КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН (последняя правка 7.12.2017)

 

 

Учебных занятий по дисциплине «Информационные технологии»

 

Кафедра ТОТ, институт ТАЭ, курс 1, семестр 1 2017/2018 учебного года

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

Лекции по четвергам, 13:45-15:20, ауд. Н-201 Фото студентов 7 сентября 2017 г.: слева центр справа

Расписание лабораторных занятий (ауд. Б-216):

Группа

День

Часы
Пояснение:
I - нечетная неделя, II - четная неделя 

Преподаватель

E-mail

ТФ-1-17

 

четверг

9:20-10:55

Очков Валерий Федорович

Яровой Виталий Евгеньевич

ochkov@twt.mpei.ac.ru

 

четверг

11:10-12:45 (II н)

ТФ-2-17

 

четверг

11:10-12:45 (I н)

Очков Валерий Федорович

Знаменский Всеволод Евгеньевич

ochkov@twt.mpei.ac.ru

 

пятница

13:45-15:20

ТФ-4-17

 

среда

9:20-10:55 (II н)

Очков Валерий Федорович

ochkov@twt.mpei.ac.ru

 

пятница

9:20-10:55

ТФ-6-17

 

понедельник

13:45-15:20

Очков Валерий Федорович

ochkov@twt.mpei.ac.ru

 

среда

9:20-10:55 (I н)

 

Электронная версия учебника >>>

 

Дополнительные материалы к занятиям >>>

 

Неделя

Виды и содержание учебных занятий

 

Лекции (2 часа в неделю)

 

Содержание лекции

Содержание практического занятия (3 часа в неделю)

1 неделя
1 сентября

 

По особому расписанию

2 неделя
с 4 по 8 сентября 

7 сентября

Вводная лекция. Тема лекции:

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

Основные "математические" возможности пакета Mathcad.

Решение алгебраических уравнений и их систем в среде Mathcad. Символьное (аналитическое) и численное решение задачи.

 

 

 

Занятия со 4 по 21 сентября (за две недели по 3 пары для каждой группы)

 

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.

 

Перед выполнением задания изучить в учебнике материал на стр. 63-74

Затем в среде Mathcad Prime или/и Mathcad 15 выполнить расчеты по рисункам 4.1, 4.2, 4.10, 4.14, 4.15 и 4.16

 

Дополнительное задание:

Анализ функции одного аргумента >>>

Решить в среде Mathcad Prime ­­­и/или в Mathcad 14/15 задачи по рисункам 7.25-7.27 из этюда 7 учебника >>>

Решить в среде Mathcad Prime и/или в Mathcad 14/15 задачи по рисункам 6.1-6.5 из этюда 6 учебника >>>

Решить в среде Mathcad Prime и/или в Mathcad 14/15 задачи по рисункам 2.1-2.6 из этюда 2 учебника >>>

 

3 неделя
с 11 по 15 сентября

14 сентября

Основные "математические" возможности пакета Mathcad.

Решение алгебраических уравнений и их систем в среде Mathcad.
Скаляр, вектор, матрица и составной массив в среде Mathcad.

Фото студентов: слева центр справа

4 неделя
с 18 по 22 сентября

21 сентября

Решение задач оптимизации в среде Mathcad.

Занятия с 22 сентября по 19 октября (за четыре недели по 6 пар для каждой группы)

 

1. Разминка: решить в среде Mathcad 15 и Mathcad Prime задачу о беге по газону, пашне и асфальту. Пользоваться конспектом лекции, а если его нет, то этим рисунком  >>>. Затем решить в среде Mathcad 15 и Mathcad Prime эту же задачу, но другим способом - через решение системы уравнений - см. >>>

2. Перед выполнением задания изучить в учебнике материал на стр. 75-78

Затем выполнить расчеты по рисункам 4.17, 4.18 и 4.20

3. Решение транспортной задачи >>> и >>> (Mathcad 15) >>> (Mathcad Prime) и в матричной форме (Mathcad 15 >>> Mathcad Prime >>>

 

Дополнительное задание:

1. Решить задачу о тараканьих бегах >>>

(о задаче https://community.ptc.com/t5/PTC-Mathcad-Questions/The-problem-of-cockroach-races/td-p/484692

2. Решить в среде Mathcad Prime (или в Mathcad 14/15) задачи по рисункам 10.8, 10.12, 10.13, 10.15, 10.16, 10.17 и 10.19 из этюда 10 учебника >>> 

3. Научиться в среде Mathcad 15 подставлять числа в формулы  

4. Изучить материалы здесь >>> и сделать расчеты по рис. 1, 5 и 6.

5 неделя
с 25 по 29 сентября

28 сентября

Решение многофакторной задачи оптимизации в среде Mathcad.

Фото студентов: слева центр справа

6 неделя
2 по 6 октября

5 октября

Решение многофакторной задачи оптимизации в среде Mathcad. 

7 неделя
с 9 по 13 октября 

12 октября
Разбор экзаменационных билетов по теме первых пяти лекций

Расчетное задание по курсу >>> >>>

8 неделя
с 16 по 20 октября

19 октября
Графика в среде Mathcad 15

 

Приглашение на семинары 14.11.2017 и 15.11.2017

Занятия с 20 по 2 ноября (за две недели по 3 пары для каждой группы)

Перед выполнением задания изучить в учебнике материал на стр. 178-196

Затем выполнить расчеты в среде Mathcad 14/15 по рисункам 8.2 и 8.6 и создать соответствующую анимацию паровой машины и дворников автомобиля.

 

Дополнительное задание:

Создать в среде Mathcad 14/15 анимацию открывания двух половинок двери автобуса. Предварительно создать анимацию открывания одной створки по рисункам 8.13, 8.14 и 8.15 из этюда 8 учебника >>>  

9 неделя
с 23 по 27 октября

26 октября
Анимация в среде Mathcad 15

Фото студентов: слева справа

10 неделя
с 30 октября по 3 ноября

2 ноября
Решение дифференциального уравнения в среде Mathcad 

Занятия с 3 ноября по 16 ноября (за две недели по 3 пары для каждой группы)

Выполнить Mathcad-расчеты отсюда >>>  Mathcad 15 расчет >>>

Дополнительное задание: выполнить Mathcad-расчеты отсюда >>> 


 

Перед выполнением задания изучить в учебнике материал на стр. 306-280

Выполнить расчеты в среде Mathcad Prime или/и Mathcad 14/15 по рисункам 14.3 и 14.4.

Скачать и открыть в среде Mathcad 14/15 этот файл с данными по росту студентов >>> и далее дополнить его следующим расчетом – см. рис. 14.6.

Создать расчет в среде Mathcad Prime или/и Mathcad 14/15 по рис. 14.7.

Скачать и открыть в среде Mathcad 14/15 этот файл с данными по росту студентов >>> и далее дополнить его следующим расчетом – см. рис. 14.9 и 14.17

Перед выполнением задания изучить в учебнике материал на стр. 325-335

Скачать и открыть в среде Mathcad Prime этот файл с данными по стоимости подержанных автомобилей >>> и далее дополнить его следующими расчетами – см. рис. 14.24, 14.25, 14.26, 14.27, 14.28, 14.29, 14.30, 14.31 и 14.32.

 

Дополнительное задание:

Обработать статистически данные по весу и росту студентов своей группы. Построить гистограмму роста студентов группы. Определить мистера группы ТФ-?-16

11 неделя
с 6 по 10 ноября

9 ноября
Решение в среде Mathcad многофакторной статистической задачи (стоимость подержанного автомобиля)

12 неделя
с 13 по 17 ноября

16 ноября
Гибридное (аналитическое и численное) задачи на компьютере. Решение в среде Mathcad задачи с нечеткими множествами.

Занятия с 17 по 30 ноября (за две недели по 3 пары для каждой группы)
Перед выполнением задания изучить в учебнике материал на стр. 306-280

Выполнить расчеты в среде Mathcad Prime или/и Mathcad 14/15 по рисункам 14.3 и 14.4.

Скачать и открыть в среде Mathcad 14/15 этот файл с данными по росту студентов >>> и далее дополнить его следующим расчетом – см. рис. 14.6.

Создать расчет в среде Mathcad Prime или/и Mathcad 14/15 по рис. 14.7.

Скачать и открыть в среде Mathcad 14/15 этот файл с данными по росту студентов >>> и далее дополнить его следующим расчетом – см. рис. 14.9 и 14.17

Перед выполнением задания изучить в учебнике материал на стр. 325-335

Скачать и открыть в среде Mathcad Prime этот файл с данными по стоимости подержанных автомобилей >>> и далее дополнить его следующими расчетами – см. рис. 14.24, 14.25, 14.26, 14.27, 14.28, 14.29, 14.30, 14.31 и 14.32.

 

Дополнительное задание:

Обработать статистически данные по весу и росту студентов своей группы. Построить гистограмму роста студентов группы. Определить мистера группы ТФ-?-17

13 неделя
с 20 по 24 ноября

23 ноября
Решение в среде Mathcad задачи на пересчет концентрации. Понятие физической, эмпирической и псевдоэмпирической формулы

 

Фото студентов: слева
 

14 неделя
с 27 ноября по 1 декабря

30 ноября
Основы программирования в среде Mathcad
 

Занятия с 1 декабря по 14 декабря (за две недели по 3 пары для каждой группы)

Выполнить Mathcad-расчеты отсюда (включая расчет "покемона") >>>

Выполнить Mathcad-расчеты отсюда >>>

Дополнительно: Выполнить Mathcad-расчеты отсюда >>>

15 неделя
с 4 по 8 декабря

7 декабря
Основы программирования в среде Mathcad

Фото студентов 5.12.2017 в Б-300: >>>
 

16 неделя
с 11 по 15 декабря

14 декабря
Решение в среде Mathcad однофакторной статистической задачи (рост и вес студентов)

Занятия с 15 по 28 декабря (за две недели по 3 пары для каждой группы)

Разбор экзаменационных билетов (см. ниже)
Зачет по курсу 

17 неделя)
с 18 по 22 декабря

21 декабря
Разбор экзаменационных билетов

18 неделя
с 25 по 29 декабря

28 декабря
Разбор экзаменационных билетов

Занятия с 23 по 30 декабря
Зачет по курсу

 

График принятия зачетов >>>

Расписание консультаций и экзаменов в январе 2018 г.:

Дата

 

Время

Аудитория

Группы (кол-во студентов)

Экзаменаторы

 11.01.2018

 

 9:20

 Б-205

 ТФ-1, 2-2017

  Очков В.Ф.

 12.01.2018

 

 9:20

 Б-205

 ТФ-1, 2-2017

  Очков В.Ф., Орлов К.А.

 19.01.2018

 

 9:20

 Б-205

 ТФ-4, 6-2017

  Очков В.Ф.

 22.01.2018

 

 9:20

 Б-205

  ТФ-4, 6-2017

  Очков В.Ф., Орлов К.А.

 Рассмотренные экзаменационные вопросы:

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

8.      Защита и скрытие отдельных областей Mathcad-документа

9.     Три уровня защиты всего Mathcad-документа

 

Билеты на экзамен >>>

Вопросы по курсу (вычеркнутые исключены)

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, графический объект, сообщение об ошибке

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

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

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

II. Методы решения некоторых алгебраических задач в среде Mathcad (глава 3 [8]) ("Великолепная семерка Mathcadnew" pdf или html)

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 нуля функции 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.     Графическое отображение функциональных зависимостей в среде Mathcad. Понятие параметрического графика

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 и вопросы IT безопасности    

1.     Понятие файла. Основные атрибуты файла

2.     Основные операции с файлами

3.      Основные операции с каталогами (папками)

4.      Основные приемы обеспечения безопасности работы в Интернете и социальных сетяхnew

5.      Основные приемы обеспечения безопасности работы с электронной почтойnew

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 (см. описание здесь pdf html)

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 Mathcad15

2.     Основные операторы символьной математики и особенности их выполнения в среде Mathcad 15 и Mathcad Prime

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 (см. описание здесь и здесьnew)

8.      Линейная интерполяция в среде Mathcad  (см. анимацию)

9.      Интерполяция сплайном в среде Mathcadnew  (см. анимацию)

10.   Аппроксимация в среде Mathcad (см. анимацию)

 

Основы программирования >>>

   1. Три атрибута программирования >>>

   2. Программистская конструкция Выбор >>>

   3. Реализация конструкции выбор в среде Mathcad 15 и Mathcad Prime >>>

   4. Программирование пользовательского сообщения об ошибке >>>

   5. Программистская  конструкция Цикл с параметром (for) >>>

   6. Способы задания параметра цикла for в среде Mathcad 15 >>>

   7. Программистская конструкция Цикл с предпроверкой (while) >>>

   8. Рекурсия в программировании >>>

   9. Цикл с выходом из середины в среде Mathcad >>>

   10. Ветвление программы с помощью меток и оператора условного и безусловного переходов >>>

   11. Принципы структурного программирования >>>

   12. Основные и вспомогательные структурные конструкции алгоритмов >>>

    13. Программа сортировки вектора в среде Mathcad >>>

    14. Программирование метода половинного деления для поиска нуля функции в среде Mathcad (учебник - стр. 84-89)

    15. Программирование метода касательных (Ньютона) для поиска нуля функции в среде Mathcad  (учебник - стр. 84-89)

 

 

Решение систем обыкновенных дифференциальных уравнений >>>

   23. Задача о развитии эпидемии с начальными условиями - решение по разностной схеме: текст >>> и рисунок >>>

   24. Задача о развитии эпидемии с начальными условиями - решение с использованием функции rkfixed: текст >>> и рисунок >>>

   25. Задача о развитии эпидемии с начальными условиями - решение с использованием функции odesolve: текст >>> и рисунок >>>

   26. Задача о развитии эпидемии с краевыми условиями - решение методом стрельбы: текст >>> и рисунок >>>

   27. Задача о развитии эпидемии с краевыми условиями - решение средствами программирования Mathcad: текст >>> и рисунок >>>

   28. Задача о вращении спутника вокруг Земли >>>

   29. Задача о колебании маятника >>>

 

 

Учебная литература:

1.  Физико-математические этюды с Mathcad и Интернет. Учебное пособие. Из-во Лань, 2016 г.  (книгу можно взять в библиотеке МЭИ)

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

3. Обучающий курс по Mathcad в Интернет

4. Очков В.Ф. Mathcad 14 для студентов и инженеров: русская версия, СПб: БХВ-Петербург, 2009  (книгу можно взять в библиотеке МЭИ)