература…………………………………………………………………… |
97 |
4
ЧАСТЬ 1. ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ
Лабораторная работа №1
Тема. Системы счисления.
Цель работы. Изучение арифметического и логического устройства компьютера. Знакомство с представлением информации в ПЭВМ. Приобретение навыков перевода из одной системы счисления (с/с) в другую.
Задание. Выполнить перевод из одной с/с в другую, сделать проверку (табл. 1).
Таблица 1. Варианты заданий.
№ |
X2 (?)10 |
Y2 (?)8, |
Z10 (?)2, |
S8 (?)16 |
U16 (?)8 |
Wp (?)10 |
P |
п/п |
|
Y2 (?)16 |
z10 (?)8, |
|
|
|
|
|
|
|
Z10 (?)16 |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
11011,1101 |
111101 |
235,647 |
735 |
6D3,2B |
102 |
3 |
2 |
11101,0011 |
110011 |
417,813 |
156 |
95C,F7 |
310 |
4 |
3 |
10101,1111 |
101111 |
176,451 |
376 |
3D6,B5 |
340 |
5 |
4 |
10001,1001 |
100001 |
156,848 |
176 |
63D,C1 |
405 |
6 |
5 |
10011,0001 |
110010 |
601,003 |
641 |
34F,A8 |
501 |
7 |
6 |
11001,1000 |
101000 |
126,012 |
622 |
13A,DE |
120 |
3 |
7 |
11110,1000 |
111000 |
325,632 |
252 |
D13,2B |
230 |
4 |
8 |
10111,0111 |
110111 |
484,191 |
441 |
9E7,2D |
430 |
5 |
9 |
11100,1110 |
101110 |
681,534 |
634 |
3CD,1E |
205 |
6 |
10 |
11000,1010 |
001010 |
183,654 |
134 |
5CA,1E |
306 |
7 |
11 |
10100,1001 |
010001 |
273,021 |
221 |
C3F,E7 |
201 |
3 |
12 |
10010,0101 |
101010 |
289,713 |
271 |
C1F,D5 |
301 |
4 |
13 |
11111,0101 |
110101 |
259,527 |
252 |
986,37 |
340 |
5 |
14 |
10111,1111 |
100111 |
201,113 |
203 |
689,37 |
405 |
6 |
15 |
11111,1101 |
111101 |
114,453 |
153 |
467,EA |
650 |
7 |
16 |
10101,0101 |
100101 |
176,724 |
164 |
ADE,71 |
220 |
3 |
17 |
11010,1001 |
101001 |
106,398 |
632 |
E73,DE |
302 |
4 |
18 |
100010,011 |
100011 |
982,754 |
275 |
D19,AB |
204 |
5 |
19 |
101101,011 |
101001 |
417,983 |
415 |
BE7,D9 |
410 |
6 |
20 |
100111,011 |
100101 |
742,429 |
242 |
1CD,8E |
601 |
7 |
21 |
111011,001 |
110101 |
659,832 |
652 |
5FA,1E |
101 |
3 |
22 |
101110,101 |
011101 |
286,327 |
262 |
C38,97 |
130 |
4 |
23 |
111001,011 |
100011 |
687,321 |
672 |
C9F,D5 |
440 |
5 |
24 |
10101,0101 |
101010 |
945,325 |
453 |
9A6,B7 |
450 |
6 |
25 |
110101,100 |
110110 |
467,894 |
674 |
D89,F5 |
650 |
7 |
26 |
10100,1010 |
101101 |
395,532 |
355 |
469,FA |
202 |
3 |
27 |
10111,0111 |
101111 |
984,291 |
421 |
8DE,7A |
303 |
4 |
28 |
110001,110 |
110011 |
671,544 |
614 |
E79,8E |
403 |
5 |
29 |
11010,1111 |
110111 |
883,154 |
354 |
6D8,BA |
305 |
6 |
30 |
111011,001 |
111000 |
473,621 |
476 |
E5C,A4 |
620 |
7 |
5
Рекомендации к выполнению лабораторной работы. Назначение компью-
тера - следуя, поступающим от человека командам, принимать, перерабатывать, хранить и выдавать информацию. Проделывая сотни тысяч, миллионы операций в секунду, компьютер позволяет работать с текстами и графикой, слушать музыку, смотреть фильмы, работать в сети и многое другое. Но чем бы пользователь ни был занят, он посылает компьютеру команды, которые переводятся в вычислительные инструкции, «понятные» компьютеру, а затем выполняются. Поэтому возникает вопрос: как считает компьютер? Оказывается, чтобы научить вычислениям электронное устройство, были созданы специальные системы счисления.
Числа могут быть записаны в различных системах счисления. Наиболее привычна для нас десятичная система счисления, в которой принят счет десятками и используется 10 основных цифр (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9). Размещая эти цифры на различных позиция, можно выразить любое число.
Например, рассмотрим число 743. Оно состоит из семи сотен, четырех десятков и трех единиц и представляет собой сумму цифр 700, 40 и 3. Значит, верной будет следующая запись:
(743)10=700+40+3=7 102 +4 101 +3 100=743,
где число представлено как сумма произведений некоторой десятичной цифры на соответствующую ее позиции степень числа 10, которое в свою очередь является основанием системы счисления.
В случае с правильной дробью получим:
(0,517)10=0,5+0,01+0,007=5 10-1 +1 10-2 +7 10-3=0,517;
По такому принципу можно построить систему счисления с произвольным основанием b.
Любое целое число N, заданное в b-ичной системе счисления, можно записать в развернутом виде:
N Pb
(P P |
...P P |
) |
b |
|
n n 1 |
1 0 |
|
||
,
N P b |
n |
P |
|
n 1 |
... P b P |
|
n |
i |
||
b |
P b |
|||||||||
|
|
|
||||||||
n |
|
n 1 |
|
1 |
0 |
|
i |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
i 0 |
|
|
b – целое положительное фиксированное число (основание системы счисле-
ния); |
|
Pi – целое число ( 0 Pi b 1,i 0,1,2,...,n) |
- называемое позиционной циф- |
рой или разрядом.
Правильная дробь записывается в развернутом виде так:
N (0, P)b (0, P1P2 |
Pm )b , |
N P1b |
1 |
P 2b |
2 |
|
|
|
|
P |
b |
m |
|
||
m |
|
|
.
Например,
(1203,0205)10 =1 103 +2 102 +0 101 +3 100+0 10-1 +2 10-2 +0 10-3+5 10-4= =1000+200+0+3+0+0,02+0+0,0005=1203+0,0205=1203,0205.
Рассмотрим системы с основанием 2, 8, 16 и их связь с десятичной системой счисления.
Вычислительные машины могут быть построены на базе любой системы счисления, но наиболее естественным электронным способом счета является способ "есть сигнал / нет сигнала", поэтому в современных ЭВМ используется преимущественно двоичная система счисления, основанная на двух цифрах 0 и 1 (два состояния значительно легче различить, чем 10).
6
Рассмотрим на примерах как перевести двоичное число в более привычную десятичную систему счисления.
(101101)2=1 25+0 54+1 23+1 22+0 51+1 20=32+8+4+1=(45)10 (10101,1101)2=1 24+0 23+1 22+0 21+1 20 +1 2-1+1 2-2+0 2-3+1 2-4=
=16+4+1+1/2+1/4+1/16=21+13/16=(21,8125)10
Существенным недостатком двоичной системы счисления является громоздкая запись чисел. Для упрощения записи двоичных чисел могут быть использованы восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
Таблица 2. Образцы записи чисел в различных системах счисления
ЧИСЛО
десятичное |
двоичное |
восьмеричное |
двоичное |
шестнадцатеричное |
0 |
000 |
0 |
0000 |
0 |
1 |
001 |
1 |
0001 |
1 |
2 |
010 |
2 |
0010 |
2 |
3 |
011 |
3 |
0011 |
3 |
4 |
100 |
4 |
0100 |
4 |
5 |
101 |
5 |
0101 |
5 |
6 |
110 |
6 |
0110 |
6 |
7 |
111 |
7 |
0111 |
7 |
8 |
|
- |
1000 |
8 |
9 |
|
- |
1001 |
9 |
10 |
|
- |
1010 |
A |
11 |
|
- |
1011 |
B |
12 |
|
- |
1100 |
C |
13 |
|
- |
1101 |
D |
14 |
|
- |
1110 |
E |
15 |
|
- |
1111 |
F |
Двоичная система связана с восьмеричной и шестнадцатеричной соотношениями: 23=8 и 24=16, т.е. цифры восьмеричной системы можно представить двоичными триадами, шестнадцатеричной – тетрадами, что облегчает взаимный перевод.
Например, (110100101)2 (110 100 101)2 (645)8 ; (11011101)2 (011 011 101) (335)8; (101111101111)2 (1011 1110
1111)2 (BEF)16;
(10111011000)2 (0101 1101 1000)2 (5D8)16
Вообще, для того чтобы перевести целое число из одной системы счисления в другую необходимо выполнить следующие действия:
1)поделить данное число на основание новой системы счисления;
2)перевести остаток от деления в новую систему счисления; получается младший разряд нового числа;
3)если частное от деления больше основания новой системы, продолжать деление, как указано в п.1; новый остаток, переведенный в новую систему счисления, дает второй разряд числа и т.д.
7
Пример. Перевести число 256 из десятичной системы счисления в восьмеричную. (Далее, будем записывать кратко (256)10 (?)8)
Решение.
|
256 |
|
8 |
|
|
256 |
|
32 |
8 |
|
|
|||
|
0 |
|
32 |
4 |
|
|
|||
|
|
|
0 |
|
Ответ. (256)10 (400)8.
Проверка: (400)8=4 82+0 81+0 80=256+0+0=(256)10
Пример. Пусть необходимо выполнить перевод (397)10 (?)16 Решение:
|
397 |
|
16 |
|
|
384 |
|
24 |
16 |
|
|
|||
|
13 |
|
16 |
1 |
|
|
|||
|
|
|
8 |
|
Ответ: (397) 10 (18D)16.
Проверка: (18D)16=1 162+8 161+13 160=256+128+13=(397)10
Пример. Выполнить преобразование (25) 10 (?)2 Решение:
25 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
6 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
6 |
3 |
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Ответ: |
(25) |
|
|
10 (11001)2. |
Проверка: |
(25)10=1 24+1 23+0 22+0 21 |
||||||||||
+1 20=16+8+1=(25)10
Правило перевода дробей из одной системы счисления в другую заключается
ввыполнении следующих действий:
1)умножить дробную часть числа на основание системы счисления;
2)в полученном произведении выделить целую часть числа (это будет старшим разрядом искомого числа);
3)дробную часть произведения снова умножить на основание новой системы счисления; целая часть произведения будет следующим разрядом дробной части искомого числа;
4)п.3 повторить до получения необходимого количества разрядов искомого
числа.
Пример. Выполнить перевод (0,784)10 (?)2, 0,612510 (?)8 и (0,378)10 (?)16. Оставить четыре знака после запятой.
8
0,784
2
1568
2
1136
2
0272
2
0544
2
1088
0,6125
8
49000
8
72000
8
16000
8
4 |
8000 |
0,378
16
6046
16
0768
16
12 |
288 |
|
16 |
4 |
608 |
Результат получаем, читая цифры сверху вниз:
(0,784)10 (0,1100)2
0,612510 (0,4714)8
(0,378)10 (0,60С4)16.
Для перевода из одной системы в другую смешанного числа необходимо отдельно выполнить перевод целой и дробной его частей по рассмотренным выше правилам.
Лабораторная работа №2
Тема. Основы работы в ОС MS Windows.
Цель работы. Изучение файловой системы Windows, приобретение навыков работы с файлами и папками под управлением Windows.
Задание. Выполнить следующие операции с файлами и папками в Windows. Для создания текстовых документов применять текстовый редактор Блокнот. Рисунки создавать в графическом редакторе Paint.
Вариант 1. Создать папку КАТАЛОГ, в ней создать папки КАТАЛОГ_1 и КАТАЛОГ_2. В папке КАТАЛОГ_1 создать файл с текстом варианта задания. В папке КАТАЛОГ_2 создать файл, содержащий любой несложный рисунок. Определить какой из файлов больше и скопировать его в папку КАТАЛОГ. Текстовый документ переместить в папку КАТАЛОГ_2. Изменить имя папки КАТАЛОГ на АРХИВ и создать в ней архив для файлов из папки КАТАЛОГ_2. На рабочем столе создать ярлык для запуска стандартной программы Калькуля-
тор(Calk.exe).
Вариант 2. Создать папку МОЯ ПАПКА, в ней папки ABC и CBA. В папке ABC создать два текстовых файла. Первый файл должен содержать текст варианта задания, второй данные пользователя (фамилия, имя, отчество, дата рождения, домашний адрес). В папке CBA создать файл с рисунком. На рисунке должен быть изображен круг, вписанный в квадрат. Определить какой из файлов папки ABC меньше и скопировать его в папку CBA. Графический файл переместить в папку МОЯ ПАПКА и изменить ему имя. В папке CBA создать архив для всех созданных файлов. В папке ABC создать ярлык для запуска стандартной программы
Блокнот(Notepad.exe).
9
Вариант 3. Создать папку АВCD. В ней – папки АВ и CD. Создать файл с текстом варианта задания в папке CD. Скопировать его в папку АВ, изменить имя и переместить в папку CD. В папке АВ создать рисунок. На рисунке должен быть изображен круг, описанный вокруг квадрата. Самый большой из созданных файлов поместить в архив, расположив его в текущем каталоге. В папке АВCD создать ярлык для запуска стандартной программы Калькулятор(Calk.exe).
Вариант 4. Создать папку DON, а в ней папки - KAT1 и KAT2. В папке КАТ1 создать файл, содержащий текст варианта задания и файл, содержащий информацию о данных пользователя (фамилия, имя, отчество, дата рождения, домашний адрес, телефон). В этой же папке создать рисунок. На рисунке должен быть изображен круг, вписанный в треугольник. Самый большой из созданных файлов переместить в папку DON. В паке KAT2 создать архив из файлов паки KAT1. Скопировать архивный файл в папку DON. На рабочем столе создать ярлык для пап-
ки DON.
Вариант 5. Создать папку LAB. В папке LAB создать папку LAB1, а в ней - папку LAB2. В папке LAB1 создать файл, содержащий текст варианта задания. Переместить этот файл в папку LAB2. В папке LAB2 создать рисунок. На рисунке изобразить круг, описанный вокруг треугольника. Определить размер файлов папки LAB2. Файл с большим размером скопировать в папку LAB. Переименовать папку LAB в АРХИВ и поместить туда архив из созданных файлов. На рабочем столе создать ярлык для папки АРХИВ.
Вариант 6. Создать папку КАТАЛОГ. В папке КАТАЛОГ создать папку VAR, а в ней - папки VAR1 и VAR2. В папке VAR1 создать файл, содержащий текст варианта задания и файл, с любым несложным рисунком. В папке VAR2 создать текстовый документ, содержащий информацию о данных пользователя (фамилия, имя, отчество, дата рождения, домашний адрес, телефон). Переместить текстовые файлы в папку VAR и изменить ей имя на ТЕКСТ. Графический файл скопировать в папку КАТАЛОГ. Там же создать архив для текстовых документов. Добавить графический файл в архив. На рабочем столе создать ярлык для запуска графического редактора Paint(Mspaint.exe).
Вариант 7. Создать папку NAME, в ней создать папки NAME1 и NAME2. В папке NAME1 создать файл, содержащий текст варианта задания. Скопировать его в эту же папку. Переместить оба файла в папку NAME2. В этой же папке создать архив для текстовых файлов. В папке NAME1 создать рисунок. На рисунке изобразить пятиконечную звезду. Добавить файл в архив. Извлечь файлы из архива в папку NAME. В папке NAME создать ярлык для запуска стандартной программы
Калькулятор(Calс.exe).
Вариант 8. Создать папку RABOTA, а в ней - папку RAB1. В папке RAB1 создать папку RAB2. В папке RAB2 создать два графических файла с любыми несложными рисунками и текстовый документ, содержащий текст варианта задания. Определить размеры файлов. Самый маленький переместить в папку RAB1. В папке RABOTA создать архив для графических файлов. Добавить текстовый файл в архив. Создать ярлыки для запуска текстового редактора Word(winword.exe) и электронных таблиц Excel (excel.exe) в папке RABOTA. Скопировать ярлыки на рабочий стол.
10