НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Летательных Аппаратов
Кафедра Самолето - и вертолетостроения
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан ФЛА
_________
«____» _________ 2006 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины
«Информатика»
ООП:
Направление 160901 – «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей»; квалификация - инженер;
Факультет летательных аппаратов
курс 1,2-й, семестры 1,2,3-й
Лекции 17 час.
Практические работы 17 час.
Лабораторные работы 102 час.
Контрольные работы 1,2,3-й сем.
РГЗ 1,2-й сем.
Курсовая работа 3-й сем.
Самостоятельная работа 84 час.
Зачет 1,2,3-й сем.
Всего 220 час.
Новосибирск - 2006
Рабочая программа составлена на основании государственного образовательного стандарта (ГОС) по направлению 652700 – «Испытания и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники» для дипломированных специалистов техники и технологии, утверждённого 27.03.2000 г. (Регистрационный номер 240 тех/дс).
Шифр дисциплины по учебному плану - 2004
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры самолето - и вертолетостроения НГТУ, Протокол № 1 от 31 августа 2006 г.
Программу составил
доцент, к.т. н..
Заведующий кафедрой СВС
доцент, к.т. н.
Ответственный за основную
образовательную программу 160901
«Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей»
доцент, к. т.н.
1. Требования к дисциплине, основанные на содержании государственного образовательного стандарта (ГОС) по направлению 652700 – «Испытания и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники» для дипломированных специалистов техники и технологии, утверждённого 27.03.2000 г.
Инженер должен
знать:
компьютерные методы сбора, хранения и обработки (редактирования ) информации, применяемые при создании летательных аппаратов;
-математический аппарат и численные методы, математические модели процессов и явлений, алгоритмы решения функциональных и вычислительных задач;
основные технические и программные средства реализации информационных процессов при создании ЛА
уметь:
-применять основные методы решения алгебраических уравнений, обыкновенных дифференциальных уравнений, основных уравнений математической физики ;
-использовать основные приемы обработки экспериментальных данных ;
-использовать возможности вычислительной техники и программирования и прикладного программного обеспечения ;
-применять современные средства машинной графики ;
-строить и использовать модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их качественный и количественный анализ.
2. Особенности построения дисциплины
Курс входит в число естественнонаучных и математических дисциплин национально регионального компонента.
Основу курса составляет изучение численных методов , основных приемов обработки экспериментальных данных, возможностей вычислительной техники и программирования и современных программных средств.
Базой для изучения курса являются курс высшей математики и общей физики.
3. Цели дисциплины
№ цели | Содержание цели |
Студент будет иметь представление | |
1 | О технических и программных средствах реализации информационных процессов. |
2 | О создании моделей решения математических, логических и информационных задач. |
3 | об основных приемах обработки экспериментальных данных. |
4 | О современных средствах машинной графики. |
Студент будет знать | |
5 | Компьютерные методы сбора, хранения и обработки информации в сфере его профессиональной деятельности. |
6 | Основные методы алгоритмизации задач. |
7 | Основы программирования на Фортране FPS. |
8 | Численные методы решения функциональных и вычислительных задач: нелинейных уравнений, определенных интегралов, систем линейных уравнений, обыкновенных дифференциальных уравнений и т д. |
Студент будет уметь | |
9 | Осуществлять алгоритмизацию и программирование на языках высокого уровня математических, логических и информационных задач. |
10 | Применять компьютерные методы сбора, хранения и обработки (редактировая) информации при исследовании и проектировании ЛА. |
11 | Производить самостоятельный выбор современных средств машинной графики при производстве ЛА. |
12 | Оценивать эффективность оптимальных методов обработки информации. |
Структура дисциплины
5. Содержание дисциплины
Лекционные занятия – 1 семестр –17 час.
Ссылка на цели курса | Часы | Темы лекционных занятий |
1,3,5,10,12 | 2 | Задачи курса, его структура. Понятие информации, общая характеристика методов сбора, хранения, обработки информации. Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Формы представления чисел в ЭВМ. Общие сведения о вычислительных машинах. Классификация и структура ЭВМ. Память, процессор, внешние устройства. Языки программирования: машинно-ориентированные, процедурно-ориентированные, проблемно-ориентированные и универсальные. Математическое обеспечение ЭВМ. Классификация программ входящих в систему МО ЭВМ. Операционная система. Понятие файла. |
2,6,9,12 | 4 | Алгоритмизация задач. Основные типы решения задач на ЭВМ: постановка задачи, разработка методов решения, разработка алгоритма, программирование, отладка, подготовка исходных данных, счет и обработка результатов. Определение алгоритма. Алгоритмы линейной, разветвляющейся, циклической структуры. Циклы с заданным числом повторений и итерационный. Вложенные циклические структуры. Примеры блок-схем алгоритмы простейших задач. |
1,7,9 | 6 | Основы программирования на ФОРТРАНЕ. Структура языка. Основные символы. Имена. Константы. Общая схема программ на Фортране. Описание переменных, массивов. Переменные. Массивы. Описание типа по первой букве. Оператор явного описания типа. Оператор неявного описания типа. Стандартные функции. Арифметические выражения. Логические выражения. Операторы присваивания. Операторы паузы, остановки и конца. Ввод-вывод информации, общие сведения. Операторы ввода-вывода последовательного доступа. Операторы формата. Спецификаторы типа. Ввод и вывод списков. Управление печатью. Управление процессом вычислений. Оператор безусловного перехода.. Оператор перехода по вычислению. Условно арифметический оператор. Условный логический оператор. Оператор цикла. Циклический элемент в операторах ввода-вывода. Функции и программы. Оператор-функция. Подпрограмма –функция. Подпрограмма. Массивы с переменными границами. Распределение памяти в ФОРТРАН-программе. Задание начальных данных в операторе явного описания типа. Оператор задания начальных данных. Программа задания начальных данных. Примеры фортран-программ. |
4,5,9,10,11,12 | 2 | Подготовка программ и их реализация на ЭВМ. Понятие о ПО ЭВМ. Системное и прикладное ПО. Операционные системы. Системы программирования. Этапы подготовки и прохождения программ. Редактирование программ. Управляющие операторы. Сообщение транслятора. Библиотека стандартных программ. |
2,8,12 | 3 | Приближенные методы решения нелинейных уравнений. Границы корней. Метод половинного деления. Метод простых итераций. Метод Ньютона (касательных). Сравнение методов. |
Практические занятия—3 семестр—17час.
Ссылка на цели курса | Часы | Темы | Решая задачи, студент |
1,7,9,12 | 2 | Программирование линейных вычислительных процессов. | -использует элементарные понятия теории функций, операторы ввода-вывода, операторы присваивания. |
1,7,9,12 | 2 | Программирование ветвящихся вычислительных процессов. | - использует логические величины, отношения, логические функции. |
1,7,9,12 | 2 | Использование массивов. | - использует понятия линейной алгебры, операторы описания массивов, переменные с индексами, операторы циклов. |
8 | 2 | Приближенное вычисление определенных интегралов. | - использует численные методы вычисления определенных интегралов(трапеций, Симпсо-на, Гаусса). |
8 | 2 | Численное решение систем линейных уравнений. | -определяет корни системы линейных уравнений, используя подпрограммы-процедуры и подпрограммы-функции. |
3,10,12 | 4 | Обработка экспериментальных данных прочностного эксперимента. | Использует методы и алгоритмы, основанные на аппроксимации исследуемых процессов разложениями Фурье, Фурье-Уолша, Фурье-Хаара. |
11 | 3 | Электронное моделирование деталей ЛА, используя графический пакет программ SOLID EDGE. | -применяет программные средства машинной графики для проектирования современных летательных аппаратов. |
Лабораторные занятия—1 семестр—34час.
Ссылка на цели курса | Часы | Темы | Выполняя лабораторную работу студент |
7,9 | 6 | Программирование линейных вычислительных процессов. | - приобретает навыки программирования линейных вычислительных процессов; - строит графики функций, заданные аналитическими уравнениями. |
1,7,9 | 6 | Программирование ветвящихся вычислительных процессов. | -изучает логические отношения и операции, логические выражения. |
1,7,9 | 8 | Программирование циклических вычислительных процессов. | Применяет операторы цикла для вычисления точной суммы заданного ряда. |
1,7,9 | 14 | Использование массивов. | -изучает особенности описания и использования массивов в Фортран-программах. |
Лабораторные занятия--2 семестр—34час.
Ссылка на цели курса | Часы | Темы | Выполняя лабораторную работу студент |
1,7,8,9 | 8 | Приближенные методы решения нелинейных уравнений. | Изучает методы локализации корней, методы уточнения корней ; -применяет подпрограммы-процедуры и подпрограммы-функции. |
1,7,8,9 | 8 | Численное интегрирование. | -изучает приближенные методы вычисления определенных интегралов : трапеций, Симпсона, Гаусса. -дает сравнительный анализ методов. |
1,7,8,9 | 12 | Решение систем линейных уравнений методами Гаусса, простых итераций. | -изучает методы решение систем линейных уравнений; - дает сравнительный анализ методов. |
1,7,8,9 | 6 | Методы обработки числовых данных. | -изучает методы обработки числовых данных : линейную интерполяцию, интерполяцию по Лагранжу. |
Лабораторные занятия—3 семестр—34час.
Ссылка на цели курса | Часы | Темы | Выполняя лабораторную работу студент |
1,7,8,9 | 4 | Определение числовых характеристик случайных величин. | -определяет характеристики случайных величин : математическое ожидание, дисперсию, квантильные оценки, усеченное среднее. |
1,7,8,9 | 4 | Разложение функций в ряд Фурье. | -вычисляет коэффициенты разложения заданной функции в ряд Фурье; -использует метод интегрирования Гаусса. -синтезирует исходную функцию с помощью ряда Фурье. |
4,5.11 | 4 | Текстовый редактор Microsoft Word. | - получает навыки работы в текстовом редакторе. |
4,5.11 | 4 | Электронная таблица Excel. | -использует электронные таблицы для расчетов, построения диаграмм. |
4,5.11 | 2 | Графический редактор Paint. | - получает навыки работы в графическом редакторе. |
Расчетно-графические задания
Ссылка на цели курса | Содержание | Выполняя расчетно-графичесоке задание |
1,7,8 | 1 семестр В расчетно-графическом задании 1 студенту предлагается вычислить длину кривой, аппроксимируя ее ломаной линией и как значение соответствующего интеграла. | -закрепляет навыки по использованию подпрограмм, методам вычисления интегралов и линейной аппроксимации функций. |
6,9 | 2 семестр В расчетно-графическом задании 2 студенту предлагается определить собственные формы крутильных колебаний вала. | -закрепляет навыки по использованию подпрограмм, методам локализации корней нелинейных уравнений, методам половинного деления, простых итераций, методу Ньютона. |
Курсовая работа—3 семестр.
3,7,10,12 | В курсовой работе студент использует методы и алгоритмы, основанные на аппроксимации данных прочностного эксперимента разложениями Фурье, Фурье-Уолша, Фурье-Хаара. | -изучает методы и алгоритмы, основанные на аппроксимации исследуемых функций разложениями Фурье. |
Контрольные работы
Типы и длины величин. Константы. Переменные. Массивы. Логические отношения и операции.Указатели функций. Арифметические выражения.—1 семестр.
2. Ввод-вывод данных. Формат задания данных. .—2 семестр.
3. Подпрограммы –функции. Подпрограммы –процедуры. .—3 семестр.
Описание и система оценки деятельности студента
Вид деятельности | Максимальный рейтинг | Достаточный рейтинг для допуска к зачету и его сдачи |
Решение задач на практических занятиях | 28 | 14 |
Расчетно-графическое задание | 30 | 18 |
Лабораторные работы | 42 | 28 |
Итого | 100 | 60 |
К зачету допускаются студенты, набравшие не менее 60 баллов в течение семестра. Экзаменационный билет содержит один теоретический вопрос и одну задачу. Максимальное количество баллов за теоретический вопрос – 10; за задачу – 15. Студент, набравший на эачете 25 баллов, получает “ зачет”. Студенты, набравшие по итогам обучения в семестре 80 и более баллов получают “ зачет” автоматически.
6. Контролирующие материалы
Вопросы по теоретическому курсу
Структура программирования. Основные символы. Типы величин. Константы. Идентификаторы. Переменные. Массивы. Указатели функций. Арифметические выражения. Отношения. Логические выражения. Операторы присваивания. Арифметический оператор присваивания. Операторы присваивания. Логический оператор присваивания. Операторы перехода. Условные операторы (логический, арифметический ). Вспомогательные операторы управления ( операторы продолжения, паузы, возврата и останова). Оператор цикла. Операторы описания типа. Оператор функция. Подпрограмма-функция. Подпрограмма-процедура. Понятие файла. Оператор ввода последовательного доступа с форматом. Оператор вывода последовательного доступа с форматом. Оператор задания формата. Список спецификаций. Формат типа I. Формат типа F. Формат типа E. Формат типа D. Формат типа L. Формат типа X, T. Формат типа G. Символьный формат. Особенности управления выводом на устройство печати. Приближенные методы решения нелинейных уравнений. Численное интегрирование.Примеры зачетных задач
Задача №1
Составить программу для вычисления выражения z = 
, где 
наибольшие элементы массивов A(10) , B(15) , C(8) соответственно. Нахождение наибольших элементов выполнить в подпрограмме-процедуре.
Задача №2
Составить программу для определения группы студентов, имеющей наибольший средний балл по результатам экзаменов. Результаты экзаменов сведены в матрицы А(25,5) , В(15) , С(18).Средний балл группы определять в подпрограмме.
Задача №3
Найти с точностью 0.00001 все корни уравнения 1/x=sin(x) , принадлежащие отрезку (-π , π).
7. Список литературы
Бартеньев Фортран. – М.: Диалог - Мифи, 1998. Visual Fortran: новые возможности – М.: Диалог - Мифи, 1999.
3. , Самохина методы и программирование на Фортране для
персонального компьютера. – М.: Радио и связь, 1996.
.
4. и др. Решение задач на ЭВМ./ Лабораторный практикум. --Новосибирск:
Издательство НГТУ, 1997.
5. и др. Вычислительная техника и программирование./ Лабораторные
работы. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 1998.
6. и др. Информатика./ Лабораторные работы. – Новосибирск:
Издательство НГТУ, 1998.
7. и др. Программирование и решение задач на ЭВМ. – Новосибирск:
Издательство НГТУ, 1999.
8. Третьякова экспериментальных данных прочностного эксперимента. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 2000.
