КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

 

 

 

Учебных занятий по дисциплине «Информационные технологии»

 

Кафедра ТВТ, институт ТАЭ, курс 1, семестр 1 2013/2014 учебного года

Лектор – Очков Валерий Федорович (http://twt.mpei.ac.ru/ochkov), e-mail OchkovVF@mpei.ru

Лекции по информатики – по пятницам, 9:20-10:55, ауд. Н-201

Расписание лабораторно-практических занятий:

Группа День Часы Аудитория Преподаватель E-mail

ТФ-1-13

среда

11:10-12:45

Б-216

Макушин Андрей Александрович makushinaa@gmail.com

ТФ-2-13

четверг

11:10-12:45

Б-216

Бураков Иван Андреевич BurakovIA@mpei.ru

ТФ-4-13

понедельник

9:20-10:55

Б-216

Хуснуллин Александр Шамильевич alexdesn@rambler.ru

ТФ-5-13

вторник

11:10-12:45

Б-216

Очков Валерий Федорович ochkov@twt.mpei.ac.ru

ТФ-6-13

пятница

13:45-15:20

Б-216

Парчевский Валерий Михайлович parval9@yandex.ru

ТФ-7-13

среда

9:20-10:55

Б-216

Парчевский Валерий Михайлович parval9@yandex.ru

 

 

Неделя

Виды и содержание учебных занятий

 

Лекции (2 часа в неделю)

Лабораторные работы (2 часа в неделю)

  Даты Часы

Содержание лекции

Содержание лабораторно-практического занятия

     

4

5

1 неделя с 2 по 6 сентября 2013 г. 6.09.2013  

Лекцию читает Сливина Наталья Александровна

Тема лекции:

Современные компьютерные программы для изучения математики и решения задач по математике в школе и вузе..

Основные "математические" возможности пакета Mathcad.

Материалы для лекции:

- материалы по лекции Сливиной Н.А. rar-архив

- статья "Преподавание математики и математические пакеты"- >>>

С 2 по 5 сентября 2013:

Вводное занятие. Знакомство с классом ЭВМ (ауд. Б-216). Проведение инструктажа и заполнение ведомостей по технике безопасности.

 Порядок работы в классе ЭВМ. ЭВМ как рабочая станция в локальной сети МЭИ и в глобальной сети Internet.

Проведение анкетирования студентов - что они изучали на информатике в школе, какие знают программы и др.

2 неделя с 9 по 13 сентября 13.09  

Фото студентов: слева справа

Продолжение вводной лекция.

Особенности и содержание курса «Информационные технологии». Работа с курсом посредством Internet. Электронные адреса студентов. Электронные адреса для работы с курсом.

Развитие аппаратных и программных средств решения инженерных задач. Классификация математических пакетов. Основные особенности Mathcad.

Методика решения задач в среде Mathcad в режиме суперкалькулятора. Имена переменных в Mathcad.

С 5 по 12 сентября 2013:

Основное задание - создание и отладка Mathcad-документов: Mathcad 15 и Mathcad Prime 2.0

 

Описание задачи - см. текст к рис.1 здесь: >>>

 

Дополнительное задание - решить данную задачу о треугольнике через теорему косинусов (решение квадратного уравнения)

3 неделя с 16 по 20 сентября 20.09   Лекция отменяется - посвящение в студенты

Для самостоятельного изучения тема:

Единицы измерения физических и экономических величин в среде Mathcad.

Лектор приглашает на семинар 25 сентября 2013 года >>>

 

С 13 по 19 сентября 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов по рис. 1.1 (Mathcad 15 и Prime), 1.8 (Mathcad 15 и Prime), 1.8a  (Mathcad 15 и Prime) и дополнительно после прочтения сути задания: 1.43  (Mathcad 15 и Mathcad Prime), 1.44 (только Mathcad 15)

Приглашаю на семинар по Mathcad http://seminars.softline.ru/event/7516/detail

4 неделя с 23 по 27 сентября 27.09   Методика решения в среде Mathcad алгебраических уравнений и систем

Алгебраические уравнения и их системы в классической литературе

Старая задача на новый лад

 

С 23 по 26 сентября 2013:

 

Перед выполнением задания изучить тему отмененной лекции: Единицы измерения физических и экономических величин в среде Mathcad.

Создание и отладка Mathcad-документов по рис.   1.11 (Mathcad 15 и Prime), 2.3  (Mathcad 15 и Prime), 2.2 (Mathcad 15 и Prime) и 2.2 (Mathcad 15 и Prime)

5 неделя с 30 сентября по 4 октября  4.10  

1. Операторы интерфейса Mathcad

2. Понятия оператор и функция в среде Mathcad

3. Internet-конференции пользователей Mathcad.

4. Переменная в Mathcad: имя и что она может хранить.

3. Графическое отображение функций одной переменной в среде Mathcad.

Решение задач курса математики в среде Mathcad (матрицы и графический анализ функций).

С 27 сентября по 3 октября 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов по рис. 3.4  (Mathcad 15 и Mathcad Prime без дополнительного задания), 3.9 (Mathcad 15 и Mathcad Prime без дополнительного задания), 3.12  (Mathcad 15 и Prime) и дополнительно 3.42  (Mathcad 15 и Prime)

 

6 неделя с 7 по 11 октября 11.10  

Графическое отображение функций двух переменных в среде Mathcad. Объемная графика Mathcad. Встроенные переменные Mathcad.

Анимация с Mathcad.

Видео по теме лекции >>> (по-русски)

На youtube.com >>> (по-английски)

С 4 по 10 октября 2013:

Создание и отладка Mathcad 15-документов по рис. 1.37, 1.39, 1.40, 1.41

Дополнительные задания раскрытие формул

 и 2.4 (См. пояснения по рис. 2.4)

Все делается в Mathcad 15

 

Создание и отладка Mathcad 15 и Mathcad Prime документов по рис. 1.64, 1.66, 1.67 и 2.12

дополнительно 2.40 - Mathcad 15 и Mathcad Prime

 

7 неделя с 14 по 18 октября 18.10  

Оптимизация функции одной переменной в среде Mathcad

 

 

Фото аудитории: слева центр справа

С 11 по 17 октября 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов по рис. 1.65 и 1.70

Дополнительно 5.14 (см. анимацию >>>, сделанную по рис 5.14, описание анимации колебания маятника >>>) из [1]

Задача с двумя маятниками

 

8 неделя с 21 по 25 октября 25.10  

Оптимизация функции многих переменных в среде Mathcad

 

Видео по теме лекции >>>

Фото аудитории: слева центр справа

С 18 по 24 октября 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов по рис. 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 и 3.8 из [1]

Дополнительно: графический анализ функций

Контрольная работа на 8-й контрольной неделе: 1, 2 и 3

9 неделя с 28 октября по 1 ноября

1.11

 

Решение задачи линейного программирования в среде Mathcad (оптимизация с ограничениями)

Транспортная задача в среде Mathcad (оптимизация с ограничениями) и задача об оптимальном месте магазина.

Фото аудитории: слева справа

С 25 по 31 октября 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов по рис. 3.5, 3.6, 3.7 3.11 и (дополнительно) 3.9

10 неделя с 4 по 8 ноября

8.11

 

Решение задач в среде Mathcad методом перебора

Разбор решения задач по рис. 3.22, 3.23 и 3.24 из [1]

С 1 по 7 ноября 2013:

Создание и отладка Mathcad-докумена по рис.  3.14a, 3.14, 3.15 и (дополнительно) 3.19 из [1]

 

11 неделя с 11 по 15 ноября

15.11

 

Интерполяция и сглаживание (аппроксимация) табличных зависимостей в среде Mathcad.

Mathcad-перекличка >>>

С 8 по 14 ноября 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов по рис. 3.22, 3.23 и 3.24 из [1]

12 неделя с 18 по 22 ноября

22.11

  Булева алгебра в среде Mathcad

С 15 по 21 ноября 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов по рис. 4.6, 4.7 , 4.8 и genfit из [1]

Дополнительное задание:

Создать анимацию, показанную здесь

заготовку такой анимации см. здесь

(Для справки: regress в Mathcad Prime >>> )

13 неделя с 26 по 29 ноября 29.11  

Численное (приближенное) и аналитическое решение задач на ЭВМ. Стандартные команды символьной математики для выполнения рутинных аналитических преобразований.

Разбор экзаменационных билетов.

С 22 по 28 ноября 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов по рис. 4.24-4.25 и 4.28

Дополнительно: Трехсторонняя дуэль описание: http pdf задача для Mathcad 15

14 неделя с 2 по 6 декабря 6.12  

Операторы символьной математики в среде Mathcad. Разложение числа на простые множители и проблема шифровки сообщений в электронной сети. Режим оптимизации численных расчетов.

Разбор экзаменационных билетов.

С 29 ноября по 5 декабря 2013:

Создание и отладка Mathcad-документов рис. 7.1, рис. 7.2, рис. 7.3: Mathcad 11 Mathcad 15 и рис. 7.4 из [2]

Доп. задание. Решить средствами символьной математики задачу с номером, соотв. номеру студента в журнале задание 1 задание 2 задание3

 

15 неделя с 9 по 13 декабря 13.12  

Mathcad и техника расчетов в учебных задачах.

Разбор экзаменационных билетов.

С 6 по 12 декабря 2013:

Задача об оптимальных размерах тел

Создание и отладка Mathcad-документов  по рис. 7.6 (в среде Mathcad Prime 2.0), рис. 7.7 (в среде Mathcad 15) и рис. 7.9 из [2]

(доп) графический и аналитический анализ функции

16 неделя с 16 по 20 декабря 20.12  

Mathcad в ряду других математических пакетов. Разбор экзаменационных билетов.

досрочной сдачи экзамена и сдачи экзамена с опорой на Internet

С 12 по 19 декабря 2013:

Завершить решение с помощью Mathcad всех задач, отмеченных выше (включая и дополнительные), а также следующие задачи:

1, 2, 3, (дополнительно) 4

Зачет по курсу (см. выше)

Тесты к зачету

Создать анимацию движения паровой машины по методике, описанной здесь

17  неделя с 23 по 27 декабря      

С 20 по 26 декабря 2013:

Зачет по курсу (см. выше)

 

 

Расписание консультаций и экзаменов в 2014 г.:

Дата   Время Аудитория Группы Экзаменаторы
10.01.2013 консультация 9:20-11:55 Б-205 ТФ-5, 6 и 7-13 Очков В.Ф.
13.01.2013 экзамен 9:20-13:00 Б-205 ТФ-5 (9:20), 6 (10:00) и 7-13 (11:00) Очков В.Ф., Парчевский В.М., Орлов К.А. и др.
17.01.2013 консультация 9:20-11:55 Б-205 ТФ-1, 2 и 4-13 Очков В.Ф.
18.01.2013 экзамен 9:20-13:00 Б-205 ТФ-1 (9:20), 2 (10:00) и 4-13 (11:00) Очков В.Ф., Бураков И.А., Орлов К.А. и др.

 

Билеты на экзамен >>>

Вопросы по курсу

I. Основы Mathcad (См. учебник - главa 1 [8])

1.  Основные объекты Mathcad-документа: комментарий, числовая константа, текстовая константа, переменная (встроенная и пользовательская), функция (встроенная и пользовательская), оператор (встроенный и пользовательский), выражение, сообщение об ошибке

2. Особенности идентификаторов (имен переменных и функций) в среде Mathcad (рис.1, рис. 2 и рис. 3). (учебник)

3.  Системы исчислений Mathcad 15: двоичная, восьмеричная, десятеричная и шестнадцатеричная Постфиксы b, o и h. Ввод и вывод чисел в различных системах исчислений. Ввод комплексного числа

4. Скаляр, вектор, матрица и составной массив в среде Mathcad (учебник)

5.  Операторы Mathcad 15, поддерживающие интерфейс пользователя Тандемы операторов Mathcad рис. 1, рис. 2 и рис. 3

6.  Структура экрана дисплея при работе в среде Mathcad 15: окна с рабочими документами, меню, панели инструментов, панель состояния и др. Окно отладки программ в среде Mathcad

7.  Принципы подгонки среды Mathcad 15 к потребностям и привычкам конкретного пользователя. Понятие шаблона Windows-приложений

8.  Защита и скрытие отдельных областей Mathcad-документа

9. Три уровня защиты всего Mathcad-документа

II. Методы решения некоторых алгебраических задач в среде Mathcad (глава 3 [8])

  1. Семь функций в группе Solving Мастера функций Mathcad

  2. Методы поиска нулей функций в среде Mathcad (графический, численный и аналитический (символьный) методы) (учебник)

  3. Функция root – поиск корня вблизи точки и на отрезке

  4. Методы решения систем линейных алгебраических уравнений в среде Mathcad (дополнительный рисунок, учебник)

  5. Методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений в среде Mathcad (численные и аналитические методы) (учебник)

  6. Отличия в работе функций Find и MinErr в среде Mathcad

  7. Методы поиска минимумов и максимумов функций в среде Mathcad (графический, численный и аналитический методы) (учебник, учебник)

III. Графика Mathcad (См. учебник - раздел 1.6 [8])

1. Типы графиков в среде Mathcad 15 и Mathcad Prime 2.0

2.       Графическое отображение функциональных зависимостей в среде Mathcad

3.       Принципы создания и форматирования двумерных графиков в среде Mathcad. Технология «быстрого» построения 2D-графика

4.       Принципы создания и форматирования трехмерных графиков в среде Mathcad. Технология «быстрого» построения 3D-графика

5.       Использование цвета для форматирования графиков и поверхностей в среде Mathcad

6.       Три инструмента работы с декартовым и полярным графиком: форматирование, лупа и трассировка

7.       Три инструмента повышения объемности трехмерного графика – перспектива, «туман» и освещение

8.       Принципы анимации в среде Mathcad Псевдоанимация через Интернет (учебник - раздел 1.7 [1])

9.       Этапы создания анимационных клипов в среде Mathcad  (учебник учебник - раздел 1.7 [1])

IV. Файловая система

1.       Понятие файла. Основные атрибуты файла

2.       Основные операции с файлами

3.       Основные операции с каталогами (папками)

V. Меню Tools (Инструменты) пакета Mathcad

1.       Основные команды меню Tools (Инструменты) пакета Mathcad

2.       Создание новых и изменение размера существующих векторов и матриц (массивов – простых и составных) в среде Mathcad

3.       Автоматический и ручной режимы работы Mathcad

4.       Встроенные (системные) переменные и константы в среде Mathcad

5.       Основные принципы работы с функциями пользователя в среде Mathcad

6.       Основные приемы форматирования чисел в среде Mathcad

VI. Меню Edit (Редактирование) и Insert (Вставка) пакета Mathcad 15

1.       Основные команды меню Edit (Редактирование) пакета Mathcad 15

2.       Связь между документами Mathcad (суть команды Reference)

3.       Основные приемы редактирования документов в среде Mathcad

VII. Функции и операторы Mathcad (см. учебник)

1.       Основные признаки и отличия функции и оператора Mathcad

2.       Встроенные и пользовательские операторы и функции в среде Mathcad

3.       Операторы: двухместный инфиксный и двухместный древовидный, одноместный prefix, одноместный postfix, многоместный встроенный оператор

4.       Булевы функции и операторы в среде Mathcad

5.       Основные группы встроенных функций в среде Mathcad

6.       Основные «матричные» встроенные функции и операторы в среде Mathcad

7.       Невидимая переменная и функция в среде Mathcad

VIII. Работа в среде Mathcad с физическими величинами (см. учебник - глава 2 из [8])

1.       Мастер Размерностей Mathcad

2.       Пользовательские и встроенные единицы физических величин

3.       Работа с пользовательской размерной величиной (на примере стоимости) Единица стоимости в среде Mathcad 14

4.       Оператор ввода числового значения с единицей физической величины Ввод температуры по шкале Цельсия в Mathcad 11/12 и 13/14

5.       Оператор вывода числового значения с единицей физической величины

6.       Работа с размерностями физических величин при построении графиков

7.       Понятие «мягкие» и «жесткие» единицы физической величины   Настройка «мягких» единиц измерения в среде Mathcad 14

8.       Изменение системы физических величин в среде Mathcad

9.       Работа с относительными шкалами измерений в среде Mathcad (на примере работы с градусами Цельсия)   Градусы Цельсия и Фаренгейта в среде Mathcad 13/14   Работа с пользовательской величиной

10.   Работа с размерными эмпирическими формулами в среде Mathcad Пример с ценою подержаного автомобиля

IX. Символьная математика Mathcad

1.       Основные команды символьной математики и особенности их выполнения в среде Mathcad

2.       Основные операторы символьной математики и особенности их выполнения в среде Mathcad

3.        Оптимизация в среде Mathcad численных расчетов через символьные преобразования (технология SmartMath)

4.        Поиск максимумов и минимумов функций (особых точек) с помощью операторов символьной математики Mathcad (дополнительный рисунок)

5.        Основные приемы проверки правильности символьных преобразований

6.        Комбинирование численных и аналитических методов при решении задач на компьютере

X. Интерполяция и аппроксимация в среде Mathcad

1.       Линейная интерполяция в среде Mathcad

2.       Аппроксимация в среде Mathcad (см. анимацию)

 

Учебная литература:

1.   Очков В.Ф. Советы пользователям Mathcad, М.: Издательство МЭИ, 2001  (книгу можно взять в библиотеке МЭИ)

2. Макаров Е. Инженерные расчёты в Mathcad 15. Учебный курс. - СПб. Питер.2011.

3.   Обучающий курс по Mathcad на CD-ROM (фирма Мультимедия Технологии) (CD-ROM диск можно взять в библиотеке МЭИ)

4.   Обучающий курс по Mathcad в Интернет

5.   Очков В.Ф. Физические и экономические величины в Mathcad и Maple, М.: Финансы и статистика, 2002 г.

6.   Очков В.Ф. Mathcad 14 для студентов и инженеров: русская версия, СПб: БХВ-Петербург, 2009