Реферат: Методические указания и индивидуальные задания для студентов идо, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» Составитель

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


УТВЕРЖДАЮ

Директор ИДО

_______________ С.И. Качин


«____»_____________2011 г.


ИНФОРМАТИКА

Методические указания и индивидуальные задания
для студентов ИДО, обучающихся по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»


Составитель Т.Е. Мамонова



Семестр

1

Кредиты

3

Лекции, часов

6

Лабораторные занятия, часов

8

Консультации по выполнению курсовой работы, часов


2

Самостоятельная работа, часов

92

Формы контроля

зачет




диф. зачет



Издательство

Томского политехнического университета

2011

УДК 681.3


Информатика: метод. указ. и индивид. задания для студентов ИДО, обучающихся по напр. 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» / сост. Т.Е. Мамонова; Томский политехнический университет.– Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011.– 12 с.


Методические указания и индивидуальные задания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры интегрированных компьютерных систем управления «____» ___________ 2011 года, протокол № ____.


Зав. кафедрой ИКСУ,

профессор, доктор техн. наук _________________ А.М. Малышенко


Аннотация

Методические указания и индивидуальные задания по дисциплине «Информатика» предназначены для студентов ИДО, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств». Данная дисциплина изучается в одном семестре.

Приведено содержание основных тем дисциплины, указан перечень лабораторных работ. Приведены варианты заданий для курсовой работы. Даны методические указания по выполнению курсовой работы.




^ 1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ
ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

В настоящее время под информатикой понимают науку о законах, методах измерения, переработки и передачи информации с применением математических, программных и технических средств. Ряд авторов суживает это понятие, подразумевая под информатикой «компьютерное дело», т.е. прикладную науку, связанную с обработкой информации и решением задач на ЭВМ.

В дисциплине «Информатика» излагается материал, относящийся к общим основам использования компьютеров в профессиональной инженерной деятельности. Полученные знания по данной дисциплине используются при изучении большинства специальных дисциплин. Целью освоения дисциплины являются:

формирование системных основ использования персонального компьютера будущими специалистами в предметной области;

формирование основ программирования на языке высокого уровня C++ в предметной области;

формирование навыков к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию.

Дисциплина «Информатика» относится к циклу Б.2 – математической и естественно-научной подготовки. Пререквизитов нет. Кореквизиты – «Информационные технологии», «Математика», «Физика». Дисциплина «Информатика» является пререквизитом для всех дисциплин профессионального цикла. Знание содержания дисциплины необходимо для освоения дисциплин циклов Б.3.

^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Введение

Предмет Информатика. Основные определения и термины. История развития вычислительной техники. Устройство компьютера и принцип его работы Арифметико-логическое устройство, устройство управления, память. Логическое устройство компьютера. Программное обеспечение ЭВМ.

^ Рекомендуемая литература: [1, с.6-88], [4, с.3-124], [5, с.230-282], [14].

Методические указания

Необходимо усвоить предмет, задачи и возможности информатики. Проследить развитие микроэлектронной техники, историю появления электронных вычислительных машин, особенности IBM PC и их развитие, смену поколений ПЭВМ. Усвоить суть логического устройства ЭВМ. Структурная схема ЭВМ, структуру команд, трёх-, двух-, одноадресные команды, способы адресации. Изучить файловую систему, диалог пользователя с операционной системой, назначение функциональных клавиш в операционной системе Windows, копирование, перемещение, удаление файлов, каталоги, диски, архивы.

^ Тема 2. Арифметические основы построения ЭВМ. Основные технологии программирования задач

Системы счисления, применяемые в ЭВМ. Двоичная система счисления. Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления (СС), связь их с двоичной системой. Формы представления чисел в ЭВМ. Представление чисел в прямом, обратном и дополнительном кодах. Формат чисел с фиксированной запятой. Структурное, объектно-ориентированное и обобщённое программирование.

^ Рекомендуемая литература: [3, с. 32-240], [5, с. 3-229]. [8, с. 56-120], [14].

Методические указания

Необходимо усвоить арифметические операции в двоичной системе, общие правила перевода целых и вещественных чисел из десятичной формы в другие системы счисления. Проследить методику перевода чисел из двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной СС в десятеричную и обратно. Иметь представление о двоичном кодировании различных видов информации. Усвоить понятия алгоритма, класса, шаблона. Изучить представление алгоритмов в виде блок-схем, основные алгоритмы, применяемые при решении задач, основные преимущества и недостатки ООП.

^ Тема 3. Основы языка C++

Алфавит языка C++. Комментарии. Идентификаторы. Константы. Запись арифметических выражений. Типы данных в C++. Ввод и вывод данных. Условные операторы. Операторы цикла, перехода, выбора. Матрицы. Переменные типа «char» и операции с ними. Функции работы со строками. Функции в C++. Динамическая структура данных. Списки.

^ Рекомендуемая литература: [2, с. 15-75], [6, с. 13-241], [7, с. 44-270], [14].

Методические указания

Необходимо усвоить правила пунктуации в языке C++, структуру программ на C++, стандартные функции для ввода и вывода информации на экран. Изучить переменные с индексами, одномерные и двумерные массивы, операции с матрицами. Усвоить формальные и фактические параметры при создании собственных функций. Иметь представление о символьном, строковом, потоковом, блоковом и форматированном и вводе-выводе, а также о структуре, двунаправленном списке и шаблонах.

^ 3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Перечень лабораторных работ

Знакомство с языком C++. Основные функции (4 часа).

Программирование с использованием основных операторов языка C++. Работа с массивами (4 часа).

^ 3.2. Методические указания по выполнению лабораторных работ

Целью лабораторных работ является знакомство с языком C++, а так же приобретение практических навыков по программированию на языке C++ с использованием основных операторов и функций (математических, логических). Основные рекомендации по выполнению и оформлению лабораторных работ представлены в учебно-методическом пособии по лабораторным работам [15].

^ 4. КУРСОВАЯ РАБОТА

4.1. Методические указания по выполнению курсовой работы

Основной целью курсовой работы, выполняемой в 1 семестре, является закрепление теоретических знаний по дисциплине «Информатика», а также практических навыков по программированию на языке C++.

^ Содержание и объем курсовой работы

Необходимо разработать программу на языке C++ в соответствии с заданиями, приведенными ниже, номер задания выбирается по шифру зачетки студента.

Задание на курсовую работу считаются выполненными, если имеется отчёт и exe-файл программы.

Отчёт по курсовой работе должен содержать:

титульный лист;

цель работы;

формулировку заданий;

теоретическую часть;

код программы на C++;

алгоритм программы, представленный в виде блок-схемы;

результаты работы программы;

выводы по работе;

список литературы.

Каждый вариант ИДЗ состоит из одного задания на создание собственной функции.

Для курсовой работы имеется 10 вариантов. Вариант задания выбирается в соответствии с последней цифрой шифра зачетной книжки студента, 0 соответствует 10-му варианту. Например, для шифра З-8А11/01 должен быть выбран вариант 1, а для шифра З-8А10/10 – вариант 10.

Курсовые работы выполняется в соответствии с графиками ИДО. Если студенты обучаются по классической заочной форме (КЗФ), то выполненные курсовые работы высылаются в адрес ТПУ по почте
(e-mail: stepte@tpu.ru) или заносятся лично на кафедру интегрированных компьютерных систем управления (ИКСУ) по адресу пр. Ленина, 2, 10-й учебный корпус, ауд. 102. Если студенты обучаются с использованием дистанционных образовательных технологий (ДОТ), то выполненные курсовые работы высылаются в диспетчерскую службу ИДО.

^ 4.2. Варианты заданий курсовой работы

Вариант 1

Даны действительные числа S, T. Создать собственную функцию для расчёта выражения: . Оценить область определения заданной функции.

Используя функцию F(A,B,С) для заданных значений чисел S и T найти: .

Вариант 2

Даны действительные числа S, T. Создать собственную функцию для расчёта выражения: . Оценить область определения заданной функции.

Используя функцию G(A,B) для заданных значений чисел S и T найти: .

Вариант 3

Дано действительное число Y. Создать собственную функцию для расчёта выражения: . Оценить область определения заданной функции.

Используя функцию T(X) для заданного значения числа Y найти: .

Вариант 4

Даны действительные числа A, B, C. Создать собственные функции для расчёта максимального из двух переменных MAX2 и трёх переменных MAX3. Вычислить значение выражения:

.

Вариант 5

Даны действительные числа S, T. Создать собственную функцию для расчёта выражения: . Оценить область определения заданной функции.

Используя функцию H(A,B) для заданных значений чисел S и T найти:.

Вариант 6

Даны действительные числа x, y, z. Создать собственную функцию для расчёта максимального из трёх переменных max(a, b, c). Вычислить значение выражения, используя функцию max(a, b, c):

.

Вариант 7

Даны действительные числа S, T, A0, …, A12. Создать собственную функцию для расчёта выражения: . Используя функцию P(X), найти значение выражения: .

Вариант 8

Даны действительные числа A0, …, A6. Создать собственную функцию для расчёта выражения: . Используя функцию P(X) для x=1, 3, 4 найти значение выражения: .

Вариант 9

Даны натуральные числа m, n ицелые числа А1, ..., An; B1, ..., Bm;C1, ..., C10. Создать собственную функцию для расчёта минимума из массива чисел MIN(L). Вычислить значение выражения, используя функциюMIN(L): .

Вариант 10

Даны натуральные числа k, n, m и действительные числа Х1, ..., Xk, Y1, ...,Yn, Z1, ..., Zm. Создать собственную функцию для расчёта максимума из массива чисел MAX(L). Вычислить значение выражения, используя функциюMAX(L):



^ 5. ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ

После завершения изучения дисциплины студенты сдают зачёт и по курсовой работе – дифференцированный зачет.

При определении результата зачёта учитываются результаты выполненных лабораторных работ.

^ 5.1. Теоретические вопросы для подготовки к зачёту

Предмет информатики. Основные определения и термины.

История развития вычислительной техники.

Устройство компьютера и принцип его работы.

Арифметико-логическое устройство, устройство управления, память.

Логическое устройство компьютера.

Системы счисления, применяемые в ЭВМ.

Двоичная система счисления.

Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления (СС), связь их с двоичной системой.

Представление чисел в прямом, обратном и дополнительном кодах.

Формат чисел с фиксированной запятой.

Структурное программирование. Основные особенности и недостатки.

Объектно-ориентированное программирование. Основные особенности и недостатки.

Обобщённое программирование. Основные особенности и недостатки.

Язык C++. История развития.

Комментарии, идентификаторы и константы в С++. Запись арифметических выражений.

Типы данных в C++.

Ввод и вывод данных. Условные операторы.

Операторы цикла, перехода, выбора. Матрицы.

Переменные типа «char» и операции с ними.

Функции работы со строками. Функции.

^ 5.2. Практические задачи для подготовки к зачёту

Перевести в десятичную систему счисления (СС) двоичное число 110111.11.

Перевести число 7713.24 из десятичной СС в восьмеричную СС, затем из восьмеричной СС в двоичную СС.

Найти сумму в обратном и дополнительном кодах:

(-0.1101010) + (0.0100111) =?

Перевести в десятичную систему счисления (СС) двоичное число 1111.01.

Перевести число 1259.17 из десятичной СС в восьмеричную СС, затем из восьмеричной СС в двоичную СС.

Найти сумму в обратном и дополнительном кодах:

(-0.1110110) + (0.0011111) =?

Перевести в десятичную систему счисления (СС) двоичное число 1011101.01.

Перевести число 10462.345 из десятичной СС в восьмеричную СС, затем из восьмеричной СС в двоичную СС.

Найти сумму в обратном и дополнительном кодах:

(-0.1100110) + (0.0011101) =?

Перевести в десятичную систему счисления (СС) двоичное число 11110.11.

Перевести число 8464.36 из десятичной СС в восьмеричную СС, затем из восьмеричной СС в двоичную СС.

Найти сумму в обратном и дополнительном кодах:

(-0.1011110) + (0.0111101) =?

Перевести в десятичную систему счисления (СС) двоичное число 11001.011.

Перевести число 3724.45 из десятичной СС в восьмеричную СС, затем из восьмеричной СС в двоичную СС.

Найти сумму в обратном и дополнительном кодах:

(-0.100111) + (0.111101) =?

Перевести в десятичную систему счисления (СС) двоичное число 110011.11.

Перевести число 5134.025 из десятичной СС в восьмеричную СС, затем из восьмеричной СС в двоичную СС.

Найти сумму в обратном и дополнительном кодах:

(-0.001101) + (0.101111) =?

Перевести в десятичную систему счисления (СС) двоичное число 101101.101.

Перевести число 731.025 из десятичной СС в восьмеричную СС, затем из восьмеричной СС в двоичную СС.

^ 6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Литература обязательная

Алексеев А.П. Информатика 2001. – М.: Солон-Р, 2001. – 364 с.

Ален И. Голуб. Правила программирования на Си и Си++: пер. с англ. – М.: Вильямс, 2001. – 241 с.

Андреева Е., Фалина И. Информатика: Системы счисления и компьютерная арифметика. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999. – 256 с

Брукшир Дж. Информатика и вычислительная техника. – СПб.: Питер, 2004. – 620 с.

Велихов А.А. Основы информатики и компьютерной техники: уч. пособие. – М.: Солон-Пресс, 2003. – 544 с.

Королёв Л.Н., Миков А.И. Информатика. Введение в компьютерные науки: учеб. – М.: Высш. шк., 2003. – 341 с.

Павловская Т.А. С/С ++. Программирование на языке высокого уровня: учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2010. – 461 с.

Прата С. Язык программирования С++. Лекции и упражнения.– СПб.: Питер, 2003. – 645 с.

Информатика. Базовый курс/ С.В. Симонович и др. – СПб.: Питер, 2001. – 640 с.

^ 6.2. Литература дополнительная

Бабэ Б. Просто и ясно о Borland C+: пер. с англ.– М.: Бином, 1995. – 400 с.

Березин Б.И. Начальный курс C и C+ / Б. И. Березин, С. Б. Березин. – М.: Диалог-МИФИ, 2001. – 288 с.

Острейковский В. А. Информатика: учебник. – М.: Высшая школа, 2000. – 511 с.

Фейсон, Тед. Объектно-ориентированное программирование на Borland C++ 4.5: пер. с англ. – 4-е изд. – Киев: Диалектика, 1996. – 544 с.

^ 6.3. Учебно-методические пособия

Мамонова Т.Е. Информатика. Общая информатика. Основы языка C++: учебное пособие / Т.Е. Мамонова; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 202 с.

Мамонова Т.Е. Информатика. Программирование на C++: учебно-методическое пособие / Т.Е. Мамонова; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 111 с.

^ 6.4. Программное обеспечение и Internet-ресурсы

Учебный курс. Программирование на C++.– URL: http://ips.ifmo.ru/ courses/cpp/index.htm/ (дата обращения: 12.09.2011).

Электронный учебник по информатике и программированию на языке высокого уровня. 2011.– URL: http://kuzelenkov.narod.ru/mati/book/informat_prog.html (дата обращения: 14.09.2011).

Программное обеспечение. Borland C++ v.5.02.– URL: http://portal.tpu.ru/SHARED/s/STEPTE (дата обращения: 14.09.2011).



Учебное издание


ИНФОРМАТИКА

Методические указания и индивидуальные задания


Составитель

МАМОНОВА Татьяна Егоровна


Рецензент

кандидат технических наук,

доцент кафедры ИКСУ ИК

В.Н.Шкляр

Редактор С.В. Ульянова


Компьютерная верстка Т.И. Тарасенко


Отпечатано в Издательстве ТПУ в полном соответствии
с качеством предоставленного оригинал-макета



Подписано к печати . Формат 60×84/16. Бумага «Снегурочка».
Печать Xerox. Усл.печ.л. 0,7. Уч.-изд.л. 0,63.

Заказ . Тираж экз.



Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Система менеджмента качества

Издательства Томского политехнического университета сертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008



. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.

Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru