Информатика и информационные технологии

ТашИИТ

Кафедра

«Информационные системы

на ж.д. транспорте»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

по дисциплине

 

«Информатика и Информационные технологии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            

 

 

                                   

 

Выполнила: студентка гр. АТ-7	Мухамеджанова Э. Р.
Проверила ст. преп.	Бабина В. Г.

 

 

 

 

 

 

 

Ташкент 2008 год

 

 

 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………… 1. Решение  задач на массив. Работа в Delphi…………………………………   1.1. Решение задачи на одномерный массив данных на Delphi……………….   1.2. Решение задачи на двумерный массив данных на Delphi………………… 2.Численные методы  решения  задач. Создать проект  на Delphi, позволяющий решать задачи на численные методы. Выполнить проверку решения данных задач в программе MathCAD.............................   2.1. Вычисление определенного интеграла (метод трапеции)………..............   2.2. Решение трансцендентных уравнений (метод половинного деления)….   2.3. Решение системы линейных уравнений (метод Гаусса)………………….   2.4. Решение дифференциального уравнений (методом Эйлера)………......... 3. Оптимизационные модели. Составить в табличном процессоре Excel таблицу, заполнить таблицу, выполнить вычисления. Описать теоретически выполненную работу……………................................................   3.1. Решение задачи линейного программирования симплекс-методом……...   3.2. Решение транспортной задачи……………………………………………… 4. Создание презентации.  Создать в программе PowerPoint презентацию, представляющую курсовую работу……………………..................................... Заключение............................................................................................................... Приложение 1. блок-схема алгоритма решения задачи на одномерный массив......................................................................................................................... Приложение 2. блок-схема алгоритма решения задачи на двумерный массив Приложение 3. блок-схема алгоритма решения задачи на двумерный массив Приложение 4. блок-схема алгоритма решения задачи на двумерный массив Приложение 5. блок-схема алгоритма решения задачи на двумерный массив

3 8 10 12     22 22 25 30 34     37 37 39   45 46   47 48 49 50 51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Информатика - это комплексная, техническая  наука, которая систематизирует приемы создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними. Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика. Этот термин введен во Франции в середине 60-х лет XX ст., когда началось широкое использование вычислительной техники. Тогда в англоязычных странах вошел в употребление термин "Computer Science" для обозначения науки о преобразовании информации, которая базируется на использовании вычислительной техники. Теперь эти термины являются синонимами.

Появление информатики  обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки  и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.

Предмет информатики как науки  составляют:

• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
• программное обеспечение средств вычислительной техники;
• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Средства взаимодействия в информатике  принято называть интерфейсом. Поэтому  средства взаимодействия аппаратного  и программного обеспечения иногда называют также программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами - интерфейсом пользователя.

Основная задача информатики как науки - это систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.

Информатика - практическая наука. Ее достижения должны проходить  проверку на практике и приниматься  в тех случаях, если они отвечают критерию повышения эффективности. В составе основной задачи сегодня  можно выделить такие основные направления  информатики для практического применения:

• архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);
• интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);
• программирование (приемы, методы и средства разработки комплексных задач); 
  преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);
• защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);
• автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);
• стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, между форматами представления данных, относящихся к разным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым вопросом есть эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают соотношение производительности оснащения к его стоимости. Для программного обеспечения под эффективностью принято понимать производительность работающих с ним пользователей. В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, созданного программистами за единицу времени. В информатике все жестко ориентированно на эффективность. Вопрос как осуществить ту или другую операцию, для информатики важный, но не основной. Основным есть вопрос, как совершить данную операцию эффективно.

В рамках информатики, как  технической науки можно сформулировать понятия информации, информационной системы и информационной технологии.

Информация

Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или сохраняется внутри определенной системы.

Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п..

Важнейшие свойства информации:

• объективность и субъективность;
• полнота;
• достоверность;
• адекватность;
• доступность;
• актуальность.

Данные являются составной частью информации, представляющие собой зарегистрированные сигналы.

Во время информационного процесса данные преобразовываются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций. Основными операциями есть:

• сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;
• формализация данных - приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме;
• фильтрация данных - устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений;
• сортировка данных - приведение в порядок данных за заданным признаком с целью удобства использования;
• архивация данных - сохранение данных в удобной и доступной форме;
• защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных;
• транспортирование данных - прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. Источник данных принято называть сервером, а потребителя - клиентом;
• преобразование данных - преобразование данных с одной формы в другую, или с одной структуры в другую, или изменение типа носителя.

Информационная  система

В информатике понятие "система" чаще используют относительно набора технических средств и программ. Системой называют также аппаратную часть компьютера. Дополнение понятия "система" словом "информационная" отображает цель ее создания и функционирования.

Информационная система - взаимосвязанная  совокупность средств, методов и  персонала, используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи.

Современное понимание информационной системы предусматривает использование  компьютера как основного технического средства обработки информации. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом информационной системы.

В работе информационной системы можно выделить следующие этапы:

1. Зарождение данных - формирование первичных сообщений, которые фиксируют результаты определенных операций, свойства объектов и субъектов управления, параметры процессов, содержание нормативных и юридических актов и т.п..
2. Накопление и систематизация данных - организация такого их размещения, которое обеспечивало бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защита их от искажений, потери, деформирования целостности и др.
3. Обработка данных - процессы, вследствие которых на основании прежде накопленных данных формируются новые виды данных: обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные. Производные данные тоже можно обрабатывать, получая более обобщенные сведения.
4. Отображение данных - представление их в форме, пригодной для восприятия человеком. Прежде всего - это вывод на печать, то есть создание документов на так называемых твердых (бумажных) носителях. Широко используют построение графических иллюстративных материалов (графиков, диаграмм) и формирование звуковых сигналов.

Сообщения, которые формируются  на первом этапе, могут быть обычным  бумажным документом, сообщением в "машинном виде" или тем и другим одновременно. В современных информационных системах сообщения массового характера большей частью имеют "машинный вид". Аппаратура, которая используется при этом, имеет название средства регистрации первичной информации.

Потребности второго и третьего этапов удовлетворяются в современных информационных системах в основном средствами вычислительной техники. Средства, которые обеспечивают доступность информации для человека, то есть средства отображения данных, являются компонентами вычислительной техники.

Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога  с пользователем. Типичные программные  компоненты информационных систем включают: диалоговую подсистему ввода-вывода, подсистему, которая реализует логику диалога, подсистему прикладной логики обработки данных, подсистему логики управления данными. Для сетевых информационных систем важным элементом является коммуникационный сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при общем решении задачи. Значительная часть функциональных возможностей информационных систем закладывается в системном программном обеспечении: операционных системах, системных библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки.

Информационные  технологии

В широком смысле слово технология - это способ освоения человеком материального мира с помощью социально организованной деятельности, которая включает три компоненты: информационную (научные принципы и обоснование), материальную (орудие работы) и социальную (специалисты, имеющие профессиональные навыки). Эта триада составляет сущность современного понимания понятия технологии.

Понятие информационной технологии появилось  с возникновением информационного  общества, основой социальной динамики в котором являются не традиционные материальные, а информационные ресурсы: знания, наука, организационные факторы, интеллектуальные способности, инициатива, творчество и т.д. К сожалению, это понятие настолько общее и все охватывающее, что до сих пор специалисты не пришли к четкой, формализованной формулировке. Наиболее удачным определением понятия информационной технологии дано академиком Глушковым В.М., который трактовал ее как человеко-машинную технологию сбора, обработки и передачи информации. Эта технология быстро развивается, охватывая все виды общественной деятельности: производство, управление, науку, образование, финансово-банковские операции, медицину, быт и др.

 

 

 

Современные офисные пакеты

Большинство обычных  пользователей компьютеров сталкиваются  с различными проблемами. Например: вы используете текстовый редактор одной фирмы, программу для работы с электронными таблицами - другой, программу деловой графики - третьей, а

производительность вашего электронного помощника в итоге оказывается  невысокой. В чем дело?  Да  просто эти программы не предназначены для совместной работы.

К счастью, решение у этой проблемы есть: пакет Microsoft Office, который содержит большую часть необходимого вам  програмного обеспечения.

Элементы интерфейса входящих в  него программ оформлены одинаково  и “ общаются “ они друг с другом на одном и том же языке.

Пакет Office - это нечто большее, чем  просто набор программ в одной  коробке. Уже его название подсказывает, что он должен содержать мощные прикладные программы для коммерческого применения, которые легко и непринужденно работают с текстами, числами и изображениями.

Но самое привлекательное в  пакете Office то, что связывает эти  приложения воедино: все эти программы  имеют общее меню и наборы кнопок, которые выглядят очень похоже. Научившись работать с одним из приложений, вы тем самым в значительной степени продвинетесь в изучении остальных.

К тому же в пакете имеется простой  в использовании управляющий  центр -  Диспетчер Microsoft Office, позволяющий  запускать отдельные программы  и выходить из них, либо получать подробные указания и оперативную помощь.

простым щелчком кнопки мыши.

В состав пакета  Office входят:

Большие прикладные программы

• WORD - мощный текстовый редактор, позволяющий быстро создать документ

любой сложности из разрозненных заметок и довести до совершенства информационный бюллетень или брошюру.

Это уже общепризнанно - редактор Word фирмы Microsoft является сегодня самой  популярной в мире программой. Word начинен  “ быстрыми “ командами и самыми современными средствами, такими как  встроенная программа проверки правописания и словарь синонимов, которые помогают вам грамотно составлять документы, и готовыми шаблонами, позволяющими вам сводить воедино заметки, письма, счета и брошюры без больших усилий.

• EXCEL - производит с числами то же, что Word с существительными и

глаголами. Каждый, кто  работает с цифрами, почувствует  себя в среде Excel как

рыба в воде. Пользуйтесь программой Excel для составления бюджетов и  финансовых отчетов, превращения сухих  цифр в наглядные диаграммы и  графики, проведения анализа типа “ А что будет, если? “ практически по любому вопросу, а также для сортировки длиннейших списков в считанные секунды.

С помощью электронных таблиц Excel можно впечатывать числа строку за строкой и столбец за столбцом, будучи вполне уверенным в том, что  Excel правильно сложит, вычтет, умножит, разделит и вообще обойдется с ними как следует.

• PowerPoint - позволит профессионально подготовить презентацию, щегольнув броской графикой и эффектно оформленными тезисами. Но что самое замечательное, вы сможете превратить документ, подготовленный в редакторе Word, в презентацию всего лишь одним щелчком мыши. Если ваша работа состоит в том, чтобы рекламировать изделия, идеи или проекты, то вы просто влюбитесь в PowerPoint.
• ACCESS - представляет собой мощную программу управления данными, предназначенную главным образом для программистов. Access поставляется только в составе профессионального издания пакета Office.

Программы - помощники:

• Программа Graph, позволяет ввести несколько чисел и быстро превратить их в    график.
• Программа Organization Chart поможет создать штатное расписание вашей фирмы.
• Программа Equation Editor покажется довольно утомительной, если только   вы не профессор математики.
• Программа WordArt поможет изменить почти до неузнаваемости форму букв или цифр, чтобы использовать их при создании привлекательных логотипов или заголовков.
• Программа ClipArt Gallery может просмотреть несколько сотен рисунков в поисках наилучшей иллюстрации для вашего информационного бюллетеня или   презентации.

Система оперативной помощи :

• Пакет Office и его приложения изобилуют полезными подсказками и

пошаговыми указаниями того, как выполнять ту или иную операцию.

• Талантливые Мастера (Wizards) проведут вас шаг за шагом к решению

сложных задач.

• Карточки - шпаргалки (Cue Cards) предложат подробные указания, которые

постоянно будут у  вас перед глазами во время  работы.

• Функция Просмотр (Preview) и Примеры (Demos) продемонстрируют выполнение сложных задач.

Дистпечер Microsoft Office (MOM):

МОМ позволяет запустить  любую программу пакета Office. Если он вам очень

понравится, можете даже использовать его для управления всей работы ваше фирмы.

Виды программного обеспечения, операционной система

Вы знаете, что программное обеспечение  компьютеров делится на три вида: cистемное, прикладное и инструментальное.

До сих пор мы говорили о программах, решавших какие-либо конкретные задачи - прикладных. Среди множества прикладных программ - общего назначения и специализированных - мы выбираем те, что помогут выполнить  нужную нам работу. Но есть программа, без которой компьютер вообще не сможет работать. Это центральная часть системного ПО - операционная система (ОС).

В задачи операционной системы входит: управление работой устройств компьютера, работа с файлами, управление программами (запуск, выделение памяти и других ресурсов и т. п.), взаимодействие с пользователем.

Операционная система начинает свою работу сразу после включения  компьютера. Поэтому, в отличие от других программ, как минимум часть  ее должна храниться в постоянной памяти43. После проверки исправности оперативной памяти и других узлов с диска загружаются основные модули ОС. И все время пока компьютер работает, некоторая часть операционной системы (ее называют резидентной44) находится в оперативной памяти. Другие же ее части подгружаются по мере надобности.

В состав современного компьютера могут  входить самые разнообразные  внешние устройства. Каждое из них  имеет свой набор команд - "разговаривает  на своем языке". Чтобы можно  было использовать любое из существующих устройств, прибегают к помощи "переводчиков". Такая программа, управляющая конкретным устройством, называется драйвером45.

Удобство работы с операционной системой зависит, в первую очередь, от интерфейса, предоставляемого командным  процессором. Одни системы управляются  с помощью командной строки 46, (каждая команда набирается "по буквам" на клавиатуре), в других - более современных - используется графический интерфейс47. Его преимущество - в гораздо большей наглядности и простоте освоения. Пользователю нет нужды запоминать написание множества различных команд. Поэтому и для ОС, изначально управляемых из командной строки, созданы программы-"оболочки" с графическим интерфейсом48.

Операционные системы позволяют  пользователю выполнять различные  операции с файлами: сохранять данные на диске и загружать их с диска в оперативную память, просматривать каталоги файлов, перемещать файлы из одного каталога в другой, копировать файлы с одного устройства на другое, переименовывать и уничтожать файлы.

Для того чтобы можно было использовать магнитный диск, его предварительно нужно отформатировать - нанести особую магнитную разметку. Это тоже выполняет операционная система.

В состав ОС обычно входит некоторый  набор вспомогательных программ - утилит49. Они предназначены для  обслуживания дисков, проверки компьютера, настройки тех или иных параметров и т. п.

В зависимости от того, сколько  пользователей и сколько программ может одновременно работать на компьютере, операционные системы делятся на однопользовательские и многопользовательские, однозадачные и многозадачные. Примером однопользовательской однозадачной ОС является MS-DOS50, однопользовательской многозадачной -- Mac OS51, OS/252 и MS Windows ME, многопользовательской многозадачной – UNI

Cовременное состояние вычислительной техники

В настоящее время число ЭВМ, используемых на промышленных предприятиях и в учреждениях,  быстро растет. Увеличиваются и информационно-вычислительные ресурсы этих машин. Активное использование компьютеров приводит к разобщению пользователей. Поскольку, люди, работающие в одной организации, часто используют ЭВМ для решения  единого комплекса задач, возникает необходимость организации связи между этими машинами для совместного использования вычислительных ресурсов и данных. Одним из путей решения этой проблемы является объединение ЭВМ в локальные сети. В зависимости от поставленных задач, используются те или иные локальные сети.

Специфика современной ситуации в  вычислительной технике заключается  в том, что смена поколений  программного обеспечения происходит существенно медленнее, чем смена аппаратуры. Сейчас широко используются компьютеры PENTIUM П - 350 и PENTIUM П - 400. Лимит скорости  у них по сравнению с предыдущими компьютерами типа PENTIUM повысился с 66 до 100 МГц. Передача данных по новой шине занимает значительно меньше времени, поэтому приложения работают быстрее. На сегодняшний день отмечается стремительный рост аппаратных средств. Фирма INTEL  выпустила PENTIUM Ш -500.  Они имеют высокую производительность, кроме того, в него добавлено более 70 новых инструкций, которые предназначены для ускорения написанных в расчете на них игр, вспомогательных модулей INTERNET, графических приложений и программ распознавания речи. В перспективе готовятся к выпуску системы на базе 800 МГц процессоров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Решение  задач на массив. Работа в Delphi

Многие задачи, которые решаются с помощью компьютера, связаны  с обработкой больших объемов информации, представляющей совокупность данных, объединенных единым математическим содержанием или связанных между собой по смыслу. Такие данные удобно представлять в виде линейных или прямоугольных таблиц.

В линейной таблице каждому  ее элементу соответствует порядковый номер. Для элемента прямоугольной  таблицы должны быть указаны два  номера: номер по вертикали (номер  строки) и номер по горизонтали (номер столбца). В высшей математике табличные величины называют соответственно векторами и матрицами.

В программе для представления  таких данных используются массивы. Массив — это упорядоченная совокупность однотипных данных, с каждым из которых связан упорядоченный набор целых чисел, называемых индексами. Массив характеризуется именем, размерностью и размером.

Имя массива образуется по общему правилу образования имен, т. е. представляет собой идентификатор, например A, Bl, C8 и т. д. Однако оно не должно совпадать с именем ни одной простой переменной, используемой в той же программе.

Работа с массивом сводится к действиям над его элементами. Для того чтобы указать, какой  элемент в данный момент используется, достаточно задать его порядковый номер, который приписывается к имени соответствующего массива. Таким образом, элементы массива обозначаются переменной с индексами. Запись переменной с индексами состоит из имени массива и следующего за ним в квадратных скобках списка индексов, например А[1], A[I], B1[K], C8[I, J], С8[2, 1]

Индексы определяют положение  элемента в массиве. Число индексов определяет размерность массива, т.е. форму его компоновки: одномерный, двумерный и т. д. Одномерный массив соответствует линейной таблице. Его элемент обозначается переменной с одним индексом: A[l], A[I] —соответственно первый и i-й элементы одномерного массива А;

Двумерный массив описывает  в программе прямоугольную таблицу. Его элементы обозначаются переменной с двумя индексами: C8 [I, J], С8 [2, 1], где первый индекс обозначает номер строки, а второй — номер столбца. Таким образом, для обращения к конкретному элементу массива необходимо указать имя массива и значения индексов.

Для записи элементов массива  в память компьютера нужно выделить для их хранения необходимое количество (массив) ячеек памяти, которое определяется размером массива. Размеры массива задаются границами изменения индексов по каждому измерению (минимальное и максимальное значение индекса). По умолчанию применяется так называемая нумерация с нулевой базой, т.е. элементы массива нумеруются, начиная с 0.

В программе для каждого  массива должны быть указаны его  параметры: имя, размерность и размеры. Эта информация нужна для резервирования необходимого объема памяти для хранения числовых значений; она задается специальным оператором описания массивов.

Описание статического массива  определяет имя, размер массива и тип данных, которые в нем хранятся. Формат описания в разделе переменных:

Var

<имя_массива>: array <[тип_индекса]> of <тип_данных>;

Чаще всего в качестве типа индекса используется интервальный целый тип (тип-диапазон). Интервальный тип задается начальным и конечным значениями, которые разделяются двумя точками.

Например

Var 
A: array [1..10] of real;

Описывается одномерный массив вещественных чисел A, который максимально может состоять из 10 элементов. Нижняя граница индекса равна 1, верхняя – 10.

Начиная с версии Delphi 4 можно использовать также и динамические массивы, когда количество элементов может меняться по ходу выполнения программы.

Динамические массивы  отличаются от обычных статических тем, что для них не объявляется заранее длина – число элементов. Объявление такого массива содержит только имя и тип элементов.

Var  <имя_массива>: array of <тип_данных>.

При объявлении динамического массива место под него не отводится. Прежде чем использовать такой массив, надо задать в программе его размер процедурой SetLength. Параметры данной процедуры - количество элементов по каждой размерности. Например, SetLength(10,20) - для двумерного массива.