Пример готовой курсовой работы по предмету: Программирование
Содержание
Стр.
Введение…………………………………………………………………….…..… 5
1. Задача расчёта молярной концентрации вещества в растворе………….….10
1.1 Содержательное описание задачи…………………………..………… 10
1.2 Математическая формулировка задачи………………………..……… 13
1.3 Обсуждение задачи……………………………………………………..14
2. Выбор и обоснование численного метода решения задачи………………..15
2.1 Методы решения СЛАУ……………………………………….……… 15
3. Разработка алгоритма………………………………………………………… 19
3.1 Структуры данных…………………………………………………….19
3.2 Структура алгоритма………………………………………………… 20
3.3 Схема алгоритма………………………………………………………20
4. Текст программы…………………………………………………………..….27
4.1 Описание функций, переменных и структур данных……………… 27
4.2 Текст программы на языке программирования Delphi……………..30
5. Тестовая задача………………………………………………………………..38
5.1 Аналитическое решение и умозрительные результаты…………….38
5.2 Решение, полученное с использованием разработанного ПО………38
5.3 Вывод о качестве задачи……………………………………………… 40
6. Инструкция пользователю…………………………………………………… 40
Заключение……………………………………………………………………….41
Список использованных источников……………………………………………42
Выдержка из текста
Едва ли необходимо в настоящее время утверждать роль вычислительной техники в решении столь актуальной проблемы, как всемерное стимулирование научно-технического прогресса. Эта роль многократно прокламировалась в многочисленных постановлениях правительственных органов, в научной и производственной периодике, в выступлениях крупных научных и хозяйственных авторитетов, в газетных статьях и популярной литературе.
Однако, говоря о важности использования вычислительной техники в различных сферах трудовой деятельности людей двух последних десятилетий, необходимо выделить особую роль феномена персональных вычислений. Дело в том, что в течение первых четырех десятилетий конструирования, производства и использования ЭВМ они были, как правило, отчуждены от непосредственного пользователя, отделены от него стеной таких посредников, как программисты и операторы. А значит, пользователь не имел возможности вмешиваться в ход вычислительного процесса, вести полноценный личный диалог с машиной, эксплуатировать ее в реальном масштабе времени, синхронно с ходом мыслительных процессов.
Именно такую возможность предоставляют пользователям современные персональные компьютеры (ПК), способные с высокой скоростью, сравнимой с большими ЭВМ, выполнять задания пользователя, не требуя в то же время от него проникновения во внутренние процессы, происходящие в компьютере.
ПК может выполнять достаточно сложные запросы пользователя, сформулированные им в виде команд и программ, написанных на доступном человеку алгоритмическом языке, в котором используются слова или их сокращения, приближающиеся к естественному языку. Все это делает ПК вычислительным инструментом, как говорят, «дружественным» его пользователю.
Без преувеличения можно сказать, что появление в середине 70-х гг. ПК и бурное их распространение в наше время открыло новую эру в массовом использовании компьютерной техники людьми всех рангов и профессий — от академика до домохозяйки, от политического деятеля до школьника.
Решение задач на ЭВМ является одним из основных источников для создания алгоритмов и программ. Экономические задачи и проблемы обработки данных — один из важнейших классов прикладных задач, решаемых на ЭВМ.
Применение компьютеров для решения экономических задач существенно упрощает работу по подготовке и обработке данных. Одной из причин в использовании ЭВМ для решения этих задач — снижение трудоемкости и уменьшение числа ошибок при обработке данных.
Для решения многих экономических задач на ЭВМ используются электронные таблицы и специальные пакеты программ. Однако решение любых новых прикладных задач на ЭВМ предполагает необходимость создания новых алгоритмов и программ на основе определенных математических методов решения и обработки данных.
Эффективное решение крупных естественнонаучных и народнохозяйственных задач сейчас невозможно без применения быстродействующих электронно-вычислительных машин (ЭВМ).
В настоящее время выработалась технология исследования сложных проблем, основанная на построении и анализе с помощью ЭВМ математических моделей изучаемого объекта. Такой метод исследования называют вычислительным экспериментом. Пусть, например, требуется исследовать какой-то физический объект, явление, процесс. Тогда формулируются основные законы, управляющие данным объектом исследования, и строится соответствующая математическая модель, представляющая обычно запись этих законов в форме системы уравнений (алгебраических, дифференциальных, интегральных и т. д.).
После того как задача сформулирована в математической форме, необходимо найти ее решение. Но помимо самого решения, необходимо еще изучить качественное поведение решения и найти те или иные количественные характеристики. Именно на этом этапе требуется привлечение ЭВМ и, как следствие, развитие численных методов. Под численным методом здесь понимается такая интерпретация математической модели («дискретная модель»), которая доступна для реализации на ЭВМ. Результатом реализации численного метода на ЭВМ является число или таблица чисел. Чтобы реализовать численный метод, необходимо составить программу для ЭВМ или воспользоваться готовой программой. После отладки программы наступает этап проведения вычислений и анализа результатов. Полученные результаты изучаются с точки зрения их соответствия исследуемому явлению, и при необходимости вносятся исправления в численный метод и уточняется математическая модель.
Необходимо подчеркнуть, что процесс исследования исходного объекта методом математического моделирования и вычислительного эксперимента неизбежно носит приближенный характер, потому что на каждом этапе вносятся те или иные погрешности. Так, построение математической модели связано с упрощением исходного явления, недостаточно точным заданием коэффициентов уравнения и других входных данных. По отношению к численному методу, реализующему данную математическую модель, указанные погрешности являются неустранимыми, поскольку они неизбежны в рамках данной модели.
Можно выделить две группы требований к численным методам. Первая группа связана с адекватностью дискретной модели исходной математической задаче, и вторая группа — с реализуемостью численного метода на ЭВМ. К первой группе относятся такие требования, как сходимость численного метода, выполнение дискретных аналогов законов сохранения, качественно правильное поведение решения дискретной задачи. Вторая группа требований, предъявляемых к численным методам, связана с возможностью реализации данной дискретной модели на данной ЭВМ, т. е. с возможностью получить на ЭВМ решение соответствующей системы алгебраических уравнений за приемлемое время. Основным препятствием для реализации корректно поставленного алгоритма является ограниченный объем оперативной памяти ЭВМ и ограниченные ресурсы времени счета.
Задача расчёта электрических цепей по законам Кирхгофа взята из электротехники. Электротехника — область технических наук, изучающая получение, распределение, преобразование и использование электрической энергии. Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века. В настоящее время электротехника включает в себя несколько наук: электроэнергетику, электронику, системы управления, обработку сигналов и телекоммуникации. Основное отличие от электроники заключается в том, что электротехника изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередачи, электрические приводы, в то время как в электронике основными компонентами являются компьютеры и интегральные схемы. В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача электрической энергии, а в электронике — информации.
Решение задачи расчёта электрических цепей по правилам Кирхгофа реализовано с помощью метода простых итераций.
Процесс работы компьютера заключается в выполнении программы, то есть набора вполне определённых команд во вполне определённом порядке. Машинный вид команды, состоящий из нулей и единиц, указывает, какое именно действие должен выполнить центральный процессор. Значит, чтобы задать компьютеру последовательность действий, которые он должен выполнить, нужно задать последовательность двоичных кодов соответствующих команд. Программы в машинных кодах состоят из тысячи команд. Писать такие программы – занятие сложное и утомительное. Программист должен помнить комбинацию нулей и единиц двоичного кода каждой программы, а также двоичные коды адресов данных, используемых при её выполнении. Гораздо проще написать программу на каком-нибудь языке, более близком к естественному человеческому языку, а работу по переводу этой программы в машинные коды поручить компьютеру. Так возникли языки, предназначенные специально для написания программ, — языки программирования.
Имеется много различных языков программирования. Вообще-то для решения большинства задач можно использовать любой из них. Опытные программисты знают, какой язык лучше использовать для решения каждой конкретной задачи, так как каждый из языков имеет свои возможности, ориентацию на определённые типы задач, свой способ описания понятий и объектов, используемых при решении задач.
Язык программирования — это формальная знаковая система, предназначенная для описания алгоритмов в форме, которая удобна для исполнителя (например, компьютера).
Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы. Он позволяет программисту точно определить то, на какие события будет реагировать компьютер, как будут храниться и передаваться данные, а также какие именно действия следует выполнять над этими при различных обстоятельствах.
Решение задачи расчёта молярной концентрации вещества в растворе реализовано с помощью метода Гаусса-Зейделя на языке программирования высокого уровня Delphi.
Список использованной литературы
1. Маликов В.Т., Кветный Р.Н. Вычислительные методы и применение ЭВМ: Учеб. пособие. – К.: Высшая шк. Головное изд-во. 1989. – 213 с.
2. Гусак А.А. Элементы методов вычислений — 2-е изд., Мн.: Изд-во БГУ, 1982. – 166с.
3. Вычислительные методы, том 1. В.И. Крылов, В.В. Бобков, П.И. Монастырный. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва "Наука", М., 1976.
4. Численные методы. Волков Е.А.: Учебное пособие. –М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. – 256 с.
5. Численные методы. Учебник для техникумов. М.: "Высш. школа" 1976.
