Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015

Опубликуйте свой материал в официальном Печатном сборнике методических разработок проекта «Инфоурок»

(с присвоением ISBN)

Выберите любой материал на Вашем учительском сайте или загрузите новый

Оформите заявку на публикацию в сборник(займет не более 3 минут)

+

Получите свой экземпляр сборника и свидетельство о публикации в нем

Инфоурок / Химия / Конспекты / Поурочные разработки курса информатики 11 класса
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Химия

Поурочные разработки курса информатики 11 класса

Выберите документ из архива для просмотра:

205.5 КБ 09-12.doc
51.5 КБ 1 урок.doc
293.5 КБ 10 урок.doc
89 КБ 11 урок.doc
62.5 КБ 12 урок.doc
1.48 МБ 12.1 урок.doc
85.5 КБ 13 урок.doc
29 КБ 14 урок.doc
84 КБ 15 урок.doc
21.71 КБ 16 урок.docx
114 КБ 18 урок.doc
80 КБ 19 урок.doc
68 КБ 2 урок.doc
26.5 КБ 20 урок.doc
47.5 КБ 21 урок.doc
108 КБ 22.doc
118.5 КБ 23.doc
356.5 КБ 24 урок.doc
42.5 КБ 25 урок.doc
42.5 КБ 25.1. урок.doc
58.5 КБ 26 урок.doc
68.93 КБ 28 урок.docx
40.5 КБ 28.1 урок.doc
168.31 КБ 29.1 урок.doc.doc.docm
56 КБ 3 урок.doc
684.5 КБ 30 урок.doc
66.5 КБ 31- урок.doc
854 КБ 31.1 урок.doc
862 КБ 31.2 урок.doc
82 КБ 32 урок.doc
82.5 КБ 33 урок.doc
933.5 КБ 34 урок.doc
1.9 МБ 34 урок.ppt
80.5 КБ 35 урок.doc
62 КБ 36 урок.doc
41 КБ 37 урок.doc
47.5 КБ 39 урок.doc
1000 КБ 40 урок.doc
165 КБ 41 урок.doc
161 КБ 41.1 урок.doc
477 КБ 42 урок.doc
58.5 КБ 42.1 урок.doc
178 КБ 43 урок.doc
57 КБ 44 урок.doc
78.5 КБ 45 урок.doc
20.11 КБ 45 урок.docx
16.25 КБ 46 урок.docx
81 КБ 47 урок.doc
53.5 КБ 48 урок.doc
30.5 КБ 49 урок.doc
2.89 МБ 5 урок.doc
106.5 КБ 50 урок.doc
73.5 КБ 51 урок.doc
33 КБ 52 урок.doc
83 КБ 53 урок.doc
46 КБ 54 урок.doc
127.5 КБ 55 урок.doc
1.6 МБ 56 урок.doc
41 КБ 57 урок.doc
256 КБ 58 урок.doc
104.5 КБ 59 урок.doc
78 КБ 59.1.doc
41 КБ 60 урок.doc
256 КБ 61 урок.doc
46 КБ 62 урок.doc
79 КБ 63 урок.doc
54 КБ 64 урок.doc
59.5 КБ 65 урок.doc
179 КБ 66 урок.doc
13.4 КБ 7 урок.docx
2.28 МБ 8 урок.doc
217 КБ 8.1. урок.doc
46.5 КБ 9.1.doc
86.5 КБ Rieshieniie sodierzhatiel'nykh zadach s pomoshch'iu alghiebry loghiki.doc
32 КБ dz9kl.doc
91.5 КБ gl2t1u1-4.doc
44.5 КБ informa.doc
367.5 КБ logika19.doc
41.5 КБ model.doc
1.41 МБ posobie VB.doc
789.5 КБ uroki.doc
200 КБ ~WRL0004.tmp.doc
3.02 МБ БД_ЛР.doc
100.5 КБ Зачетная практическая работа.doc
31.39 КБ Конспект урока «Работа с Web - документом».docx
31.39 КБ Конспект урока.docx
160.5 КБ Задания на логику 1-й урок.doc
120.5 КБ Кроссворд.doc
175.5 КБ Логика (1-й урок).ppt
113 КБ Логика (2-й урок).ppt
134 КБ Логика (3-й урок).ppt
105.5 КБ Логические основы.doc
3.46 МБ Напишите выражение для схемы 2.bmp
3.46 МБ Напишите выражение для схемы.bmp
548 КБ Урок по логике.doc
69.5 КБ Открытый_урок.doc
431 КБ Размещение графики на web страницах.ppt
595 КБ Составление формул и работа с ячейками.doc
3.46 МБ Сценарий_урока.doc
150 КБ Тема.doc
34.5 КБ Урок 16.doc
589 КБ Форматирование текста на web страницах.ppt
1.24 МБ Цикл уроков на тему Массивы.ppt
1.24 МБ массивы.ppt
66.5 КБ урока по информатике с применением ИКТ на тему.doc

Выбранный для просмотра документ 09-12.doc

библиотека
материалов

Логические основы построения компьютера

1. Понятие, суждение, умозаключение.

Первые учения о формах и способах рассуждений возникли в странах Древнего Востока (Китай, Индия), но в основе современной логики лежат учения, созданные в 4 веке до нашей эры древне-греческими мыслителями. Основы формальной логики заложил Аристотель, который впервые отделил логические формы речи от ее содержания. Он исследовал терминологию логики, подробно разобрал теорию умозаключений и доказательств, описал ряд логических операций, сформулировал основные законы мышления.

Логика изучает внутреннюю структуру процесса мышления, который реализуется в таких естественно сложившихся формах как понятие, суждение, умозаключение и доказательство.

Понятие. Понятие - это форма мышления, отражающая наиболее существенные свойства предмета, отличающие его от других предметов. В структуре каждого понятия нужно различать две стороны: содержание и объем. Содержание понятия составляет совокупность существенных признаков предмета. Чтобы раскрыть содержание понятия, следует выделить признаки, необходимые и достаточные для выделения данного предмета по отношению к другим предметам.

Объем понятия определяется совокупностью предметов, на которую оно распространяется, и может быть представлено в форме множества объектов, состоящего из элементов множества.

Алгебра множеств, одна из основополагающих современных математических теорий, позволяет исследовать отношения между множествами и, соответственно, объемами понятий.

Между множествами (объемами понятий) могут быть различные виды отношений:

  • равнозначность, когда объемы понятий полностью совпадают;

  • пересечение, когда объемы понятий частично совпадают;

  • подчинения, когда объем одного понятия полностью входит в объем другого и т.д.

Для наглядной геометрической иллюстрации объемов понятий и соотношений между ними используются диаграммы Эйлера-Венна. Если имеются какие-либо понятия A, B, C и т.д., то объем каждого понятия (множество) можно представить в виде круга, а отношения между этими объемами (множествами) в виде пересекающихся кругов.

Высказывание. Высказывание (суждение) - это форма мышления, выраженная с помощью понятий, посредством которой что-либо утверждают или отрицают о предметах, их свойствах и отношениях между ними.

О предметах можно судить верно или неверно, т.е. высказывание может быть истинным или ложным. Истинным будет суждение, в котором связь понятий правильно отражает свойства и отношения реальных вещей. Ложным суждение будет в том случае, когда связь понятий искажает объективные отношения, не соответствует реальной действительности.

       Обоснование истинности или ложности простых высказываний решается вне алгебры логики. Например, истинность или ложность высказывания: "Сумма углов треугольника равна 180 градусов" устанавливается геометрией, причем — в геометрии Евклида это высказывание является истинным, а в геометрии Лобачевского — ложным.

  В естественном языке высказывания выражаются повествовательными предложениями. Высказывание не может быть выражено повелительным или вопросительным предложением, оценка истинности или ложности которых невозможна. Высказывания могут выражаться с помощью математических, физических, химических и прочих знаков. Из двух числовых выражений можно составить высказывания, соединив их знаками равенства или неравенства.

          Высказывание называется простым, если никакая его часть сама не является высказыванием. Высказывание, состоящее из простых высказываний, называются составным (сложным).

          Высказывания имеют определенную логическую форму. Понятие о предмете мысли называется субъектом и обозначается буквой S, а понятие о свойствах и отношениях предмета мысли называется предикатом и обозначается буквой P. Оба эти понятия - субъект и предикат называются терминами суждения. Отношения между субъектом и предикатом выражается связкой «есть», «не есть», «является», «состоит» и т.д.

Таким образом, каждое высказывание состоит из трех элементов - субъекта, предиката и связки (двух терминов и связки). Состав суждения можно выразить общей формулой «S есть "» или «S не есть P».

Умозаключение. Умозаключение - это форма мышления, посредством которой из одного или нескольких суждений, называемых посылками, по определенным правилам логического вывода получается новое знание о предметах реального мира (вывод).

Умозаключения бывают дедуктивные, индуктивные и по аналогии. В дедуктивных умозаключениях рассуждения ведутся от общего к частному. Например, из двух суждений: «Все металлы электропроводны» и «Ртуть является металлом» путем умозаключения можно сделать вывод, что: «Ртуть электропроводна».

В индуктивных умозаключениях рассуждения ведутся от частного к общему. Например, установив, что отдельные металлы - железо, медь, цинк, алюминий и т.д. - обладают свойством электропроводности, можно сделать вывод, что все металлы электропроводны.

Умозаключение по аналогии представляет собой движение мысли от общности одних свойств и отношений у сравниваемых предметов или процессов к общности других свойств и отношений. Например, химический состав Солнца и Земли сходен по многим показателям, поэтому, когда на Солнце обнаружили неизвестный еще на Земле химический элемент гелий, то по аналогии заключили: такой элемент есть и на Земле.

Пример 1.

Истинные высказывания: а) “2+2=4”; б) “сила притяжения тел обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними” в) “зайцы питаются растениями”; г) “бит - фундаментальная единица информации, используемая в теории информации”; д) “два треугольника равны, если две стороны и угол между ними одного треугольника равны двум сторонам и углу между ними другого треугольника”; е) “понедельник - первый день недели”.

Ложные высказывания: а) “4+3=5”; б) “тело падает на Землю с ускорением, пропорциональным своей массе”; в) “животные это неживая природа" г) “информатика - наука о термической обработке металлов”; д) “квадрат это фигура у которой пять сторон”; е) “лев - домашнее животное”.

Пример 2.

а) “Эльбрус – не высочайшая горная вершина Европы”; б) “2<5”; в) “10>=7”; г) “не все натуральные числа целые”; д) “не через любые три точки на плоскости можно провести окружность”; е) “теннисист Кафельников проиграл финальную игру”; ж) “мишень не поражена первым выстрелом”; з) “это утро не ясное или оно не теплое” (Пояснение. Пусть А = “это утро ясное”, а B = “это утро теплое”. Тогда “это утро ясное и теплое” можно записать как АВ, отрицанием чего является hello_html_m7e8dfbfc.png, что соответствует высказывательной форме “это утро не ясное или оно не не теплое”; и)“число n не делится на 2 и оно делится на 3”; к) “этот треугольник не равнобедренный или он не прямоугольный”; л) “не каждый ученик писал контрольную своей ручкой” (вариант: "кто-то писал контрольную не своей ручкой").

Пример 3. Определите, какие из высказываний (высказывательных форм) в следующих парах являются отрицаниями друг друга, а какие нет:

  • а)5<10”, “5>10”;

  • б)10>9”, “10<=9”;

  • в)мишень поражена первым выстрелом”, “мишень поражена вторым выстрелом”;

  • г)машина останавливалась у каждого из двух светофоров”, “машина не останавливалась у каждого из двух светофоров”,

  • д)человечеству известны все планеты Солнечной системы”, “в Солнечной системе есть планеты, неизвестные человечеству”;

  • е)существуют белые слоны”, “все слоны серые”;

  • ж)кит — млекопитающее”, “кит — рыба”;

  • з)неверно, что точка А не лежит на прямой а”, “точка А лежит на прямой а”;

  • и)прямая а параллельна прямой b”, “прямая a перпендикулярна прямой b”;

  • к)этот треугольник равнобедренный и прямоугольный”, “этот треугольник не равнобедренный или он не прямоугольный”.

Ответ: Являются отрицаниями друг друга: б), г), д), к);
не являются отрицаниями друг друга: а), в), е), ж), з), и).

Пример 4.

  • а)наличия аттестата о среднем образовании достаточно для поступления в институт”;

  • б)наличие аттестата о среднем образовании необходимо для поступления в институт”;

  • в)если целое число делится на 6, то оно делится на 3”;

  • г)подобие треугольников является необходимым условием их равенства”;

  • д)подобие треугольников является необходимым и достаточным условием их равенства”;

  • е)треугольники подобны только в случае их равенства”;

  • ж)треугольники равны только в случае их подобия”;

  • з)равенство треугольников является достаточным условием их подобия”;

  • и)для того, чтобы треугольники были неравны, достаточно, чтобы они были неподобны”;

  • к)для того, чтобы четырёхугольник был квадратом, достаточно, чтобы его диагонали были равны и перпендикулярны”.

Ответ: Истинны: б), в), г), з), к), и);
ложны: а), д), е), ж).

2. Операции конъюнкции, дизъюнкции и отрицания.

Алгебра в широком смысле этого слова наука об общих операциях, аналогичных сложению и умножению, которые могут выполняться над различными математическими объектами (алгебра переменных и функций, алгебра векторов, алгебра множеств и т.д.). Объектами алгебры логики являются высказывания.

Алгебра логики отвлекается от смысловой содержательности высказываний. Ее интересует только один факт — истинно или ложно данное высказывание, что дает возможность определять истинность или ложность составных высказываний алгебраическими методами.

Простые высказывания в алгебре логики обозначаются заглавными латинскими буквами:

А = {Аристотель - основоположник логики}

В = {На яблонях растут бананы}.

Истинному высказыванию ставится в соответствие 1, ложному — 0. Таким образом, А = 1, В = 0.

Составные высказывания на естественном языке образуются с помощью союзов, которые в алгебре высказываний заменяются на логические операции. Логические операции задаются таблицами истинности и могут быть графически проиллюстрированы с помощью диаграмм Эйлера-Венна.

 

Логическая операция КОНЪЮНКЦИЯ (логическое умножение):

  в естественном языке соответствует союзу и;

  в алгебре высказываний обозначение hello_html_m6ea3206b.gif (& );

  в языках программирования обозначение And.

Конъюнкция - это логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум простым высказываниям составное высказывание, являющееся истинным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания истинны.

В алгебре множеств конъюнкции соответствует операция пересечения множеств, т.е. множеству получившемуся в результате умножения множеств А и В соответствует множество, состоящее из элементов, принадлежащих одновременно двум множествам.

 

Таблица истинности Диаграмма Эйлера-Венна

А В А и В

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

  hello_html_65c3c211.png

 

Логическая операция ДИЗЪЮНКЦИЯ (логическое сложение):

  в естественном языке соответствует союзу или;

  обозначение v ;

  в языках программирования обозначение Or.

Дизъюнкция - это логическая операция, которая каждым двум простым высказываниям ставит в соответствие составное высказывание, являющееся ложным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания ложны и истинным, когда хотя бы одно из двух образующих его высказываний истинно.

В алгебре множеств дизъюнкции соответствует операция объединения множеств, т.е. множеству получившемуся в результате сложения множеств А и В соответствует множество, состоящее из элементов, принадлежащих либо множеству А, либо множеству В.

 

Таблица истинности Диаграмма Эйлера-Венна

А В А или В

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

hello_html_3888d435.png

 

Логическая операция ИНВЕРСИЯ (отрицание):

  в естественном языке соответствует словам неверно, что... и частице не;

  обозначение hello_html_4096376c.png;

  в языках программирования обозначение Not;

Отрицание - это логическая операция, которая каждому простому высказыванию ставит в соответствие составное высказывание, заключающееся в том, что исходное высказывание отрицается.

В алгебре множеств логическому отрицанию соответствует операция дополнения до универсального множества, т.е. множеству получившемуся в результате отрицания множества А соответствует множество hello_html_4096376c.png, дополняющее его до универсального множества.

 

Таблица истинности Диаграмма Эйлера-Венна

A не А

0 1

1 0

hello_html_1b4e62ca.png


3. Операции импликации и эквиваленции.

Логическая операция ИМПЛИКАЦИЯ (логическое следование):

     в естественном языке соответствует обороту если ..., то ...;

     обозначение .

Импликация - это логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум простым высказываниям составное высказывание, являющееся ложным тогда и только тогда, когда условие (первое высказывание) истинно, а следствие (второе высказывание) ложно.

 

А В А→В

0 0 1

0 1 1

1 0 0

1 1 1

 

Логическая операция ЭКВИВАЛЕНЦИЯ (равнозначность):

     в естественном языке соответствует оборотам речи тогда и только тогда; в том и только в том случае;

     обозначения ~.

Эквиваленция – это логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум простым высказываниям составное высказывание, являющееся истинным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания одновременно истинны или одновременно ложны. Таблица истинности эквиваленции:


А В А ~   В

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

 

  Практическая часть.

Пример 1. Формализуйте предостережение, которое одна жительница древних Афин сделала своему сыну, собиравшемуся заняться политической деятельностью: “Если ты будешь говорить правду, то тебя возненавидят люди. Если ты будешь лгать, то тебя возненавидят боги. Но ты должен говорить правду или лгать. Значит, тебя возненавидят люди или возненавидят боги”.

Формализуйте также ответ сына: “Если я буду говорить правду, то боги будут любить меня. Если я буду лгать, то люди будут любить меня. Но я должен говорить правду или лгать. Значит, меня будут любить боги или меня будут любить люди”.
Ответ: Решение. Введем обозначения для логических высказываний: а – “ты будешь говорить правду”; b – “тебя возненавидят люди”; c – “тебя возненавидят боги”. Договоримся считать, что некоторое заданное высказывание x истинно, если нет оговорки. Тогда предостережение матери можно записать так:
hello_html_m51a238ce.png. А ответ сына – так:
hello_html_m7be9e494.png.

Пример 2. Пусть a = “это утро ясное”, а b = “это утро теплое”. Выразите следующие формулы на обычном языке:

hello_html_m7f5e9e25.png

Ответ:

а) “это утро ясное и тёплое”; ж) “это утро не ясное или не тёплое”;

б) “это утро ясное и оно не тёплое”; з) “это утро не ясное и не тёплое”;

в) “это утро не ясное и оно не тёплое”; и) “это утро ясное или не тёплое”;

г) “это утро не ясное или оно тёплое”; к) “если это тро ясное, то оно не тёплое”;

д) “это утро ясное или оно не тёплое”; л) “если это утро не ясное, то оно тёплое”;

е) “это утро не ясное или оно не тёплое”; м) “это утро ясное и не тёплое”.


Пример 3. Из двух данных высказываний a и b постройте составное высказывание, которое было бы:

  • а) истинно тогда и только тогда, когда оба данных выказывания ложны;

  • б) ложно тогда и только тогда, когда оба данных высказывания истинны.

Ответ : а) hello_html_m78a0bbd0.png; б) hello_html_m79ce7a6f.png.

Пример 4. Из трех данных высказываний a, b, c постройте составное высказывание, которое истинно, когда истинно какое-либо одно из данных высказываний, и только в этом случае.

Ответ: hello_html_2dee6bea.png.

4. Логические формулы.

Запишем в форме логического выражения составное высказывание

(2*2=5 или 2*2=4) и (2*2 ≠ 5 или 2*2 ≠ 4)

Проанализируем составное высказывание. Что оно содержит?
Оно содержит два простых высказывания:

А= ”2*2=5” – ложно (0)
В= “2*2=4” – истинно (1)

Тогда давайте перепишем составное высказывание. Что получится?

(А или В) и (А или В)

Теперь необходимо записать высказывание в форме логического выражения.
Что нужно сделать для этого?
Нужно подставить знаки логических операций

(AvB)&(AvB)

Теперь выполняем логические операции, причем в строго определенном порядке:

  1. отрицание,

  2. конъюнкция,

  3. дизъюнкция,

  4. импликация,

  5. эквиваленция

Подставим в логическое выражение значения логических переменных и получим значение логической функции:

F = (AvB)&(AvB) = (0v1) & (1v0) = 1&1 = 1

С помощью логических переменных и символов логических операций любое высказывание можно формализовать, то есть заменить логической формулой.

Определение логической формулы:

Всякая логическая переменная и символы "истина" ("1") и "ложь" ("0") — формулы.

Если А и В — формулы, то ┐А, А . В , А v В , А B , А В — формулы.

Никаких других формул в алгебре логики нет!!!

В качестве примера рассмотрим высказывание "если я куплю яблоки или абрикосы, то приготовлю фруктовый пирог". Это высказывание формализуется в виде (A v B) → C.

Такая же формула соответствует высказыванию "если Игорь знает английский или японский язык, то он получит место переводчика".

Как показывает анализ формулы (A v B) →C, при определённых сочетаниях значений переменных A, B и C она принимает значение "истина", а при некоторых других сочетаниях — значение "ложь". Такие формулы называются выполнимыми.

Некоторые формулы принимают значение "истина" при любых значениях истинности входящих в них переменных. Таковой будет, например, формула А v ┐А , соответствующая высказыванию "Этот треугольник прямоугольный или косоугольный". Эта формула истинна и тогда, когда треугольник прямоугольный, и тогда, когда треугольник не прямоугольный. Такие формулы называются тождественно истинными формулами или тавтологиями.

Высказывания, которые формализуются тавтологиями, называются логически истинными высказываниями.

Если две формулы А и В одновременно принимают одинаковые значения, то они называются равносильными.

Равносильность двух формул алгебры логики обозначается символом "=" или символом "" Замена формулы другой, ей равносильной, называется равносильным преобразованием данной формулы.

5. Связь между алгеброй логикой и двоичной системой счисления.

Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера, поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже два: “1” и “0”.

Из этого следует два вывода:

  1. одни и те же устройства компьютера могут применяться для обработки и хранения как числовой информации, представленной в двоичной системе счисления, так и логических переменных;

  2. на этапе конструирования аппаратных средств алгебра логики позволяет значительно упростить логические функции, описывающие функционирование схем компьютера, и, следовательно, уменьшить число элементарных логических элементов, из десятков тысяч которых состоят основные узлы компьютера.

Данные и команды представляются в виде двоичных последовательностей различной структуры и длины. Существуют различные физические способы кодирования двоичной информации.

В электронных устройствах компьютера двоичные единицы чаще всего кодируются более высоким уровнем напряжения, чем двоичные нули (или наоборот), например:
 

hello_html_728d36b3.png


6. Логические элементы компьютера.

Дискретный преобразователь, который после обработки входных двоичных сигналов выдаёт на выходе сигнал, являющийся значением одной из логических операций, называется логическим элементом.

          Ниже приведены условные обозначения (схемы) базовых логических элементов, реализующих логическое умножение (конъюнктор), логическое сложение (дизъюнктор) и отрицание (инвертор).

hello_html_m2dbdd16d.png hello_html_m72439ee0.pnghello_html_m5012359d.png

Рис. Конъюнктор, дизъюнктор и инвертор

            Устройства компьютера (сумматоры в процессоре, ячейки памяти в оперативной памяти и др.) строятся на основе базовых логических элементов.

Сегодня мы изучим еще один способ представления логических выражений – логические схемы.

Существует три базовых логических элемента, которые реализуют рассмотренные нами три основные логические операции:

  • логический элемент «И» — логическое умножение – конъюнктор;

  • логический элемент «ИЛИ» — логическое сложение – дизъюнктор;

  • логический элемент «НЕ» — инверсию – инвертор.

 Поскольку любая логическая операция может быть пред­ставлена в виде комбинации трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов, как из “кирпичиков”.

 Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс — логический смысл сигнала — 1, нет импульса — 0. На входы логического элемента поступают сигналы-значения аргументов, на выходе появляется сигнал-значение функции.

Преобразование сигнала логическим элементом задается таблицей состояний, которая фактически является таблицей истинности, соответствующей логической функции, только представлена в форме логических схем. В такой форме удобно изображать цепочки логических операций и производить их вычисления.

Пример 1. По заданной логической функции F(A, B) = B& hello_html_4e7161a2.pngÚ hello_html_m496afba6.png&A построить логическую схему.

            Построение необходимо начинать с логической операции, которая должна выполняться последней. В данном случае такой операцией является логическое сложение, следовательно, на выходе логической схемы должен быть дизъюнктор. На него сигналы подаются с двух конъюнкторов, на которые, в свою очередь подаются один входной сигнал нормальный и один инвертированный (с инверторов).

hello_html_mc44532b.png

 

            Пример 2. Логическая схема имеет два входа X и Y. Определить логические функции F1(X,Y) и F2(X,Y), которые реализуются на ее двух выходах.  

 

hello_html_7f440c54.png

 

            Функция F1(X,Y) реализуется на выходе первого конъюнктора, т.е. F1(X,Y) = X&Y.

            Одновременно сигнал с конъюнктора подается на вход инвертора, на выходе которого реализуется сигнал hello_html_m21d47696.png, который, в свою очередь, подается на один из входов второго конъюнктора.

            На другой вход второго конъюнктора подается сигнал XÚY с дизъюнктора, следовательно, функция F2(X,Y) = hello_html_m21d47696.png& (XÚY).

            

            Рассмотрим схему сложения двух n-разрядных двоичных чисел. При сложении цифр i-го разряда складываются аi и bi, а также pi-1 — перенос из i-1разряда. Результатом будет si – сумма и pi — перенос в старший разряд. Таким образом, одноразрядный двоичный сумматор — это устройство с тремя входами и двумя выходами.

            Пример 3. Построить таблицу истинности одноразрядного двоичного сумматора, воспользовавшись таблицей сложения двоичных чисел.

Входы Выходы

Ai Bi Pi-1 Si Pi

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1

1 1 1 1 1

 



7. Таблицы истинности логических операций.

Таблицу, показывающую, какие значения принимает составное высказывание при всех сочетаниях (наборах) значений входящих в него простых высказываний, называют таблицей истинности составного высказывания.

Составные высказывания в алгебре логики записываются с помощью логических выражений. Для любого логического выражения достаточно просто построить таблицу истинности.

Алгоритм построения таблицы истинности:

1) подсчитать количество переменных n в логическом выражении;

2) определить число строк в таблице, которое равно m = 2n;

3) подсчитать количество логических операций в логическом выражении и определить количество столбцов в таблице, которое равно количеству переменных плюс количество операций;

4) ввести названия столбцов таблицы в соответствии с последовательностью выполнения логических операций с учетом скобок и приоритетов;

5) заполнить столбцы входных переменных наборами значений;

6) провести заполнение таблицы истинности по столбцам, выполняя логические операции.

Наборы входных переменных, во избежание ошибок, рекомендуют перечислять следующим образом:

а) разделить колонку значений первой переменной пополам и заполнить верхнюю часть колонки нулями, а нижнюю единицами;

б) разделить колонку значений второй переменной на четыре части и заполнить каждую четверть чередующимися группами нулей и единиц , начиная с группы нулей;

в) продолжать деление колонок значений последующих переменных на 8, 16 и т.д. частей и заполнение их группами нулей или единиц до тех пор, пока группы нулей и единиц не будут состоять из одного символа.


8. Основные законы алгебры логики.

  Логические выражения называются равносильными, если их истинностные значения совпадают при любых значениях, входящих в них логических переменных.

        В алгебре логики имеется ряд законов, позволяющих производить равносильные преобразования логических выражений. Приведем соотношения, отражающие эти законы.

1. Закон двойного отрицания:

А = hello_html_m2d0b6dba.png. Двойное отрицание исключает отрицание.

2. Переместительный (коммутативный) закон:

А v B = B v A; — для логического сложения:

A&B = B&A. — для логического умножения:

        Результат операции над высказываниями не зависит от того, в каком порядке берутся эти высказывания.

        В обычной алгебре a + b = b + a, a v b = b v a.

3. Сочетательный (ассоциативный) закон:

(A v B) v C = A v (B v C) — для логического сложения:

(A&B)&C = A&(B&C)— для логического умножения:

        При одинаковых знаках скобки можно ставить произвольно или вообще опускать.

        В обычной алгебре:

(a + b) + c = a + (b + c) = a + b + c,

4. Распределительный (дистрибутивный) закон:

(A v B)&C = (A&C) v (B&C); — для логического сложения

(A&B) v C = (A v C)&(B v C). — для логического умножения:

        Определяет правило выноса общего высказывания за скобку.

        В обычной алгебре:

(a + b) * c = a * c + b * c.

5. Закон общей инверсии (законы де Моргана):

hello_html_3d2f8c7f.png= hello_html_4e7161a2.png&hello_html_m496afba6.png; — для логического сложения

hello_html_31298253.pnghello_html_4e7161a2.pngvhello_html_m496afba6.png — для логического умножения:

 6. Закон идемпотентности ( от латинских слов idem — тот же самый и potens —сильный; дословно — равносильный):

A v A = A; — для логического сложения:

A&A = A. — для логического умножения

        Закон означает отсутствие показателей степени.

7. Законы исключения констант:

A v 1 = 1, A v 0 = A; — для логического сложения:

A&1 = A, A&0 = 0. — для логического умножения:

8. Закон противоречия:

A&hello_html_4e7161a2.png= 0.

        Невозможно, чтобы противоречащие высказывания были одновременно истинными.

        9. Закон исключения третьего:

A v hello_html_4e7161a2.png= 1.

        Из двух противоречащих высказываний об одном и том же предмете одно всегда истинно, а второе — ложно, третьего не дано.

10. Закон поглощения:

A v (A&B) = A; — для логического сложения:

A&(A v B) = A. — для логического умножения

11. Закон исключения (склеивания):

(A&B) v (hello_html_4e7161a2.png&B) = B; — для логического сложения:

(A v B)&(hello_html_4e7161a2.pngv B) = B. — для логического умножения:

12. Закон контрапозиции (правило перевертывания):

(A Û  B) = (BÛ  A).

        Справедливость приведенных законов можно доказать табличным способом: выписать все наборы значений А и В, вычислить на них значения левой и правой частей доказываемого выражения и убедиться, что результирующие столбцы совпадут.

В алгебре логики выполняются следующие основные законы, позволяющие производить тождественные преобразования логических выражений:

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ

Закон Для   ИЛИ Для   И

Переместительный hello_html_m1866814.pnghello_html_335acb9d.png

Сочетательный hello_html_m6342275e.pnghello_html_m6e37533.png

Распределительный hello_html_m4edf4219.pnghello_html_3e7ac048.png

Правила де Моргана hello_html_m7aebc5cc.pnghello_html_m6f4da532.png

Идемпотенции hello_html_m707a0d42.pnghello_html_716f4f6d.png

Поглощения hello_html_m5619c063.pnghello_html_1d2a7538.png

Склеивания hello_html_m7e0d17bc.pnghello_html_m461c6c9f.png

Операция переменной с ее инверсией hello_html_9191c9b.pnghello_html_1ac34258.png

Операция с константами hello_html_m127da573.pnghello_html_3fcba11b.png

Двойного отрицания hello_html_m1e382933.png


9. Составление таблиц истинности.

Согласно определению, таблица истинности логической формулы выражает соответствие между всевозможными наборами значений переменных и значениями формулы.

Для формулы, которая содержит две переменные, таких наборов значений переменных всего четыре:

(0, 0),     (0, 1),     (1, 0),     (1, 1).

Если формула содержит три переменные, то возможных наборов значений переменных восемь:

(0, 0, 0),     (0, 0, 1),     (0, 1, 0),     (0, 1, 1),     (1, 0, 0),     (1, 0, 1),     (1, 1, 0),     (1, 1, 1).

Количество наборов для формулы с четырьмя переменными равно шестнадцати и т.д.

Удобной формой записи при нахождении значений формулы является таблица, содержащая кроме значений переменных и значений формулы также и значения промежуточных формул.

1. Составим таблицу истинности для формулы hello_html_6d70d0a1.png, которая содержит две переменные x и y. В первых двух столбцах таблицы запишем четыре возможных пары значений этих переменных, в последующих столбцах — значения промежуточных формул и в последнем столбце — значение формулы. В результате получим таблицу:

Переменные Промежуточные логические формулы Формула

hello_html_28b91506.png hello_html_11223971.pnghello_html_m693459f3.pnghello_html_526ec344.pnghello_html_m1f3e96c8.pnghello_html_m1b431ce1.pnghello_html_m614612d3.pnghello_html_6d70d0a1.png

0 0 1 0 0 1 1 1

0 1 1 1 1 0 1 1

1 0 0 0 1 0 0 1

1 1 0 0 1 0 0 1

Из таблицы видно, что при всех наборах значений переменных x и y формула hello_html_6d70d0a1.pngпринимает значение 1, то есть является тождественно истинной.

25


Выбранный для просмотра документ 1 урок.doc

библиотека
материалов

Тема: ”Основы логики, таблицы истинности”

Цели урока:

  1. Обучающие:

    1. Познакомиться с основными понятиями и операциями формальной логики

  2. Развивающие:

    1. Развивать логическое мышление

    2. Развивать внимание

    3. Развивать память

  3. Воспитывающие:

    1. Воспитывать умение слушать учителя и одноклассников

    2. Воспитывать аккуратность ведения тетради

    3. Воспитывать дисциплинированность

Ход урока

Организационный момент

Здравствуйте, ребята. Сегодня мы с вами начнём изучать основы логики и тема нашего сегодняшнего урока «Логическая информация и основы логики». Изучив данную тему, вы узнаете, что такое высказывание, логические величины, операции, логические выражения, в общем.- основные понятия логики.

Объяснение нового материала

Высказыванием в алгебре логики называют повествовательное предложение, в котором что-либо утверждается или отрицается (логическая величина). По поводу любого высказывания можно сказать истинно оно или ложно (истина и ложь – логические константы).

Фронтальная работа (закрепление определения)

Какие из предложений являются высказываниями? Определите их истинность

Число 6 – чётное. (да, истинное высказывание)

Посмотрите на доску. (нет, ничего нельзя сказать о истинности или ложности)

Все роботы являются машинами. (да, истинное высказывание)

У каждой лошади есть хвост. (да, ложное высказывание)

Внимание! (нет, не является повествовательным предложением)

Кто отсутствует? (нет, не является повествовательным предложением)

Придумайте одно истинное и одно ложное высказывание

Объяснение нового материала

Высказывания бывают общими, частными или единичными

  • Общее высказывание начинается со слов: все, всякий, каждый, ни один

  • Частное высказывание начинается со слов: некоторые, большинство, и т.п.

  • Во всех других случаях высказывания являются единичными

Работа по группам (закрепление нового понятия)

Какие из приведённых высказываний являются общими?

Не все книги содержат полезную информацию (да)

Кошка является домашним животным (нет, является единичным высказыванием)

Все солдаты храбрые (да)

Ни один внимательный человек не совершит оплошность (да)

Какие из приведённых высказываний являются частными?

Некоторые мои друзья собирают марки (да)

Все лекарства неприятны на вкус (нет, общее высказывание)

А – первая буква в алфавите (нет, единичное высказывание)

Многие растения обладают целебными свойствами (да)

Объяснение нового материала

Логическая переменная: символически обозначенная логическая величина (А, В, Х, Y, …)

Логическое выражение – простое или сложное высказывание. Сложное высказывание строится из простых с помощью логических операций (связок):

Операция отрицания (инверсия)

Присоединение «НЕ»к высказыванию меняет его истинное значение на противоположное Логическое отрицание обозначается: А, hello_html_mfbe41fd.gif или ~A

Пример: Рассмотрим высказывание: “Неверно, что 4 делится на 3”. Обозначим А = “Число 4 делится на 3” Тогда логическая форма отрицания этого высказывания имеет вид: ~A

Рисуем в тетрадях таблицу истинности для операции «отрицание». Если переменная истинна, то её отрицание ложно и наоборот.

Работа в группах (закрепление нового понятия)

Придумать отрицание. Проверьте его на таблице истинности.

Операция логического умножения (конъюнкция)

Объединение высказываний с помощью логического «И». Высказывание, полученное в

результате конъюнкции, ложно тогда и только тогда, когда ложно хотя бы одно из входящих высказываний. Конъюнкция обозначается hello_html_197fa7e2.gif , & или ×

Пример: А=«Марс - планета» В=«Число 12 - чётное»

Рисуем в тетрадях таблицу истинности для операции «конъюнкция».

Работа в группах (закрепление нового понятия)

Придумайте и проверьте на истинность свой пример сложного высказывания, используя логическую связку И.

Операция логического сложения (дизъюнкция)

Соединение высказываний с помощью логического «или». Высказывание, полученное в результате дизъюнкции, истинно тогда и только тогда, когда истинно хотя бы одно из исходных высказываний. Дизъюнкция обозначается «V» или «+»

Пример: А=«Земля вращается вокруг Солнца» В=«Число 13 - чётное»

Рисуем в тетрадях таблицу истинности для операции «дизъюнкция».

Работа в группах (закрепление нового понятия)

Придумайте и проверьте на истинность свой пример сложного высказывания, используя логическую связку ИЛИ.

Операция импликации(следствие)

Позволяет получить сложное высказывание из двух простых высказываний и грамматической конструкции «если..., то...». Импликация ложна тогда и только тогда, когда посылка истинна, а заключение - ложно. В остальных случаях импликация истинна. Импликация обозначается знаками « hello_html_m6032d3fb.gif » и « hello_html_53fd598.gif »

Пример: А=«выглянет Солнце» В=«станет тепло»

Рисуем в тетрадях таблицу истинности для операции «импликация».

Работа в группах (закрепление нового понятия)

Придумайте и проверьте на истинность свой пример сложного высказывания, используя логическую связку ЕСЛИ…ТО

Операция эквивалентности (равносильность)

Полученное сложное высказывание содержит слова «тогда и только тогда, когда»Эквивалентность истинна, если оба исходных высказывания имеют одинаковые истинностные значения. Эквивалентность обозначается знаком « hello_html_m5b5a9427.gif » или «hello_html_4834ef19.gif »

Пример: А=«треугольник прямоугольный» В=«квадрат большей стороны равен сумме квадратов других сторон»

Рисуем в тетрадях таблицу истинности для операции «эквивалентность».

Работа в группах

Придумайте и проверьте на истинность свой пример сложного высказывания, используя логическую связку ТОГДА И ТОЛЬКО ТОГДА…КОГДА

Домашнее задание

  1. Придумать пример общего, частного и единичного высказывания (истинного и ложного)

  2. Придумать примеры истинных и ложных высказываний и проверить на них все таблицы истинности

Подведение итогов урока, выставление оценок.



Выбранный для просмотра документ 10 урок.doc

библиотека
материалов

Решение логических задач


hello_html_639b2677.gif

hello_html_m64c221c6.png

hello_html_m5cd3de7e.png

Выбранный для просмотра документ 11 урок.doc

библиотека
материалов


Задача . На конкурсе, капитанов КВН проверяли на со­образительность.

Трое испытуемых капитанов садятся друг другу в затылок. (Понятно, что сидящий сзади видит головы двух впереди сидящих товарищей, а сидящий вторым видит голову только одного впереди сидящего. Оборачиваться им запре­щено. Ведущий показывает испытуемым, что у него имеется пять колпаков: три черных и два белых. Затем он каждому надевает на голову колпак неизвестного для испытуемого цвета, а оставшиеся колпаки прячет.

Испытуемым предлагается в течение короткого времени назвать цвет своего колпака.

Докажите, что каким бы образом ни были рас­пределены цвета колпаков, среди испытуемых найдется по край­ней мере один, который может совершенно уверенно назвать цвет своего колпака.

Решение. Рассмотрим все случаи:

1 случай. Первым двум капитанам будут надеты белые колпаки. Так как их только два и сидящий сзади видит их надетыми на головы впереди сидящих, то он определенно скажет, что у него на голове черный колпак. (Безусловно, что после- такого заявления сзади сидящего каждый из впереди сидящих может сказать, что у него на голове белый колпак).

2 случай. Наденем на голову первому капитану белый колпак, а второму — черный. Теперь сидящий сзади не может знать, какого цвета колпак у него на голове, поскольку он может быть либо белым, либо черным. В этом случае сидящий вто­рым рассуждает так: «Я вижу белый колпак. Если бы и на мне был белый колпак, то сидящий сзади уже заявил бы, что на нем черный колпак. Но он молчит. Значит, он не ви­дит на мне белого колпака. Следовательно, на мне черный колпак».

Таким образом, в этом случае второй капитан может вполне определенно заявить, что на нем черный колпак. (После такого заявления и впереди сидящий может сказать определенно, что на нем белый колпак. Сидящий же сзади назвать цвет своего колпака не может).

3 случай. Наденем теперь впереди сидящему капитану черный колпак, а второму и третьему — безразлично какой. В этом случае ни третий, ни второй не могут назвать цвет своего колпака. Сидящий первым будет рассуждать так: «Если бы на мне был белый колпак, то кто-нибудь из сзади сидящих знал бы цвет своего колпака и сказал бы об этом. Но они оба молчат. Значит, на мне нет белого колпака». В этом слу­чае впереди сидящий может определенно заявить, что на нем черный колпа


1) Учитель математики, проверив олимпиадные работы учеников, сказал, что первые три места заняли Сергей,

Василий и Алексей, причём Сергей занял не первое место,

Василий - не второе, а Алексей - второе место.

Определите, кто какое место занял на олимпиаде, если оказалось, что учитель в двух высказываниях ошибся.

2) Встретились два друга.

1-ый: Сколько детей у твоей сестры?
2-ой: Трое.
1-ый: И сколько им лет?
2-ой: Если перемножить все три возраста, то получится

36.

1-ый: Этой информации недостаточно.
2-ой: В сумме их возраст равен номеру моего дома, и

ты его знаешь.
1-ый: Всё равно сведений мало.
2-ой:: Самый старший ребенок любит играть в теннис.
1-ый: Отлично, теперь я смогу назвать возраст каждого из

этой троицы. А вы можете?


3) Один из пяти братьев испёк маме пирог.

Андрей сказал: "Это Витя или Толя".

Витя сказал: "Это сделал не я и не Юра".

Толя сказал: "Вы оба шутите".

Дима сказал: "Нет, один из них сказал правду, а другой - нет". Юра

сказал: "Нет, Дима, ты не прав". Мама знает, что трое из её сыновей

всегда говорят правду. Кто испёк пирог?


4) Во время перемены в классе оставались 4 шестиклассника: Андрей, Виктор, Денис и Марат.

Кто-то из них разбил стекло.

Учитель, опросив ребят, установил, что только один из них сказал правду.

Андрей: «Стекло разбил Виктор».

Виктор: «Виноват Марат».

Денис: «Стекло разбил не я».

Марат: «Виктор лжёт».

Как вы думаете, кто разбил стекло?


5) В бутылке, стакане, кувшине и банке налиты молоко, лимонад, квас и вода. Известно, что вода и молоко находятся не в бутылке, в банке — не лимонад и не вода, а сосуд с лимонадом стоит между кувшином и сосудом с квасом. Стакан стоит около банки и сосуда с молоком. Найди, где какая жидкость.


6) Малыш и Карлсон играют в такую игру: в вазе лежит 101 конфета; сначала Малыш, а потом Карлсон по очереди берут из вазы от 1 до 10 конфет. Когда все конфеты разобраны, игроки подсчитывают взятые конфеты. Если эти числа взаимно просты, то выигрывает Малыш, в противном случае - Карлсон.

Кто выигрывает при правильной игре и как он должен играть?

7) Таня, Коля и папа отправилась в поход. К вечеру они вышли к реке. У берега был плот, выдерживающий груз менее 100 кг. Масса папы 80 кг, Тани - 50 кг, Коли - 40 кг, рюкзака - 15 кг. Коля на противоположном берегу, должен, прежде всего набрать хворосту и приготовить место для костра. Затем Таня - почистить

картошку и рыбу для ухи, папа - поставить палатку для ночлега. Для выполнения каждого из трёх дел требуется 20 мин. Через реку можно переправиться через 10 минут. Как менее через час всем троим переправиться через реку и заодно выполнить все

свои обязанности?


8) Гном разложил свои сокровища в 3 сундука разного цвета, на гранях двух кубиков стоящих у стены: в один – драгоценные камни, в другой – золотые монеты, в третий – магические книги. Он помнит, что красный сундук находится правее, чем камни, и что книги – правее красного сундука. В каком сундуке лежат книги, если зеленый сундук стоит левее синего?


9) Этими кубиками написано число 7. Какие числа надо написать, чтобы получился календарь, то есть чтобы можно было писать кубиками все числа от 01 до 31?

hello_html_a5b7aa9.png






10) В коробке 30 конфет: шоколадных и карамелей. Известно, что среди любых 12-ти конфет имеется хотя бы одна карамель, а среди любых 20-ти конфет имеется хотя бы одна шоколадная. Сколько в коробке шоколадных конфет и сколько карамелей.


11) Для поездки с учениками за город школа заказала несколько одинаковых автобусов, 115 человек поехали на озеро, 138 - в лес, Все места в автобусах были заняты, и всем хватило места, Сколько было заказано автобусов и сколько мест в каждом автобусе?


12) уществует ли квадрат, у которого длина стороны - целое число, а площадь равна 201201201201?


13) Часы за сутки "убегают" вперёд на три минуты. Сейчас часы показывают точное время. Через сколько суток они будут снова показывать точное время?


14) Встав в кружок, беседуют 4 девочки: Аня, Олеся, Дина и Надя. Девочка в зеленом платье — не Аня и не Олеся — стоит меж­ду девочкой в голубом платье и Надей. Девочка в белом пла­тье стоит между девочкой в розовом платье и Олесей. Какого цвета платье у каждой из девочек?


15) Переправа c ревнивыми мужьями

Три ревнивых мужа, пришедшие со своими женами к берегу реки, нашли лодку, в которую не может поместиться более двух человек. Как переправиться через реку трем парам так, чтобы ни одна жена с чужим мужем не переезжала и ни на одном из берегов не оставалась?


16) Колю, Сашу и Юру допрашивали в милиции в связи с кражей велосипеда. Коля сказал, что велосипед украл Саша. Саша заявил, что он невиновен. Юра сказал, что и он не вор. Милиционер знал, что только один из них говорит правду. Кто украл велосипед?


17) 10 школьников на олимпиаде решили 35 задач, причем известно, что среди них есть школьники, решившие ровно одну задачу, школьники, решившие ровно две задачи и школьники, решившие ровно три задачи. Докажите, что есть школьник, решивший не менее пяти задач.


18) В одной деспотичной стране король созвал всех придворных мудрецов (количество их не принципиально, поэтом без ограничения общности будем считать, что их 20 человек) и объявил им следующее:
Завтра их всех построят в одну шеренгу и завяжут глаза, затем каждому на голову наденут колпак черного или белого цвета и снимут повязки. Каждый сможет видеть цвет колпака стоящих впереди него, но не может видеть свой колпак и колпаки тех, кто сзади. Каждому в шеренге зададут вопрос: Какого цвета на тебе колпак? Если мудрец ответит правильно, его оставят в живых. Если неправильно, значит он недостоин быть мудрецом и его казнят. Какую стратегию надо избрать мудрецам, что как можно больше из них остались в живых? На размышления и совещания им дается ровно одна ночь.















ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

1) Имеем три утверждения:

1) Сергей занял не первое место; 2) Василий занял не второе место;

3) Алексей занял второе место. Из них только одно верное, а два

других - не верные.

Предположим, что утверждение (3) - верное, а утверждения (1) и (2)

неверные. Тогда Алексей занял второе место, Сергей - первое место,

а Василий - второе место.

Следовательно, ни один из ребят не занял третье место, что

противоречит условию задачи. Предположим, что утверждение (2)

- верное, а (1) и (2) - неверные утверждения.

Значит, Василий занял или первое или третье .место, Сергей занял

первое, а Алексей - первое или третье место. Получили, что ни один

из ребят не занял второе место. Противоречие.

Пусть верно утверждение (1), а (2) и (3) – не верные.

Тогда Сергей занял либо второе, либо третье место, Василий занял

второе место, а Алексей -первое или третье место. Таким образом,

легко видеть, как распределились места:

первое - Алексей, втрое - Василий, третье - Сергей.


2) Есть восемь комбинаций, когда произведение трёх чисел даёт 36:

3х3х4, 1х1х36, 12х3х1, 2х2х9, 6х3х2, 6х6х1, 9х4х1, 18х2х1.

После подсказки о том, что сумма возрастов равна номеру дома, а

он известен сведений всё равно недостаточно, следовательно,

такую сумму дают как минимум две комбинации из всех возможных.

Единственным числом, которому в сумме равны две комбинации

чисел, является 13 (6+6+1 и 2+2+9). Последняя

подсказка исключает первый вариант, следовательно, возраст

детей: 2, 2 и 9 лет.


3) Пирог испёк Толя. При этом Андрей, Витя и Юра сказали правду.

Решение. Рассмотрим отдельно три возможных случая:

Андрей и Витя оба лгут. Это значит, что Толя говорит правду,

Дима лжёт, Юра говорит правду.

Один из ребят (Андрей или Витя) говорит правду, а второй лжёт.

В этом случае Толя лжёт, Дима говорит правду, Юра лжёт.

Андрей и Витя оба говорят правду.

Тогда Толя и Дима лгут, Юра говорит правду.

Правду говорят трое из братьев. Значит, только этот случай мог

Иметь место. Поскольку Андрей говорит правду, то пирог испёк

либо Витя, либо Толя. Однако Витя (а он, как мы выяснили, тоже

говорит правду) отрицает, что он это сделал. Значит, пирог испёк

Толя. При этом Андрей, Витя и Юра сказали правду.


4) Предположим, что Андрей сказал правду, т.е. что стекло действительно разбил Виктор, тогда все остальные ребята солгали, т.е. получим, что Марат не виноват, стекло разбил Денис. А это противоречит утверждению Андрея. Следовательно, Андрей солгал.

Предположим теперь, что правду сказал Виктор, т.е. стекло разбил Марат, тогда остальные ребята солгали и легко видеть, что стекло разбил Денис, что невозможно.

Предположим, что Денис сказал правду, т.е. он не разбивал стекло, тогда Виктор не разбивал стекло, Марат не виноват, Виктор – не лжёт, т.е. Марат разбил стекло. Противоречие.

Пусть Марат сказал правду, тогда стекло разбил Денис, а Виктор, Марат и Андрей не виноваты, что легко получить из первых трёх утверждений. Ответ: Денис разбил стекло


5) Заполняем таблицу по условию. Из условия задачи следует, что

молоко не в бутылке, не в стакане и не в банке. Лимонад не в банке и не в кувшине. Вода не в бутылке и не в банке.


бутылка

стакан

кувшин

банка

Молоко

0

0


0

Лимонад



0

0

Квас





Вода

0



0








Продолжая заполнять таблицу, получаем окончательно.



бутылка

стакан

кувшин

банка

Молоко

0

0

1

0

Лимонад

1

0

0

0

Квас

0

0

0

1

Вода

0

1

0

0







Ответ. 1) МОЛОКО В КУВШИНЕ, 2) ЛИМОНАД В БУТЫЛКЕ,

3) КВАС В БАНКЕ, 4) ВОДА В СТАКАНЕ.

6) Выигрывает Малыш независимо от своей игры и игры Карлсона: так как 101 - простое число, то любые 2 числа с суммой 101 будут взаимно просты

7)Таня и Коля переправляются через реку (10 мин). Коля остаётся заниматься своим делом, а Таня переправляется обратно через реку (ещё 10 мин). На этом берегу, она чистит картофель и рыбу для ухи. Папа с рюкзаком перебирается на противоположный берег (10 мин). К этому времени Коля заканчивает своё дело и едет за Таней (10 мин). Папа занимается палаткой. К моменту прибытия Коли Таня заканчивает свою работу, - они переправляются к папе (10 мин). Всего понадобилось 50 мин.


8) По условию, сундук с камнями левее красного, а сундук с книгами правее красного. Значит, красный сундук стоит посередине и в нем лежат золотые монеты. Так как зеленый и синий сундук – крайние и зеленый стоит левее синего, то зеленый – крайний слева, а синий – крайний справа. Вспоминая, что камни левее, а книги правее красного сундука, приходим к выводу, что камни лежат в зеленом, а книги – в синем сундуке.

Ответ: в синем


9) Цифру 1 надо иметь на обоих кубиках, чтобы писать 11. Точно так же нужно иметь на обоих кубиках 2, чтобы писать 22. На обоих кубиках нужен и нуль, чтобы писать

01, 02, …, 09. Остается из 12 граней двух кубиков свободных 6 граней, на которых надо разместить 7 цифр: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Задача кажется неразрешимой. Однако нам не нужна девятка: ее заменяет перевернутая шестерка.


10) шоколадных конфет и 19 карамелей (Ш > 11, К > 19, Ш + К > 30)


11) Поскольку мест в автобусах не осталось, число детей, выехавших в каждом из двух направлений, кратно числу мест в автобусе, Следовательно, число мест в автобусе - общий делитель чисел 115 и 138, Для отыскания общего делителя воспользуемся правилом; общий делитель двух чисел является также общим делителем этих чисел и их разности,138 -115 = 23. Всего автобусов с детьми было: (115+ 138)/23 = 11 автобусов.


12) анное число делится на 3, но не делится на 9. Значит, оно не может быть квадратом целого числа.


13)Точное время механические часы будут показывать, когда «убегут» на 12 часов, т.е. на 12 х 60 = 120 (минут). Тогда пройдёт 720 : 3 = 240 (суток).


14) У Дины зеленое платье, у Нади— розовое, у Олеси — голубое, у Ани — белое.


15) обозначим пары соотвественно: 1м 1ж 2м 2ж 3м 3ж. берег на котором все стоят сначала - 1б, противоположный - 2б
1. 1м и 1ж. 1б: 2м 2ж 3м 3ж. 2б:1м 1ж 1м едет обратно. 1б: 1м 2м 2ж 3м 3ж. 2б:1ж
2. 2ж и 3ж. 1б: 1м 2м 3м. 2б:1ж 2ж 3ж 3ж едет обратно. 1б: 1м 2м 3м 3ж. 2б:1ж 2ж
3. 1м и 2м. 1б: 3м 3ж. 2б:1м 1ж 2м 2ж 2м и 2ж едут обратно. 1б: 2м 2ж 3м 3ж. 2б:1м 1ж
4. 2м и 3м. 1б: 2ж 3ж. 2б:1м 1ж 2м 3м 1ж едет обратно. 1б: 1ж 2ж 3ж. 2б:1м 2м 3м
5. 1ж и 2ж. 1б: 3ж. 2б:1м 1ж 2м 2ж 3м 2ж едет обратно. 1б: 2ж 3ж. 2б:1ж 1м 2м 3м
6. 2ж и 3ж. Все на том берегу.


16) Если велосипед украл Коля, то Саша и Юра говорят правду. Если украл Саша, то и Коля и Юра говорят правду. Если украл Юра, то правду говорит только Саша. Значит вор - Юра.


17) Из условий следует, что найдутся 7 школьников, решивших 35 – 6 = 29 задач. Так как 29 = 4 • 7 + 1, то найдется школьник, решивший не менее пяти задач.


18) Вот стратегия, которой надо придерживаться мудрецам: последний в шеренге мудрец считает количество черных колпаков впереди себя. Если это количество четное, то он говорит, что на нем черный колпак, если нечетное, то говорит, что колпак белый. Точного ответа он все равно не знает, поэтому отвечает именно так (такая была выработана стратегия). Допустим, число было четным, и он сказал, что колпак черный. Если угадал - остался в живых, не угадал - значит, не повезло. Предпоследний мудрец слышит этот ответ и считает количество черных колпаков впереди себя.
Если количество осталось четным, значит, он точно знает, что на нем белый колпак. Если количество нечетное, значит, колпак черный. Точно также поступают и остальные мудрецы.
В худшем будет казнен только один мудрец: тот, который отвечал первый. В лучшем - все останутся живы.








Выбранный для просмотра документ 12 урок.doc

библиотека
материалов

Тип урока: Урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Цель урока: Знакомство с основными понятиями логики и основными логическими операциями.

Задачи урока:



а) Образовательные:

  • обеспечить в ходе урока усвоение и первичное закрепление новых понятий

б) Развивающая:

  • формирование учебных навыков обобщения имеющейся информации;

  • развитие умений выделять главное в новом изучаемом материале

в) Воспитательная:

  • формирование отношения сотрудничества при групповой работе;

  • аккуратность, бережное обращение с техникой.

г) Здоровьесберегающая:

  • соблюдение санитарно – гигиенических требований к уроку информатики, помещению, к присутствующим.




Ход урока:

1. Организационный момент. Подготовка учащихся к усвоению. 3 мин

2. Изучение нового материала. 5 мин

Решение задач В4 по теме «Алгебра логики»

1. (Информатика: ЕГЭ-2009: Самые новые издания/ авт.-сост. О.В. Ярцева, Е.Н. Цикина. – М.: АСТ: Астрель, 2009.)

Вhello_html_m53b71b42.gif4 (вариант 1). Найдите единственное решение системы логических уравнений:

A B (D B)  (A C) = (B D) (A C),

A C = (B D).

Ответ запишите в виде строки из четырех символов: значений переменных A, B, C, D (в указанном порядке). Так, например, строка 1101 соответствует тому, что
А = 1, В = 1, С = 0, D = 1.

Решение

Пhello_html_2d6c0cd8.gifhello_html_540f86b9.gifhello_html_m17986589.gifhello_html_1b929c23.gifопробуем упростить первое уравнение системы:

A B (D B)  (A C) = (B D) (A C)

hello_html_m3d18d394.gif

hello_html_m22128fed.gifhello_html_m22128fed.gif



Получаем:

Ahello_html_m2c329788.gifhello_html_m495ac6d3.gif (B D B B) A C = B D A C;

A (B D B B) A C = B D A C

hello_html_m3864756e.gif



hello_html_m1e275928.gif

Получаем:

Ahello_html_50100009.gif (B D 0) A C = B D A C;





Получаем:

A B D C = B D A C;

Пhello_html_2427a3e3.gifреобразуем второе уравнение системы:

A C = (B D);

hello_html_m535699d4.gif



Получаем:

A C = B D;

Тhello_html_4502b04a.gifhello_html_4502b04a.gifаким образом имеем систему уравнений:

A B D C = B D A C,

Ahello_html_m7242182c.gif C = B D;

A C B D = B D A C,

Ahello_html_m7242182c.gifhello_html_m22b4fe13.gif C = B D;

B ( D B) D = B D A C,

hello_html_6a49d9ee.gif

Ahello_html_2427a3e3.gif C = B D;

(B  D) (B B) D = B D A C,

hello_html_m7bc85a49.gif

Ahello_html_m42d3f2b6.gif C = B D;



(hello_html_53ccbf8b.gifhello_html_53ccbf8b.gifB  D) 0 D = B D A C,

A C = B D;

B D A C = 0,

A C = B D.

Рассмотрим первое уравнение: B D A C = 0. Конъюнкция четырех переменных равна нулю в единственном случае – когда значение В = 0, D = 0, А = 0 и C = 0. Значит, А = 0,
В = 0, С = 1 и D = 1.

Проверим, являются ли найденные значения решением второго уравнения:

0 0 = 0 0;

0 = 0 – истинное равенство. Ответ: 0011.

Примеры заданий для самостоятельного решения:

(Информатика: ЕГЭ-2009: Самые новые издания/ авт.-сост. О.В. Ярцева, Е.Н. Цикина. – М.: АСТ: Астрель, 2009.)

1. Сколько решений имеет система уравнений:

hello_html_m164c9b6f.gif(A E) (B D) = B B C (E B C D),

C = 1.

В ответе не нужно перечислять все различные наборы значений А, В, С, D, Е, являющиеся решением, а только указать количество таких наборов.

2. Укажите значения переменных А, В, С, D, при которых логическое выражение

(А С) D)) ложно. Ответ запишите в виде строки из четырех символов: значений переменных A, B, C, D (в указанном порядке). Так, например, строка 1101 соответствует тому, что А = 1, В = 1, С = 0, D = 1.

3. Сколько различных решений имеет уравнение

(А В С) (D (B A)) = 0, где А, В, С, D, Е – логические переменные?

В ответе не нужно перечислять все различные наборы значений А, В, С, D, Е, являющиеся решением, а только указать количество таких наборов.

4. Сколько различных решений имеет уравнение

В Е С D (A A ) = 1, где А, В, С, D, Е – логические переменные?

В ответе не нужно перечислять все различные наборы значений А, В, С, D, Е, являющиеся решением, а только указать количество таких наборов.

Ответы

задания

1

2

3

4

Правильный ответ

5

0110

4

14



3. Подведение итогов урока. Рефлексия. 3 мин

4. Информация о домашнем задании. 2 мин

  1. Вклеить опорный конспект в рабочую тетрадь.

  2. Записать в тетрадь таблицы истинности изученных функций. Что это такое и как их составлять, будет разобрано на следующем уроке.

  3. Выполнить творческое задание: придумать по одному высказыванию, которому можно было бы поставить в соответствие одну из основных логических функций.



4



Выбранный для просмотра документ 12.1 урок.doc

библиотека
материалов

Урок 12

Класс: 11

Тема: Базы данных. Табличные базы данных. Иерархические и сетевые базы данных Система управления базами данных Access. Создание базы данных. Создание структуры базы данных

Вводно–мотивационный этап.

Цель:

1. Рассмотреть назначение и возможности баз данных Access.

2. Научится создавать табличные базы данных.

Задачи данного урока.

  1. Научиться запускать Access 2000.

  2. Познакомиться с окном базы данных.

  3. Уметь открывать таблицы.

  4. Научиться создавать новые объекты.

  5. Уметь выходить из Access 2000.

Учащиеся должны:

1) описывать назначение и возможность баз данных;

2) уметь создавать табличные базы данных (типа базы данных «Записная книжка»).

Дидактические основания урока.

Методы обучения: объяснительно–иллюстративный, эвристический.

Тип урока: комбинированный.

Формы учебной работы: фронтальная, индивидуальная.

Средства обучения.

Программные: Microsoft Access.

План урока.

  1. Орг. момент……………………….............2 мин.

  2. Постановка цели урока…………………..1 мин.

  3. Объяснение нового материала…………..35мин.

  4. Подведение итогов урока………………..1мин.

  5. Определение домашнего задания……….1мин.

Содержательно-деятельностный компонент урока.

1. Орг. момент.

2. Постановка цели урока.

3. Объяснение нового материала.

База данных (БД) - совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимо от прикладных программ. Система управления базами данных (СУБД) - комплекс программ и языковых средств для создания, ведения и использования БД. Основная особенность СУБД - это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Часто для работы с БД используются не СУБД, а созданные с их помощью информационные системы, которые обеспечивают работу с информацией, регламентируя доступ к структуре БД.

В состав документа Access входят следующие объекты:

  • Таблицы. В файлах Access информация хранится в форме таблицы, строки которой называются записями, а столбцы – полями.

  • Формы, отображающие содержимое таблиц или запросов в более удобном для восприятия виде.

  • Запросы, при помощи которых можно произвести выборку данных, соответствующих некоторому критерию.

  • Отчеты, предназначенные для печати записей таблиц и запросов.

Использование разнообразных мастеров упрощает создание таблиц, форм, отчетов и запросов.

Access обеспечивает рассылку информации по электронной почте, а также позволяет создавать и редактировать базы данных большого объема.


Главное окно Microsoft Access.

hello_html_106d6e24.png

Рис. 1. Главное окно программы Access.

Рассмотрим основные элементы интерфейса этого приложения:

  • Строка меню Access hello_html_106d6e24.png

  • Панель инструментов Access hello_html_106d6e24.png

Начало работы с базой данных.

Запустив программу Access, вы можете открыть существующую базу данных или создать новую.

Выполните следующие действия:

  • Воспользуйтесь командой hello_html_106d6e24.png

  • В диалоговом окне Файл новой базы данных, которое автоматически выводится на экран, укажите папку, куда будет записан документ.

  • Введите в том же окне название БД.

  • Щелкните по кнопке Создать.

После сохранения файла в окне базы данных появятся списки объектов (таблиц, форм, отчетов и др.), из которых она состоит.


hello_html_m2930ff2b.png


Рис. 2. Баз данных еще не заполнена.

Создание таблицы в базе данных.

Эту операцию можно провести в двух режимах: таблицы и конструктора.

Выполните следующие действия:


  • Щелкните по кнопке Таблицы на боковой панели Объекты в окне базы данных. Откроется вкладка Таблицы.

  • Щелкните двойным щелчком левой кнопки мыши по значку Создание таблицы в режиме конструктора.

  • Появится окно, в котором указываются поля создаваемой таблицы, а также типы данных и свойства для каждого поля.



hello_html_m3d633b13.png


Рис. 3. Окно построения таблицы.

Сохранение таблицы.

После создания таблицы её необходимо сохранить:

Выполните следующие действия:

  • Выберите пункт Сохранить в меню Файл.

  • Введите имя новой таблицы в диалоговом окне Сохранение.

  • Щелкните по кнопке OK – таблица будет добавлена в список.


Создание БД «Школа».

    • Создадим базу данных «Школа», используя основные моменты построения, рассмотренные выше.


hello_html_7603ea52.png

    • Создадим таблицу «Школа» с помощью режима конструктора, указав поля создаваемой таблицы.


hello_html_m27be6ac7.png

    • Указав поля, получим следующую таблицу.

hello_html_4b0e0fef.png


    • Аналогично таблице «Школа» создадим ещё две таблицы.

Таблица «Улицы».

hello_html_m5c163a8c.png


Таблица «Оценки».

hello_html_m868fdf3.png


4. Подведение итогов урока.

5. Определение домашнего задания.hello_html_m4d466bb7.png

Выбранный для просмотра документ 13 урок.doc

библиотека
материалов

21.10.2011г. Урок 13 11 класс

Урок информатики по теме Логические основы устройства компьютера. Базовые логические элементы "Базовые логические элементы"

Цели урока: Образовательные: сформировать у учащихся представление об устройствах элементной базы компьютера; сформировать навыки построения логических схем. Развивающие: формировать развитие алгоритмического мышления; развивать мировоззрение (т.е. способствовать формированию взглядов на окружающий мир); продолжать способствовать развитию ИКТ - компетентности: уметь извлекать пользу из образовательного опыта, уметь получать и обрабатывать информацию, уметь сотрудничать и работать в группе, уметь использовать информационные технологии. Воспитательные: продолжить формирование познавательного интереса к предмету информатика; воспитывать личностные качества: активность, самостоятельность, аккуратность в работе; продолжить воспитание молодых граждан к жизни в быстро изменяющемся информационном мире.

Требования к знаниям и умениям: Учащиеся должны знать: основные базовые элементы логических схем; правила составления логических схем. Учащиеся должны уметь: составлять логические схемы.

Тип урока: урок изучения нового материала

Вид урока: комбинированный

Методы организации учебной деятельности:

  • фронтальная;

  • индивидуальная;

  • групповая.

Программно-дидактическое обеспечение:

ПК, тесты с заданиями, презентация по теоретическому материалу.

Ход урока

I. Постановка целей урока.

Вступительное слово учителя.

Сегодня мы продолжаем с вами  продолжаем изучение главы “Основы логики и логические основы компьютера”.  Тема урока “Базовые логические элементы”.  Мы узнаем:

1.Каким образом алгебра логики связана с компьютером? 2.Почему компьютер не был изобретён раньше?

II. Проверка домашнего задания

Дома вам необходимо было повторить основные понятия логики, определения, законы. (Выполнение теста по теме “Основы логики”, созданный в приложении электронные таблицы).

Тест Вариант 1. Приложение 1 Вариант 2. Приложение 2

III. Изложение нового материала. Приложение 3

Над применением логики в технике учёные и инженеры задумывались уже давно. Ещё в 1910 году, голландский физик Пауль Эренфест (1880-1933) писал:

“ … Пусть имеется проект схемы проводов автоматической телефонной станции. Надо определить:

  • будет ли она правильно функционировать при любой комбинации, могущей встретиться в ходе работы станции;

  • не содержит ли она излишних осложнений. Каждая такая комбинация является посылкой, каждый маленький коммутатор есть логическое “или-или”, воплощённое в эбоните и латуни; всё вместе система чисто качественных … “посылок”, ничего не оставляющая желать в отношении сложности и запутанности… правда ли, что, не смотря на существование алгебры логики, своего рода “алгебра распределительных схем” должна считаться утопией?” Созданная позднее Михаилом Александровичем Гавриловым (1903-1079) (в 1925 г. Закончил МВТУ им.Н.Э.Баумана в звании инженера – электрика) теория релейно-контактных схем показала, что это вовсе не утопия. (Эта работа была опубликована АН в 1950 году.)

Посмотрим на микросхему. (Годом рождения полупроводниковой микросхемы, принято считать, 1959 год. Авторами изобретения, радикально изменившего образ жизни человечества, стали американские инженеры Джек Килби (Jack Kilby), работавший в то время в компании Texas Instruments, и будущий основатель корпорации Intel Роберт Нойс (Robert Noyce). Дорогу к созданию микросхемы проложило изобретение полупроводникового транзистора в 1947 году работавшими в Bell Laboratories американскими учеными Джоном Бардином, Уильямом Шокли и Уолтером Браттейном. До этого большинство электронных устройств строилось на базе громоздких электронных ламп, потреблявших огромное количество электроэнергии. Транзистор позволял усиливать электрические сигналы и стал удобной, дешевой и эффективной заменой вакуумным приборам.

На первый взгляд ничего того, что нас удивило бы, мы не видим. Но если рассматривать её при сильном увеличении она поразит нас своей стройной архитектурой. Хотя компьютерные микросхемы выглядят абсолютно плоскими керамическими пластинками, (кремний является самым распространенным на земле элементом после кислорода и используется в производстве микросхем, поскольку он является естественным полупроводником.) на них может находиться более 20 уровней сложных электрических цепей и транзисторов.
Что бы понять, как она работает, вспомним, что компьютер работает на электричестве, т.е. любая информация представлена в виде электрических импульсов. Поговорим о них. С точки зрения логики электрический ток либо течёт, либо не течёт; электрический импульс есть или его нет; электрическое напряжение есть или его нет. В связи с этим поговорим о различных вариантах управления включением и выключением обыкновенной лампочки. Для этого рассмотрим электрические контактные схемы, реализующие логические операции.

В рабочих тетрадях учащиеся чертят таблицу и по ходу объяснения заполняют её.

Таблица

1 схема (составляем в основной таблице таблицу истинности).

1) Оба контакта в положении “включено”. Тогда ток через лампочку идёт и она горит.

2) Первый контакт в положении “включено”, второй – в положении “выключено”. Ток не идёт, лампочка не горит.

3) Оба контакта в положении “выключено”. Тока нет. Лампочка не горит.

Вывод: первая схема реализует логическую операцию “И”.

2 схема (составляем в основной таблице таблицу истинности).

1) Оба контакта в положении “включено”. Ток через лампочку идёт и она горит.

2) Первый контакт в положении “включено”, второй – а положении “выключено”. Ток идёт, лампочка горит.

3) Обратная ситуация. Первый контакт в положении “выключено”, второй – в положении “включено”. Ток идёт, лампочка горит.

4) Оба контакта в положении “выключено”. Тока нет. Лампочка не горит.

Вывод: вторая схема реализует логическую операцию “ИЛИ”.

3 схема (составляем в основной таблице таблицу истинности).

В этом устройстве в качестве переключателя используется автоматический ключ. Когда тока в нём нет, пластинка замыкает контакты и лампочка горит. Если на ключ подать напряжение, то вследствие явления электромагнитной индукции пластинка прижимается и цепь размыкается. Лампочка не горит.

Вывод: третья схема реализует логическую операцию “НЕ”.

Недостатками контактных схем являлись их низкая надёжность и быстродействие, большие размеры и потребление энергии. Поэтому попытка использовать такие схемы в ЭВМ не оправдала себя. Появление вакуумных и полупроводниковых приборов позволило создавать логические элементы с быстродействием от 1 миллиона переключений в секунду. Именно такие электронные схемы нашли своё применение в качестве элементной базы ЭВМ. Вся теория, изложенная для контактных схем, была перенесена на электронные схемы. Элементы, реализующие базовые логические операции, назвали базовыми логическими элементами или вентилями и характеризуются они не состоянием контактов, а наличием сигналов на входе и выходе элемента. Их названия и условные обозначения являются стандартными и используются при составлении и описании логических схем компьютера.

Почему необходимо уметь строить логические схемы?

Дело в том, что из вентилей составляют более сложные схемы, которые позволяют выполнять арифметические операции и хранить информацию. Причем схему, выполняющую определенные функции, можно построить из различных по сочетанию и количеству вентилей. Поэтому значение формального представления логической схемы чрезвычайно велико. Оно необходимо для того, чтобы разработчик имел возможность выбрать наиболее подходящий ему вариант построения схемы из вентилей. Процесс разработки общей логической схемы устройства (в том числе и компьютера в целом), становится иерархическим, причем на каждом следующем уровне в качестве "кирпичиков" используются логические схемы, созданные на предыдущем этапе.

Алгоритм построение логических схем. Приложение 3

  1. Определить число логических переменных.

  2. Определить количество базовых логических операций и их порядок.

  3. Изобразить для каждой логической операции соответствующий ей вентиль.

  4. Соединить вентили в порядке выполнения логических операций.

Пример 1.

Составить логическую схему для логического выражения: F=A v B & A.

  1. Две переменные – А и В.

  2. Две логические операции: 1-&, 2-v.

  3. Строим схему:

hello_html_m3e3d9877.png

Пример 2.

Постройте логическую схему, соответствующую логическому выражению F=А&Вv hello_html_m6eaf9c30.png(ВvА). Вычислить значения выражения для А=1,В=0.

  1. Переменных две: А и В;

  2. Логических операций три: & и две v; А&Вv hello_html_m6eaf9c30.png(Вv А).

  3. Схему строим слева направо в соответствии с порядком логических операций:

hello_html_4b0052bf.png

  1. Вычислим значение выражения: F=1&0v hello_html_m6eaf9c30.png

(0v1)=0

Закрепление изученного материала

Задание 1.

Постройте логические схемы, соответствующие логическим выражениям и найдите значения логических выражений:

  1. F=AvB& hello_html_m6eaf9c30.pngC, если А=1, В=1, С=1. (1)

  2. F= ¬(AvB&C),если А=0, В=1, С=1. (1)

hello_html_m20f0c7c7.png

Задание 2.

Составить логические выражения по логическим схемам:

hello_html_m475b5a25.png

F= hello_html_m6eaf9c30.png(A & B v B&)

Данное логическое выражение можно упростить, применяя закон дистрибутивности:

F= hello_html_m6eaf9c30.png(B&(A v C) и тогда логическая схема примет вид:

hello_html_4a50b2bb.png

Вывод: Логические схемы, содержащие минимальное количество элементов, обеспечивают большую скорость работы и увеличивают надёжность устройства.

Алгебра логики дала конструкторам мощное средство разработки, анализа и совершенствования логических схем. Проще, и быстрее изучать свойства и доказывать правильность работы схемы с помощью выражающей её формулы, чем создавать реальное техническое устройство.

Проверка усвоения изученного материала:

(Выполнение теста по теме “Базовые логические элементы и схемы” созданный в приложении электронные таблицы).

Вариант 1. Приложение 4

Вариант 2. Приложение 5

Итоги урока

Ответим на поставленный в начале урока вопрос:

1.Каким образом алгебра логики связана с компьютером?

2.Почему компьютер не был изобретён раньше?

Оценка работы класса.

  • F= AvB&C, если А=1, В=0, С=1;

  • F= (AvB)&(CvB), если А=0, В=1, С=0;

  • F= (A&B&C), если А=0, В=0, С=1.

2.Составить логические выражения по схемам:

hello_html_19c05de.png

Список литературы

  1. Н.Угринович “Информатика и информационные технологии” 10-11 класс. Издательство Москва Бином. Лаборатория знаний. 2002 г.

  2. Н.Угринович, Л.Босова, Н.Михайлова “Практикум по информатике и информационным технологиям” Издательство Москва Бином. Лаборатория знаний. 2002 г.

  3. О.Л.Соколова “Поурочные разработки по информатике” Москва “ВАКО” 2006 г.

Домашнее задание:

§ 3.7.1

1.Построить логические схемы по формулам:


Выбранный для просмотра документ 14 урок.doc

библиотека
материалов

22.10.2011г. 14 урок 11 класс


Тема урока: Ввод и редактирование данных. Использование формы для просмотра и редактирования записей. Создание документов в текстовых редакторах.

Цель урока: дать понятия учащимся о создании документов.


ХОД УРОКА.

  1. Оргмомент.

Дежурство, отсутствующие.

  1. Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос учащихся по материалу пройденному на прошлом уроке.

  1. Работа над темой урока

Теоретическая часть.
Текстовые редакторы. Для обработки текстовой информации на компьютере используются приложения общего назначения текстовые редакторы. Текстовые редакторы позволяют создавать, редактировать, форматировать, сохранять и распечатывать документы.
Простые текстовые редакторы позволяют редактировать текст, а также осуществлять простейшее форматирование шрифта.
Более совершенные текстовые редакторы, которые называют иногда текстовыми процессорами, имеют широкий спектр возможностей по созданию документов (вставка списков и таблиц, средства проверки орфографии, сохранение исправлений и др.).
Для подготовки к изданию книг, журналов и газет в процессе макетирования издания используются мощные программы обработки текста настольные издательские системы. Для подготовки к публикации в Интернете Web-страниц и Web -сайтов используются . Web -редакторы.
Способы создания документов. В текстовых процессорах для создания документов многих типов со сложной структурой (письма, резюме, факсы и т. д.) используются мастера. Разработка документа с помощью мастера производится путем внесения необходимых данных в последовательно появляющиеся диалоговые панели. Например, можно использовать мастер создания календаря, который должен разместить на странице в определенном порядке обязательный набор надписей (год, месяц, дата и др.). Создание документов можно производить с помощью шаблонов, т. е. пустых заготовок документов определенного назначения. Шаблоны задают структуры документов, которые пользователь заполняет определенным содержанием. Текстовые процессоры имеют обширные библиотеки шаблонов для создания документов различного назначения.
Однако в большинстве случаев для создания документов используется пустой шаблон Новый документ, который пользователь заполняет содержанием по своему усмотрению.
Выбор параметров страницы. Любой документ состоит из страниц, поэтому в начале работы над документом необходимо задать параметры страницы: формат, ориентацию и размеры полей. Формат страниц документа определяет их размеры. При создании реферата или заявления целесообразно выбрать формат страницы А4 (21 х 29,7 см), который соответствует размеру стандартного листа бумаги для принтера. для объявлений и плакатов подходит формат АЗ, размер которого в два раза больше стандартного листа. для писем можно выбрать формат А5, который в два раза меньше стандартного листа. Ориентация задает расположение страницы на экране монитора. Существуют две возможные ориентации страницы книжная и альбомная. для обычных текстов чаще всего используется книжная ориентация, а для таблиц с большим количеством столбцов альбомная. На странице можно установить требуемые размеры полей, которые определяют расстояния от краев страницы до границ текста. Колонтитулы и номера страниц. Для вывода на каждой странице документа одинакового текста удобно использовать верхний и нижний колонтитулы. Расстояния от краев страницы до колонтитулов можно изменять. Страницы документа рекомендуется нумеровать, причем номера можно размещать вверху или внизу страницы по центру, справа или слева.

Домашнее задание: §9.1.


Выбранный для просмотра документ 15 урок.doc

библиотека
материалов

29.10.2011г. Урок 15. 11 класс

Урок на тему:Сумматор двоичных чисел. Триггер.

Цель урока: Выяснить, как связаны алгебра логики и двоичная арифметика, изучить реализацию операции сложения двух, трёх двоичных цифр в устройстве компьютера, познакомиться с принципами работы полусумматора и одноразрядного сумматора.

Общие замечания к уроку. Материал данного урока сложен теоретически, поэтому важно, чтобы ученики как можно больше этапов урока выполнили самостоятельно, а учителю отводится роль ведущего, направляющего деятельность обучающихся. Когда ученики не только слушают учителя, а сами приходят к основным выводам, участвуют в получении новой информации, результаты освоения намного выше.

Примерный ход урока. Проверьте, есть ли вопросы по домашнему заданию (3-5 минут).

Полусумматор (10 минут) На прошлом уроке учащиеся познакомились с простыми электрическими цепями, выполняющими функции элементарных логических элементов.

Можно задать вопрос ученикам: Как связана алгебра логики и тот факт, что компьютер работает с информацией, представленной в двоичном коде, а вычислительный процесс производится в двоичной системе счисления? Наверняка Вы получите правильный ответ. Если нет – воспользуйтесь объяснением, приведённым в учебнике.

В учебнике представлена таблица сложения одноразрядных двоичных чисел, можно вывести её на экран и предложить учащимся разобраться, что означают столбцы S и Р, если складывать значения одноразрядных двоичных чисел А и В.

Предложите ученикам составить формулы для вычисления значений Р и S, они следуют из таблиц истинности. Затем пусть ученики построят логическую схему, на вход которой подаются сигналы А и В, а на выходе получаются P и S. Для проверки выведите на экран схему, представленную на рис. 2.6.

Сообщите, что полученная схема моделирует работу полусумматора двоичных чисел, покажите его схематичное обозначение. Обсудите, почему устройство так называется?

Сумматор (25 минут). Предложите подумать над следующим вопросом: можно ли воспользоваться полусумматором для выполнения суммы двоичных чисел, состоящих из нескольких цифр, т.е. многоразрядных двоичных кодов? Очевидно, что нет, так как устройство полусумматора не учитывает переносимой единицы.

Вспомните механизм выполнения сложения многоразрядных двоичных чисел, разберите пример, подобный тому, что приведён в учебнике, обратите внимание учащихся на случай переноса 1 в следующий разряд.

Сообщите, что для реализации суммы одноразрядных чисел с учётом переносимой единицы используется устройство одноразрядный сумматор, и предложите подумать, как должна выглядеть схема одноразрядного сумматора, сколько у него должно быть входов и выходов? Пусть ученики сами построят схематичное изображение одноразрядного сумматора.

Для более детального изучения сумматора предложите ученикам заполнить таблицу сложения 3-х одноразрядных двоичных чисел, где 3-е число (Р0) обозначает переносимую цифру (из предыдущего результата сложения). Получите таблицу, аналогичную табл. 2.2 параграфа.


A

B

P0

P

S

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

Из данной таблицы можно получить логические формулы для P(A,B,P0) и S(A,B,P0). Для вывода формул используют метод синтеза логических формул по таблице истинности: составляют логические выражения для всех строк таблицы, где функция имеет значение 1, и объединяют их операцией дизъюнкция. Затем упрощается выражение. Для Р получаем:

P(A,B,P0) = A&B V B&P0 V A&P0 V A&B&P0 = B&P0 V A&P0 V A&B&(1V P0)=
A&B V B&P0 V A&P0

Для S выражение можно быстро получить, если проанализировать строки с номерами 1,2,3,5. Нетрудно заметить, что эти строки соответствуют операции AVBV P0, за исключением строк 4,6,7, где S=0, а P0=1, что выражается формулой: (AVBVP0)&¬ P0. Строке8 соответствует выражение: A&B&P0. Общее выражение для S:

S= (AVBVP0)&¬ P0V (A&B&P0)

Предложите ученикам построить логическую схему, реализующую сложение 3-х двоичных цифр с использованием полусумматоров.

На вход первого ПС подаются значения А и В, в результате получаются промежуточные значения S’ и P’. Значение S’ суммируется с P0 (третьей двоичной цифрой), в результате получается значение S, а полученное значение переносимого разряда, обозначенное как P”, логически складывается с P’. В результате получаем схему, представленную в учебнике на рис. 2.7. Отмечаем, что данная схема - модель реализации сложения 3-х двоичных цифр с использованием полусумматоров.


Элемент памяти триггер. Сумматор. Триггер — это логическое устройство, способное хранить 1 бит информации. К триггерам относятся устройства, имеющие два устойчивых состояния. Простейший триггер — RS-триггер, образован из двух элементов И-НЕ (или ИЛИ-НЕ). Он позволяет запоминать 1 бит информации, поскольку информация в компьютере представляется в двоичном виде.

Cхема RS-триггера

hello_html_m16855240.png

Действие RS-триггера поясняется в приведенной ниже таблице истинности. S-вход установки (Set), R-вход сброса (Reset).

hello_html_m591577f.png

В обычном (исходном) состоянии на входы триггера поданы 1. Для записи информации на вход R подан 0. Для сброса информации и подготовки к приёму новой информации на вход S подается 0 и триггер вернётся в исходное состояние. Поскольку один триггер запоминает 1 бит информации, то для запоминания 1 байта (8 бит) нужно 8 триггеров, для запоминания 1 Кб (1024 байт) надо 8192 триггеров. Современные микросхемы ОЗУ способны запоминать десятки мегабайт информации

Сумматор. В целях максимального упрощения работы компьютера все многообразие математических операций сводится к сложению двоичных чисел. Поэтому главной частью процессора является сумматор. Сумматор — это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел. Сумматор служит, прежде всего, центральным узлом арифметико-логического устройства компьютера, однако он находит применение также и в других устройствах машины. Много разрядный двоичный сумматор, предназначенный для сложения много разрядных двоичных чисел, представляет собой комбинацию одноразрядных сумматоров, с рассмотрения которых мы и начнём.

Условное обозначение одноразрядного сумматора

 hello_html_mac42f04.png

При сложении чисел A и B в одном i-ом разряде приходится иметь дело с тремя цифрами:

цифра ai первого слагаемого;

цифра bi второго слагаемого;

перенос pi–1 из младшего разряда.

В результате сложения получаются две цифры:

цифра ci для суммы;

перенос pi из данного разряда в старший.

Таким образом, одноразрядный двоичный сумматор есть устройство с тремя входами и двумя выходами. Если требуется складывать двоичные слова длиной два и более бит, то можно использовать последовательное соединение таких сумматоров, причём для двух соседних сумматоров выход переноса одного сумматора является входом для другого.

Задача. Оперативная память компьютера — 32 Мб. Сколько триггеров она содержит?

    Решение: Представим 32 Мб в виде 2N : 32 Мб = 25 • 210 Кб = 25 • 210 • 210 байт = = 25 • 210 • 210 • 28 бит =232 . Следовательно, требуется 232 триггеров.

3hello_html_7b99a1cd.jpg. Решение задач.

Составить схемы логических элементов.

1hello_html_5f31f587.jpg)    У=x0 и (х1 или х2)

2)    У=(х0 и х1) или (х0 и  х2)

3)   У=не(х1 и х0 или х2) или х0 и х1

 Составить функцию по  логической  схеме?

 Триггер — это электронная схема, широко применяемая в регистрах компьютера для надёжного запоминания одного разряда двоичного кода. Триггер имеет два устойчивых состояния, одно из которых соответствует двоичной единице, а другое — двоичному нулю. Тhello_html_0.gifермин триггер происходит от английского слова trigger — защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется термин flip-flop, что в переводе означает "хлопанье". Это звукоподражательное название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить ("перебрасываться") из одного электрического состояния в другое и наоборот.

Самый распространённый тип триггера — так называемый RS-триггер (S и R, соответственно, от английских set — установка, и reset — сброс).  Он имеет два симметричных входа S и R и два симметричных выхода Q и hello_html_0.gif, причем выходной сигнал Q является логическим отрицанием сигнала. Пhello_html_m6464b64c.jpgоскольку один триггер может запомнить только один разряд двоичного кода, то для запоминания байта нужно 8 триггеров, для запоминания килобайта, соответственно, 8 х 210 = 8192 триггеров. Современные микросхемы памяти содержат миллионы триггеров.

Сумматор — это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел.

Сумматор служит, прежде всего, центральным узлом арифметико-логического устройства компьютера, однако он находит применение также и в других устройствах машины.

Одноразрядный сумматор.
Рассмотреть схему работы сумматора,.
    На схеме использованы следующие обозначения:
    В1 (вход 1) — первый операнд (слагаемое);
    В2 (вход 2) — второй операнд операции сложения;
    Пi — признак переноса 1 из предыдущего разряда;
    Пi+1 — признак, указывающий, будет ли осуществлен перенос в следующий разряд после выполнения операции сложения.

Домашнее задание. Изучить §2.1.2 (стр. 168-170), уметь объяснять принципы работы полусумматора и одноразрядного сумматора. Построить логическую схему реализации сложения 3-х двоичных цифр с использованием функций P и S (по формулам 3,4 учебника).

Практическое задание:

1. В среде электронной таблицы воспроизвести таблицу 2.1 для полусумматора, используя логические формулы (1), (2).

2. В среде электронной таблицы воспроизвести таблицу 2.2 для одноразрядного сумматора, используя логические формулы (3), (4).



Выбранный для просмотра документ 16 урок.docx

библиотека
материалов

Урок 2

Урок на тему: Поиск информации в БД.Ученики записывают в тетрадь число и тему урока.
Учащиеся самостоятельно знакомятся с материалом и конспектируют в тетрадь.

Выданный на листах материал.

Поиск записей в БД

Чаще всего для справки требуются не все записи, а только часть из них, удовлетворяющая некоторому условию. Это условие называют условием поиска, которое записывается в виде логического выражения с помощью знаков отношений (<, >, <=, >=, =, < >).
Логическое выражение – высказывание, относительно которого можно утверждать, истинно оно или ложно.
Простое логическое выражение: Фамилия = Иванов; стаж работы >= 10 и т.д.
Сложные логические выражения состоят из нескольких простых, соединенных логическими операциями И, ИЛИ, НЕ.
Например:

  1. (должность = оператор) И (стаж работы > 10) – истинно, когда истинны оба простых условия одновременно (все записи об операторах со стажем работы более 10 лет) .

  2. (должность = инженер) ИЛИ (должность = оператор) – истинно, когда истинно хотя бы одно из простых условий (все записи и об инженерах, и об операторах).

  3. НЕ (должность = сторож) – истинно, когда в скобках ложь и наоборот (все записи, кроме записей о сторожах).

Учащиеся выполняют на компьютерах вторую часть лабораторной работы.

Часть 2. Сортировка и поиск записей

Поиск записей

12. Можно осуществлять поиск данных в соответствии с заданными условиями. Такие условия называются фильтром. Например, нам нужны работники:

а) с должностью оператор: Данные – фильтр – автофильтр. Возле названий полей появятся треугольнички. Щелкните по треугольничку возле слова "должность" и выберите оператор. На экране останутся работники только с этой должностью. Вернуть все записи: Данные – Фильтр – отобразить все.

б) фамилии которых начинаются на К или Ш. Треугольник возле Ф.И.О. – условие – равно К* – или – равно Ш* На экране останутся только нужные записи. Вернуть все.

в) стаж работы которых >10 и <15. Выполните самостоятельно.

V. Обобщение изученного материала

На экране БД “Автомобилисты”.

Владелец

Модель

Номер

Дата регистрации

Домашний адрес

Федоров К.Р.

Ока

А557ММ-–55

19.02.2001

Лесной проезд, 8-14

Горохов Н.Н.

Жигули

К544МС-55

11.07.1992

Ленина, 3-87

Сидоров А.М.

Форд

К675АМ-55

01.10.2000

Маркса, 12-153

Левченко Н.Г.

Волга

М855АА-55

15.08.1996

Дианова, 7-45

Крайнова Т.В.

БМВ

Н890ТМ-55

12.10.1996

Королева, 5-107

Кусков И.М.

Волга

Р709ОП-55

04.07.1993

Мира, 5-65

Подгорный С.Т.

БМВ

С676ПП-55

14.09.1999

Пушкина, 120-3

Сидоров А.М.

Жигули

Т661КА-55

23.05.2002

Ватутина, 6-12

Климов Г.П.

Волга

У402РР-55

15.09.1998

Красный путь, 78-47

Вопросы:

  • Сколько записей в БД?

  • Сколько полей в БД?

  • Какой они имеют тип?

  • Какое поле является ключевым?

  • По какому полю выполнена сортировка БД?

  • Какая запись окажется первой, если выполнить сортировку записей по моделям и по фамилиям?

  • Какие записи останутся на экране при поиске по условию

Дата регистрации < 01.01.1999
(Модель = Волга) И (Владелец = К*)
(Модель = Жигули ИЛИ Модель = БМВ) И (дата регистрации>01.01.1998)

VI. Домашнее задание

Готовиться к самостоятельной работе по теме.





Выбранный для просмотра документ 18 урок.doc

библиотека
материалов

3.11.2011г. 18 урок 11 класс

Урок на тему: Сортировка данных. Печать данных с помощью Отчетов

Цель работы

Приобретение навыков создания базы данных (БД), то есть создания структуры таблиц, составляющих БД, занесения в них информации, установки постоянных связей между таблицами.

Общие сведения.

Система управления базами данных (СУБД) Access – это СУБД реляционного типа.

БД в терминологии Access – это приложение, ориентированное на определенную категорию пользователей и состоящее из взаимосвязанных таблиц, в которых хранится вся необходимая для работы информация, запросов, обеспечивающих доступ к этой информации, а также элементов интерфейса: экранных форм, меню и отчетов. Кроме того, в состав приложения могут входить макросы и/или модули. БД Access – это файл с расширением mdb. Создание приложения начинается с создания таблицы. Не имея ни одной таблицы, бессмысленно говорить о создании всех остальных компонентов приложения.

Для создания таблицы необходимо выполнить две операции: создать структуру или определение таблицы и заполнить таблицу данными. Создать структуру новой таблицы можно самостоятельно в режиме конструктора или с помощью Мастера, который предоставляет образцы готовых таблиц. Первый способ рассматривается в лабораторной работе (ЛР), как основной, работу с Мастером студентам предлагается освоить самостоятельно (см. раздел "Задания для самостоятельной работы").

Создать структуру таблицы – значит задать информацию обо всех ее полях. Для каждого поля необходимо указать его имя (может совпадать с заголовком столбца), тип и свойства. Перечень свойств поля, которые можно задать, зависит от типа этого поля. В лабораторной работе рассматриваются поля трех типов: текстовые, числовые и дата/время.

Для текстовых и числовых полей обязательно указание размера поля. Для текстовых полей размер указывается в символах и может изменяться от 1 до 255, по умолчанию размер текстового поля задается равным 50.

Для числовых полей размер выбирается из списка типов чисел (числа могут находиться в разных диапазонах, быть целыми или с плавающей точкой).

Размер поля типа дата/время устанавливается автоматически. Для полей этого типа желательно установить такие свойства, как Формат поля – формат представления данных при выводе на экран и Маска ввода – символы, которые пользователь видит при вводе данных в поле. Значения этих свойств выбираются из соответствующих списков и не должны вступать в противоречие друг с другом.

Свойства Условие на значение и Сообщение об ошибке могут быть заданы для любых используемых в ЛР типов полей. В свойстве Условие на значение задается выражение, истинность которого проверяется при вводе или изменении значения поля. Если вводимое значение не удовлетворяет заданному условию, выводится сообщение, текст которого можно задать в свойстве Сообщение об ошибке. При задании проверяемого условия используются операторы сравнения (>, <, >=, <=, =, <>), логические операторы - OR, AND и NOT, предикаты - IN(<список>), BETWEEN<нижняя граница> AND <верхняя граница>, LIKE "<шаблон>". Например, если требуется, чтобы вводимое значение находилось в диапазоне от 0 до 5, можно задать условие >= 0 AND <= 5 или BETWEEN 0 AND 5 или 0 OR 1 OR 2 OR 3 OR 4 OR 5 или IN (0,1,2,3,4,5).

Шаблоны предиката LIKE кроме последовательностей букв и цифр могут содержать следующие символы: ? – один произвольный символ, * - любое количество произвольных символов, # - любая цифра. В позиции текстового поля могут быть символы из списка, указанного в квадратных скобках, например [АВС]. Список может содержать диапазон, например [А-Я],[3-7]. Если в позиции допускается любой символ кроме указанного в списке, список должен начинаться со знака !, например, список [!1-9АВ] означает, что в данной позиции может быть любой символ кроме цифр и букв А или В. Если операндом является константа типа дата, она заключается в символы #, например, #01.12.03#.

Свойства Обязательное поле и Пустые строки могут принимать только значения Да и Нет. Значение Да свойства Обязательное поле означает, что значение Null для этого поля не допускается, например, для первичного ключа свойству Обязательное поле автоматически. присваивается значение Да. Значение Да свойства Пустые строки разрешает ввод пустых строк в качестве значения поля. Разницу между пустой строкой и значением поля, равным Null легко понять на примере значения поля НомерТелефона. Мы заносим значение номера телефона, если знаем его, заносим значение пустой строки, если знаем, что телефона у человека нет, и значение Null, если нет информации о наличии или отсутствии у человека телефона.

Свойство Подпись поля в качестве значения может содержать любой текст, в том числе и текст с пробелами (пробелы в имени поля не допускаются). Это свойство целесообразно использовать, если имя поля недостаточно содержательно. Если значение свойства не задано, в заголовке соответствующего столбца используется имя поля.

Установка первичного ключа завершает создание структуры таблицы. Если первичный ключ вами не установлен, система сама предлагает создать его при сохранении структуры таблицы. В качестве первичного ключа она генерирует поле типа Счетчик, в которое при создании каждой новой строки таблицы будет помещать номер этой строки.

После того, как структура таблицы создана, можно заносить в нее данные. Для этого из режима конструирования надо перейти в режим таблицы.

База данных обычно содержит несколько таблиц. Как правило, эти таблицы связаны между собой. Связи используются для контроля ссылочной целостности, а также в экранных формах, отчетах и запросах, если необходимо обеспечить одновременный доступ к данным из нескольких таблиц. Связь устанавливается от главной или родительской таблицы к подчиненной или дочерней по одному или нескольким полям и может быть единичной или множественной. Поле (поля) связи при этом должно быть первичным ключом родительской таблицы. Обязательно совпадение типов и размеров полей связи обеих таблиц, совпадение имен не требуется. При включенном флажке целостности данных система контролирует соответствие информации в связанных таблицах. Нельзя ввести в дочернюю таблицу строку со значением поля связи, отсутствующим в родительской таблице, или удалить из родительской таблицы строку, имеющую в дочерней таблице связанные с ней строки. Система позволяет также решить проблему сохранения целостности данных иначе. Вы можете установить флажки Каскадное обновление связанных полей и Каскадное удаление связанных записей. Первая установка означает, что при изменении значения ключа родительской таблицы изменятся соответствующие значения во всех строках дочерней таблицы, а вторая - что при удалении строки родительской таблицы будут удалены все связанные с ней строки дочерней таблицы. Стандартная логическая связь между таблицами предполагает объединение только тех записей, в которых поля обеих таблиц совпадают, такое объединение называют симметричным. В некоторых случаях необходимо изменить логику объединения таблиц, выбрав установку "Объединение всех записей из таблицы 1 и только тех записей из таблицы 2, в которых связанные поля совпадают" или наоборот.

Порядок выполнения работы.

Запустите Access. Для этого нажмите на кнопку Пуск в левом нижнем углу экрана и из меню Программы выберите строку Microsoft Access. Оказавшись в прикладном окне Access, выберите индикатор Новая база данных и нажмите ОК. В диалоговом окне создания БД выполните следующие действия:

  1. Создайте на своем рабочем диске папку с именем ACS и перейдите в нее.

  2. Замените предложенное системой имя db1.mdb в поле имя файла на имя будущей БД, например teach.mdb.

  3. Щелкните по кнопке Создать .

На экране в рамках окна Access появляется окно БД, имеющее кнопки: Создать, Открыть, Конструктор, а также корешки: таблица, запрос, форма, отчет, макрос, модуль. Корешок таблицы выбран по умолчанию.

Для создания новой таблицы щелкните на кнопке Создать и выберите режим Конструктор. Access перейдет в режим создания определения таблицы. В этом режиме для каждого поля создаваемой таблицы необходимо указать его имя и тип, можно также прокомментировать назначение поля в третьей колонке.

Создайте таблицу, схема которой имеет вид: PREP(FIO, Categ, Nagr, Contract). Поля FIO и Categ имеют текстовый тип данных. Это соответственно фамилии и инициалы преподавателей и их категории (профессор, доцент, ассистент, асс.к.н.). Тип поля Nagr - числовой. Это годовая нагрузка преподавателя, которая может изменяться в пределах от 0 до 999 часов. Поле Contract представляет собой дату заключения контракта с преподавателем и имеет тип Дата/Время. Размеры полей указываются в первой строке области Свойства Поля. Укажите для FIO размер 25 символов, для Categ- 10, для Nagr -целое, для поля Contract размер поля указывать не надо, он устанавливается по умолчанию. Для каждого из полей в относящейся к этому полю области Свойства Поля введите значения элемента Подпись поля, например, для поля FIO введите Ф.И.О., для поля Categ - Категория, для поля Nagr - Нагрузка, а для поля Contract – Дата контракта. Укажите, что все поля, кроме Nagr, должны быть заполнены (свойство Обязательное поле должно иметь значение Да). Для поля FIO задайте Условие на значение Like “* ?.?.”, это означает, что сначала следует ввести несколько символов, представляющих собой фамилию, а затем две буквы с точками после них – инициалы. Свойству Сообщение об ошибке поля FIO можно, например, присвоить значение «Ввод Ф.И.О. с ошибкой». Текст сообщения об ошибке может быть и другим, но желательно коротким и точно указывающим, при вводе в какое поле произошла ошибка и какая. Для поля Nagr задайте Условие на значение >=0 And <=999 и Сообщение об ошибке – «Нагрузка должна быть в диапазоне от 0 до 999». Для поля Contract установите выбором из списка формат поля в значение Краткий формат даты и с помощью построителя маски (кнопка с тремя точками ...) Маску ввода - Краткий формат даты. Завершив спецификацию полей таблицы, задайте ее первичный ключ. Для этого щелкните слева от поля FIO, чтобы выделить его, а затем щелкните по пиктограмме ключа или выполните команду ПравкаКлючевое поле. Сохраните созданную структуру таблицы, выполнив команду ФайлСохранить как, введите имя таблицы PREP и щелкните OK.

Теперь можно заполнять таблицу данными. Для этого перейдите из режима проектирования таблицы в режим ее заполнения, щелкнув по пиктограмме таблицы, или, выполнив команду ВидРежим таблицы, и введите следующие данные:

Ф.И.О.

Категория

Нагрузка

Дата_Контракта

Малышев С.В.

асс.к.н.

780

25/03/98

Никитин Е.В.

доцент

650

02/01/99

Наумов С.А.

асс.к.н.

760

12/01/02

Васильев С.Л.

профессор

580

17/05/97

Матвеев Л.Б.

доцент

790

09/01/96

Андреева А.И.

ассистент

800

05/01/96

Иванов Н.П.

профессор

620

20/01/96

Соколова Н.Н.

доцент

720

31/08/01

Сидоров С.С.

профессор

95

01.03.97



Для перехода к новому полю и к новой строке используйте клавишу ТАВ.

Создайте таблицу PREP1(FIO, FAK, DIS, GR), выполнив копирование таблицы PREP, а затем удалив все поля кроме FIO и добавив поля FAK,DIS и GR. Для этого закройте таблицу, вернитесь в окно БД и выполните:

  1. команду ПравкаКопировать по отношению к таблице PREP;

  2. команду Правка Вставить и в диалоговом окне Вставка Таблицы введите имя таблицы PREP1, параметр вставки Структура и данные установлен по умолчанию, можно было бы скопировать только структуру или только данные, но в данном случае нам нужно и то и другое;

  3. щелкните OK.

В списке таблиц БД teach появилась еще одна таблица с именем PREP1. Выберите ее и перейдите в режим Конструктора. В этом режиме удалите все поля таблицы PREP1 кроме FIO. Для этого выделите все ненужные поля (полностью строку)и нажмите Del. Access выведет диалоговое окно с предупреждением, что при удалении полей будет утрачено их содержимое. Щелкните OK, и удаление будет завершено. После удаления ненужных полей добавьте следующие поля:

Поле

Тип данных

Описание

Размер поля

FAK

текстовый

Сокращенное название факультета

4

DIS

текстовый

Сокращенное название предмета

5

GR

текстовый

номер группы

4



В качестве значений элементов Подпись поля введите соответственно Факультет, Дисциплина, Группа. Для всех полей кроме FIO укажите Да в качестве значения элемента Обязательное поле. Для поля GR задайте Условия на значение - Like “#[1-7]#[1-6]”. Это означает, что номер группы состоит из четырех цифр, из которых первая и третья могут быть любыми, вторая не может быть равна 0,8,9, а четвертая не может быть равна 0,7,8,9. Свойству Сообщение об ошибке присвойте значение «Неверный номер группы». Снимите установку первичного ключа с поля FIO, щелкнув при выделенном поле по пиктограмме ключа, поскольку запрет повторения фамилии преподавателя в этой таблице является семантически неверным. Каждый преподаватель может вести занятия в нескольких группах и/или читать несколько предметов.

Сохраните созданную структуру таблицы и перейдите в режим ее заполнения. Должны быть введены следующие данные:



Ф.И.О.

Факультет

Дисциплина

Группа

Малышев С.В.

ФАВТ

БДиБЗ

5341

Никитин Е.В.

ФАВТ

ТУ

2351

Наумов С.А.

ФЭТ

ОП

3422

Васильев С.Л.

ФЭТ

ОП

4441

Матвеев Л.Б.

ФАВТ

ОП

2351

Андреева А.И.

ФКЭА

ОП

5531

Иванов Н.П.

ФАВТ

ОСРВ

2351

Соколова Н.Н.

ФАВТ

ТУ

2352

Сидоров С.С.

ФАВТ

ОП

3456

Никитин Е.В.

ФЭТ

ОП

3421

Наумов С.А.

ФАВТ

БДиБЗ

5342

Сидоров С.С.

ФАВТ

ТУ

3456

Сидоров С.С.

ФКЭА

ТУ

2345



Определите связи между таблицами.

Для этого вернитесь в окно БД, закрыв текущее окно таблицы, и выполните команду СервисСхема данных. Откроется пустое окно Схема Данных, а затем диалоговое окно Добавление таблицы. Выбирайте по очереди таблицы PREP и PREP1 и щелкайте по кнопке Добавить. Затем щелкните по кнопке Закрыть. В окне Схема Данных появятся заголовки обеих таблиц со списками их полей. Таблица PREP должна быть связана с таблицей PREP1 отношением один-ко-многим (устанавливается по умолчанию), так как каждый преподаватель может вести несколько предметов и преподавать в разных группах. Для первичного ключа FIO таблицы PREP существует соответствующий ему внешний ключ FIO в таблице PREP1. Для установки связи щелкните по полю FIO таблицы PREP, перетащите и опустите его на поле FIO таблицы PREP1. В открывшемся диалоговом окне Связи щелкните по флажку Обеспечение целостности данных и по флажкам Каскадное обновление связанных полей и Каскадное удаление связанных записей. Щелкните также по кнопке Объединение и выберите установку 2, чтобы обеспечить возможность найти преподавателя, который ничего не преподает. Для завершения процесса создания связи щелкните Создать. Для удаления связи достаточно щелкнуть по изображающей ее линии и нажать Del, но не стоит делать это сейчас. Чтобы отредактировать связь, надо щелкнуть по ней дважды. Закройте окно Схема данных. Вы завершили установку связей между таблицами БД и создание БД в целом.

Установить связь между таблицами удается не всегда. Не удастся сделать это в следующих случаях:

  1. таблицы, между которыми устанавливается связь, открыты;

  2. поле связи не является первичным ключом родительской таблицы;

  3. типы или размеры полей, по которым устанавливается связь, не совпадают;

  4. нарушена ссылочная целостность данных, то есть в подчиненной таблице есть значения поля связи, отсутствующие в родительской таблице, например, в таблице Prep1 есть какая – то фамилия и инициалы, отсутствующие в таблице Prep.

Задание для самостоятельной работы.

Самостоятельно изучите возможности Мастеров по созданию БД и составляющих ее таблиц.

  1. Чтобы воспользоваться услугами Мастера по созданию БД, то есть Мастера, который создает копию готового приложения, имеющегося в библиотеке Access, после запуска MS Access выберите установку Запуск мастера, если вы работаете в Access 97, или, если вы работаете в Access 2000, выполните команду ФайлСоздать… и в окне создания БД щелкните по корешку Базы данных. Вам будут предложены примеры готовых баз данных. Выберите любую из них. Если вы работаете в Access 97, можно выбрать БД "Студенты и занятия". При создании БД не забудьте установить индикатор "Да, включить образцы данных". Это поможет вам при изучении созданного приложения. Ознакомьтесь с составом таблиц, входящих в БД, проанализируйте установленные между ними связи. Познакомьтесь с составом и возможностями интерфейса приложения.

  2. Создайте БД "Студенты_Занятия", выберите для этого установку Новая база данных (Access97) или, если вы работаете в Access 2000, выполните команду ФайлСоздать… и в окне создания БД, щелкнув по корешку Общие, выберите База данных. Дайте новой БД указанное имя, а затем воспользуйтесь услугами Мастера таблиц для создания таблиц "Студенты" и "Студенты и занятия", таблицу "Занятия" создайте вручную в режиме Конструктора. При создании таблицы "Студенты" с помощью Мастера поменяйте имя поля "НомерСтудента" на "НомерЗачетки", а в таблице "Студенты и занятия" исключите поле "КодЗанятийСтудента", измените тип поля "Балл", замените его на целое число, которое может принимать значения от 0 до 10. Установите необходимые связи между созданными таблицами. Для уточнения структуры таблиц, которые должны получиться в итоге и межтабличных связей воспользуйтесь приложением к лабораторной работе 1.



Приложение к ЛР №1



Таблица: Занятия

Имя

Тип

Размер

КодЗанятий

Числовой (длинное целое)

4

ТемаЗанятий

Текстовый

50

КодОтдела

Числовой (длинное целое)

4

НомерОтделения

Числовой (целое)

2

КодПреподавателя

Числовой (длинное целое)

4

Семестр

Текстовый

30

Единицы

Текстовый

30

Год

Числовой (целое)

2

Место

Текстовый

255

Расписание

Текстовый

20

Заметки

Поле МЕМО

-



Таблица: Студенты

Имя

Тип

Размер

КодСтудента

Числовой (длинное целое)

4

Имя

Текстовый

50

Фамилия

Текстовый

50

Адрес

Текстовый

255

Город

Текстовый

50

ОбластьКрайРеспублика

Текстовый

20

ПочтовыйИндекс

Текстовый

20

НомерТелефона

Текстовый

30

Специализация

Текстовый

50

НомерЗачетки

Текстовый

30





Таблица: Студенты и занятия

Имя

Тип

Размер

КодЗанятий

Числовой (длинное целое)

4

КодСтудента

Числовой (длинное целое)

4

Балл

Числовой (целое)

2



Схема данных.

Связи.

Студенты Студенты и занятия

КодСтудента 1® n КодСтудента

Атрибуты: обеспечение целостности; каскадные обновления; каскадные удаления

Атрибуты: один-ко-многим

Первичный ключ - КодСтудента, По возрастанию



Занятия Студенты и занятия

КодЗанятий 1® n КодЗанятий

Атрибуты: обеспечение целостности; каскадные обновления; каскадные удаления

Атрибуты: один-ко-многим

Первичный ключ - КодЗанятий, По возрастанию



Выбранный для просмотра документ 19 урок.doc

библиотека
материалов

11.11.2011г. Урок 19 11 класс

Тема урока: Алгоритм и его формальное исполнение. Основные типы алгоритмических структур. Основные типы алгоритмических структур.


Цели урока: познакомиться с основными типами алгоритмических структур (линейный алгоритм, ветвление, выбор, цикл).

План урока:

1. Орг. момент.

2. Актуализация знаний.

3. Знакомство с новым материалом.

4. Подведение итога урока.


1. Орг. момент.

Приветствие, постановка цели урока.

2. Актуализация знаний.

Устный опрос:

    1. Что такое алгоритм? (понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи или цели)

    2. В расчете на кого должен строиться алгоритм? (в расчете на конкретного исполнителя)

    3. Что такое формальное исполнение алгоритма? (автоматическое исполнение алгоритма)

    4. Какие способы задания алгоритма существуют? (словесный, графический, алгоритмический язык, программный)

    5. Представьте алгоритм вычисления площади треугольника по формуле Герона графическим способом?

    6. Вhello_html_m5f1e5077.gifычислим значение алгоритма. Даны значения a=3, b=5, что будет получено в результате выполнения алгоритма?

      1. A=1 b) A=1 c) A=1 d)

B=2 B=2 B=2

A=A+B C=A A=A+B

B=2*B A=B B=A–B

B=C A=A–B


3. Знакомство с новым материалом.

  1. Линейный алгоритм – алгоритм, в котором команды

выполняются последовательно одна за другой.

Школьный алгоритмический язык

Язык блок-схем

действие 1
действие 2
. . . . . . . . .
действие n

hello_html_6f04f310.png

2. Алгоритмическая структура "ветвление".

Та или иная серия команд выполняется в зависимости от результата проверки условия (да или нет). Каждый из путей ведет к общему выходу, так что работа алгоритма будет продолжаться независимо от того, какой путь будет выбран.

    Школьный алгоритмический язык    

Язык блок-схем

1. если—то

если условие

  то действия

все

hello_html_17718c99.png

2. если—то—иначе

если условие

  то действия 1

  иначе действия 2

все

hello_html_7572a653.png

Примеры структуры ветвление

Школьный алгоритмический язык

Язык блок-схем

если x > 0

  то y := sin(x)

все

hello_html_308dbc1b.png

если a > b

  то a := 2*a; b := 1

  иначе b := 2*b

все

hello_html_5cd964f9.png









2. Алгоритмическая структура "выбор".

В алгоритмической структуре «выбор» выполняется одна из нескольких последовательностей команд при истинности соответствующего условия.


1. выбор

выбор

  при условие 1: действия 1

  при условие 2: действия 2

  . . . . . . . . . . . .

  при условие N: действия N

все

hello_html_m2584a321.png

2. выбор—иначе

выбор

  при условие 1: действия 1

  при условие 2: действия 2

  . . . . . . . . . . . .

  при условие N: действия N

  иначе действия N+1

все

hello_html_1951e975.png


Примеры структуры выбор

выбор

  при n = 1: y := sin(x)

  при n = 2: y := cos(x)

  при n = 3: y := 0

все

hello_html_428ddbec.png

выбор

  при a > 5: i := i+1

  при a = 0: j := j+1

  иначе i := 10; j:=0

все

hello_html_mad75ca1.png


 



2. Алгоритмическая структура "цикл".

Обеспечивает многократное выполнение некоторой совокупности действий, которая называется телом цикла. Основные разновидности циклов представлены в таблице:


Школьный алгоритмический язык

Язык блок-схем

Цикл типа пока.
Предписывает выполнять тело цикла до тех пор,
пока выполняется условие, записанное после слова пока.

нц пока условие

  тело цикла

  (последовательность действий)

кц

hello_html_1ccda129.png

Цикл типа для.
Предписывает выполнять тело цикла для всех значений
      некоторой переменной (параметра цикла) в заданном диапазоне.     

нц для i от i1 до i2

  тело цикла

  (последовательность действий)

кц

hello_html_m7955bd35.png


Примеры структуры цикл

       Школьный алгоритмический язык      

           Язык блок-схем            

нц пока i <= 5

  S := S+A[i]

  i := i+1

кц

hello_html_43add2ad.png

нц для i от 1 до 5

  X[i] := i*i*i

  Y[i] := X[i]/2

кц

hello_html_f6c46c1.png





4


Выбранный для просмотра документ 2 урок.doc

библиотека
материалов


Информатика 11 класс

Тема урока: Построение диаграмм и графиков. Редактирование диаграмм. Формати­рование диаграмм.

Цели: познакомиться с различными типами диаграмм и графиков и научиться их строить; освоить основные приемы редактирования и фор­матирования диаграмм.

Ход урока.

Опрос: индивидуальный опрос а) «Сортировка и поиск данных». Открыть Книгу1. Отсортируйте данные в таблице «Продукты питания»:

- в алфавитном порядке названий продуктов питания и

- в порядке возрастания цен

- в порядке убывания количества завезенного продукта

С использованием Автофильтра осуществите поиск:

- учащихся, проживающих по ул.70 лет Октября *

- учащихся, проживающих по ул.70 лет Октября д.2 *; д.8 *

-учащихся –девочек, проживающих по ул.70 лет Октября * (заканчивается на … а, ц)

- учащихся, проживающих по ул. Марченко *

Фронтальный опрос б) Раскрыть понятие «сортировка», в каком порядке выстраиваются данные при сортировке? Как провести сортировку данных? Что значит «вложенная сортировка»? Укажите режимы поиска данных и дайте им краткую характеристику.

Новый материал.

Краткие теоретические сведения

В системе ЕхсеL реализована возможность графической формы представления числовых данных через использование Мастера диаграмм. Мастер диаграмм позволяет создавать 14 различных типов двух- и трехмерных диаграмм. Среди них есть и двумерные графики. Диаграммы - это графическое представление данных рабочего листа. Диаграммы не только улучшают наглядность излагаемого материала, но и позволяют отобразить соотношение различных значений или динамику изменения показателей, т.е. используются для анализа и сравнения дан­ных, представления их в наглядном виде. При изменении исходных данных автоматически изменяется изображение элементов диаграммы по размеру или их местоположению и, наоборот, при изменении элемента диаграммы автоматически изменяются соответствующие числовые зна­чении в таблицах.

Различают два вида диаграмм в зависимости от места их расположе­ния и особенностей построения и редактирования:

1) внедренные диаграммы - сохраняются на рабочем листе вместе с данными, что очень удобно для совместной печати данных и графическо­го их представления;

2) диаграммные листы - диаграмма в формате полного экрана на новом листе используется для подготовки слайдов, иллюстраций и т.д.

Диаграммы и графики строятся в системе прямоугольных коорди­нат. По традиции, в двумерном варианте горизонтальная ось обозначается буквой X, и на ней откладываются значения независимой переменной (аргумента); по вертикальной оси Y откладываются значения зависимой переменной (функции). На один рисунок можно вывести одновременно несколько диаграмм.

Графическое изображение с использованием Мастера диаграмм по­лучается за пять шагов.

1 шаг Выделение диапазона ячеек, содержащих данные для построения диа­граммы и запустить Мастер диаграмм (с помощью команды Вставка-Диаграмма)

2 шаг Выбор типа диаграммы. В следующем окне показаны различные типы диаграмм, которые можно построить в ЕхсеL, из них нужно выбрать подходящий тип и выбрать вид диаграммы. Содержание третьего диалогового окна за­висит от того, какой тип диаграммы вы выбрали.

3 шаг Определение последовательности выбора данных из выделенного диапазона (по строкам или столбцам). При выборе по столбцам Х- координаты берутся из крайнего левого столбца выделенных диапазонов. Ос­тальные столбцы содержат Y- координаты диаграмм (графиков). По ко­личеству столбцов определяется количество строящихся диаграмм (гра­фиков). Значения, стоящие в верхних ячейках столбцов, используются как названия соответствующих переменных. При выборе по строкам самая верхняя строка выделенных диапазонов - строка Х- координаты, осталь­ные строки содержат Y- координаты диаграмм. В крайних левых ячейках строк находятся названия переменных.

4 шаг Уточнить параметры диаграммы. Добавление легенды, ввод заголовка диаграммы и подписей к осям диа­граммы. Легенда показывает названия и маркеры данных справа от диа­граммы.

5 шаг Определить месторасположение диаграммы (на отдельном листе или на текущем рабочем листе.

Созданные диаграммы можно редактировать. Редактирование диа­грамм выполняется с помощью Мастера диаграмм, с помощью команд меню и инструментов панели Диаграмма.

Форматирование типов диаграмм позволяет подобрать наиболее подходящий тип и вид диаграммы в целом и отдельных ее элементов.

Задания для работы на ПК

Создайте таблицу согласно рисунку


B

C

D

E

1

Фамилия уч-ся

Русский язык

Алгебра

Информатика

2

Пьявкин

4

4

5

3

Кутина

3

4

4

4

Тимошина

3

3

3

5

Данилькевич

4

5

5

6

Филичкин

3

3

3


6. Постройте диаграмму:

6.4. выделите в таблице диапазон ячеек B*D*, содержимое которых вы хотите представить на диаграмме; введите команду [Вставка-Диаграмма]

6.5. Шаг 1: выберите тип диаграммы Гистограмма и выберите вид диаграммы - номер 4, нажмите кнопку Просмотр результата, затем кнопку Далее>.

6.6. Шаг 2: источник данных диаграммы; уточните диапазон выделенных ячеек и укажите ориентацию рядов:

отметьте: Ряды в столбцах,

1 столбец для меток оси X;

1 строка для текста легенды;

нажмите кнопку <Далее>.

6.7 Шаг 3 параметры диаграммы:

установите переключатель добавить легенду в пункте легенда;

заголовки: название диаграммы – Успеваемость уч-ся по предметам;

название оси Х -11б класс;

название оси Z- балл;

нажмите кнопку <Готово>.

6.8 Шаг 4 размещение диаграммы поместить на отдельном листе, или на имеющемся и кнопка <Готово>

7. Измените размер диаграммы:

выделите диаграмму (щелкните левой клавишей в области диаграм­мы);

установите указатель мыши на каком-нибудь размерном маркере (черном квадратике) рамки диаграммы; указатель мыши при этом изменяет свою форму на двунаправленную стрелку; прижмите левую кнопку и переместите мышь.

8. Перенесите диаграмму на другое место рабочего листа:

выделите диаграмму;

установите указатель мыши в области диаграммы;

прижмите левую клавишу мыши и передвиньте ее на новое место.

9. Постройте диаграмму другого типа на отдельном листе:

выполните действия, аналогичные описанным в пункте 6.

10. Отредактируйте диаграмму:

10.1. Выделите диаграмму одним щелчком мыши и ознакомьтесь с элементами диаграммы, с их контекстными меню:

найдите следующие элементы (части) диаграммы:

область построения диаграммы;

область диаграммы;

легенду;

заголовок;

ось категорий;

ось значений.

выделите с помощью мыши поочередно все элементы диаграммы и ознакомьтесь с их контекстными меню (обратите внимание, что контекстное меню элемента появляется только тогда, когда курсор указывает на этот элемент);

ознакомьтесь с главным меню ЕхсеL в режиме редактирования диа­граммы (обратите внимание, что главное меню изменяется, обеспечивая доступ к параметрам редактирования диаграмм).

10.6. Создайте в исходной таблице новый столбец с оценками по алгебре.

10.7. Осуществите добавление данных в исходную диаграмму:

активизируйте область построения диаграммы – Исходные данные

в диалоговом окне укажите с помощью мыши интервал добавляе­мых данных, включая название дисциплины.

нажмите кнопку ОК.

11. Произведите форматирование исходной диаграммы:

11.1. Измените настройку параметров диаграммы:

активизируйте ряды диаграммы щелкните мышью в области диаграммы;

выберите команду Формат ряда данных;

на вкладке Параметры произведите настройку: Глубина зазора и глубина диаграммы 150; Ширина зазора - 120;

на вкладке Порядок рядов укажите Алгебра, щелкните по кнопке <Сместить вверх>;

нажмите кнопку ОК.

112 Произведите форматирование области диаграммы:

активизируйте диаграмму щелчком мыши в ее области;

установите указатель мыши в область диаграммы, вызовите контек­стное меню, выберите команду Формат области диаграммы;

задайте на вкладке Вид установки: Рамка - обычная, с тенью. Залив­ка - голубой цвет.

задайте на вкладке Шрифт установки: Начертание - полужирный. Размер – 8, шрифт Times New Roman

нажмите кнопку ОК.

11.3. Произведите форматирование области построения диаграммы:

в активизированной диаграмме установите курсор в области по­строения диаграммы, вызовите контекстное меню;

выберите команду Формат области построения;

в окне Вид задайте установки: Рамка - обычная. Заливка - сирене­вый цвет.

нажмите кнопку ОК.

11.4. Произведите форматирование рядов данных диаграммы:

в активизированной диаграмме выделите диаграмму оценок по Ал­гебре (ряд 1) - установите курсор на соответствующий столбец диаграм­мы и щелкните мышью (на диаграмме появятся метки выделения);

вызовите контекстное меню и выберите команду Формат ряда данных;

на вкладке Вид сделайте установки: Рамка - обычная. Закраска -розовый цвет.

нажмите кнопку ОК.

повторите форматирование других рядов данных.

11.5. Произведите форматирование элементов данных диаграммы:

установите курсор на столбце диаграммы Алгебра в категории Фамилия и выделите его двойным щелчком мыши (между щелчками сле­дует пропустить небольшой промежуток времени) - выделится элемент данных (столбец);

вызовите контекстное меню и выберите команду Формат точки данных;

на вкладке Вид задайте установку в окне Граница: Цвет - белый. Толщина - 2-ой сверху образец линии.

нажмите кнопку ОК;

повторите форматирование других элементов данных диаграммы категории Фамилия.

11.6. Произведите форматирование осей категорий диаграммы:

выделите ось X, установив на ней указатель мыши и щелкнув один раз;

вызовите контекстное меню и выберите команду Формат оси;

на вкладке Вид в окне Ось установите: Цвет - черный. Толщина -полужирная; в окне Деления, Основные установите: Наружу.

нажмите кнопку ОК.

11.7. Отформатируйте легенду диаграммы:

выделите легенду;

в контекстном меню выберите команду Формат легенды;

на вкладке Вид установите параметры: Рамка - обычная, с тенью. Заливка - белый цвет.

на вкладке Размещение установите параметр: Размещение - спра­ва, посередине.

выделите первый элемент легенды (Алгебра); в контекстном меню выберите команду

с помощью команды Формат элемента легенды установите: На­чертание - курсив. Цвет - такой же, как соответствующего столбца;

нажмите кнопку ОК.

повторите форматирование других элементов легенды.

11.8. Вставьте текст над легендой:

перейдите в строку формул и введите текст - название, отражающее смысл данной легенды; нажмите Епteг - текст окажется в середине диаграммы;

выделите появившийся на диаграмме текст и переместите его на место заголовка к легенде;

в контекстном меню объекта выберите команду Формат надписи установите нужные параметры.

11.9. Измените заголовок диаграммы Успеваемость… на Успеваемость среди уч-ся 11классов. Можно поступить так:

аналогично предыдущему упражнению, предварительно удалив имею­щийся текст заголовка;

выделить имеющийся заголовок диаграммы, щелкнуть левой кла­вишей мыши в выделенной области заголовка и произвести редактирова­ние текста заголовка.

Проверьте, умеете ли вы: строить диаграммы с помощью Мастера диаграмм; изменять тип диаграммы; изменять размер диаграммы; выде­лять и форматировать элементы диаграммы; использовать для редактиро­вания и форматирования диаграммы контекстное и основное меню;

Закрепление: Графики выбирают в тех случаях, когда хотят отобразить изменение данных за промежуток времени. Графики позволяют анализировать изменение величин. Постройте график значений функции Y=Х^3 на отрезке [-3;3] c шагом 1.

Домашнее задание: §12.6; подготовить сведения об изменениях температуры воздуха за ноябрь; подготовиться к зачету по Excel.


Выбранный для просмотра документ 20 урок.doc

библиотека
материалов

17.11.2011г. 20 урок 11 класс

Тема: Реляционные базы данных. Однотабличные и многотабличные базы данных.

Цель: ввести понятие реляционной базы данных, организовать деятельность учащихся по созданию реляционной базы данных

Оборудование: компьютерный класс, проектор


Ход урока:


  1. Организационный момент (2 мин)

  2. Актуализация знаний (10 мин)

  1. Определении БД

  2. Типы БД

  3. Приведите примеры типов полей, который могут присутствовать в БД

  4. В чем заключается разница между записью и полем в табличной БД?

  5. Определение СУБД

  6. Для чего предназначены запросы, формы, отчеты.

  7. Какие виды поиска данных вам известны?

  8. Что такое сортировка? Виды сортировок.


  1. Изучение нового материала (20 мин)

  1. Однотабличные и многотабличные БД

  2. Связывание таблиц:

  • один-ко-многим;

  • многие-ко-многим

Межтабличная связь обеспечивает целостность данных

БД, состоящие из связных двумерных таблиц, принято называть реляционными.

Прежде чем приступить к созданию реляционной БД, необходимо придумать ее проект, который представляет собой модель будущей БД, состоящей из объектов и их связей, необходимых для выполнения поставленных задач.


  1. Практическая работа (20 мин)

  1. Создание реляционной БД «Компьютеры»

  2. Создание запроса в реляционной БД «Компьютеры»


  1. Домашнее задание (1мин)

Повторить п. 11.1 – 11.6, подготовиться к контрольной работе


  1. Итоги урока (2 мин)

Выбранный для просмотра документ 21 урок.doc

библиотека
материалов

21.11.2011г. 21 урок 11 класс

Урок по теме: "Синтетические волокна".

Цели: обосновать применение капрона и лавсана их физическими и химическими свойствами, дать понятие о классификации волокон, принципах их химического получения и умения их распознать.

Оборудование и реактивы: капрон, лавсан (нити, ткань в пакетах), держатель, лакмус. бум. , вода в стакане, фарф. чашка, стекл. пал. , 3 пробирки, NaOH(р-р), H2SO4, HNO3, пипетки, ацетон, фр. к/ф “Капрон”, компьютер, коллекция “Волокна”, схема “Формование капронового волокна из расплава”.

Ход урока

1. Урок начинается с объявления темы и цели. 2. Вводная часть – история волокон. (рассказ учителя). Издавна для изготовления одежды человек пользовался природными волокнами, получаемыми из хлопка, льна, шерсти некоторых животных, из нитей выпрядаемых гусеницей тутового шелкопряда. Эти источники оказались недостаточными, чтобы удовлетворить все возрастающую потребность в тканях. Тутовой шелкопряд за всю свою жизнь дает лишь 1г шелковой нити и для разведения его нужны тутовые деревья, определенные климатические условия и тщательный уход. Хлопок растет медленно, требует много света, тепла, влаги. Получение шерсти связано с животноводством. Как создать волокно искусственным способом? Вот вопрос, который уже давно начал волновать ученых. Более 200 лет назад ученые, размышляя о том, как шелковичный червь или паук изготовляет нити, предположили, что волокна можно получать искусственно. И вот в Париже на выставке в 1889 г. посетители смогли любоваться первыми образцами искусственного шелка, не уступающего по блеску натуральному. Наиболее видное место среди искусственных волокон занимают ацетатное и вискозное, их получают из древесной целлюлозы. Но производство искусственных волокон заключается в переработке природных полимеров, не может удовлетворить всевозрастающую потребность в волокнистых материалах. Возникла необходимость получать волокна из синтетических полимеров. Такие волокна называются синтетическими. Наш век часто наз. синтетическим. Синтетические волокна эластичны, не мнутся, отличаются высокой прочностью, не боятся моли и плесени. Из синтетических волокон наибольший интерес представляют капрон (амидное) полиамид-6, лавсан (полиэфирное) полиэтиленгликольтерефталат. С ними мы познакомимся на производственном совещании, на котором рассмотрим историю создания волокна, его производство и сбыт. Слово инженеру-технологу. С химической технологией производства капрона познакомимся, просмотрев отрывок фильма “Капрон”. Учащийся объясняет химизм процесса и характеризует сырье. Сырье – капролактам. Химизм реакции:

hello_html_m2a7f4bbb.png

Схема формования волокна (объяснение по схеме). Слово историку (сообщение учащегося)

1) история капрона. 2) производство капрона в Кемеровской области

В 1962 г. сдана в эксплуатацию первая очередь комплекса производства капролактама. Капролактам – это смола, содержащая всего 4 элемента C, H, O, N. Но в современной химии на основе продуктов коксования угля и переработки нефти, нет более сложной технологии, чем производство капролактама. И Кемеровские химики первые в СССР получили капролактам, сырье для производства капрона. В составе Кемеровского химического узла работает самое молодое предприятие отрасли – производственное объединение “Химволокно”. Его становление началось с того, что на опытной установке в 1969 г. были получены первые пряди капронового волокна. В октябре 1973 г. были пущены в эксплуатацию прядильные и ткацкие станки на которых вырабатывается корд для шинных предприятий Ярославля, Барнаула, Бобруйска, а также техническая капроновая нить и капрон – шелк.

3) Историческая справка о лавсане (сообщение). С производственным процессом лавсана познакомит инженер – технолог (выступление учащегося). Сырье: терефталевая к, этиленгликоль.

Химизм:

hello_html_m6a7fd414.png

Схема формования волокна (рассказ по схеме).

Сообщение из отдела сбыта – применение капрона на основе физических свойств (учащийся показывает продукты из капрона и лавсана). Виды продукции на основе капрона

1. Кордная ткань - в шинной промышленности, в качестве каркаса для изготовления покрышек, пневматических шин. 2. Штапельное капрон-волокно - для переработки в текстильной и ковровой промышленности. 3. Полиамид-6 – для изготовления технических изделий, деталей, применяемых в машиностроении, автомобилестроении. 4. Мононить – для изготовления щёток коммунальных машин. 5. Технические нити – для изготовления технических тканей, канатов, сетеостнасных изделий для рыбной промышленности. 6. Текстильная нить (гладкие и текстулированные) – для производства чулочно-носочных изделий. 7. Товарная капроновая смола – для изготовления пластмассовых изделий. 8. Волокнистый материал – для дорожного покрытия в труднодоступных районах страны.

Слово экономисту. Если затраты труда на изготовление синтетического капронового шелка принять за 100%, то при выработке искусственного шелка они составляют 60%, шерсти 450%, а натурального шелка 25 000%. Шерсть на овце за три месяца отрастает в среднем на 30 мм. а на заводе хим. волокна прядильная машина за 1 мин. вытягивает до 5000 м. нити! Задача: Объединение химволокно выпускает за 1 год 60 тыс тонн синтетического волокна. Рассчитайте сколько га нужно засеять хлопком или сколько голов вырастить, чтобы произвести столько же волокна, если известно, что для получения 320 кг нанур. волокна нужно снять урожай хлопка с одного га или использовать шерсть 70 овец. (решает задачу и вывод делает экономист, что расчёты подтверждают рентабельность производства синтетических волокон по сравнению с натуральными). Слово экологу (сообщения учащегося). Любое химическое производство влияет на окр. среду. Промышленность полимеров ставит перед экологией многие серьезные проблемы. Экологич. трагедия состоит в том, что в отличие от природных и искусственных полимеров для которых существуют ферменты способные их разлагать. Синтетические полимеры не могут самоуничтожаться. Это понятно, синтетические полимеры созданы человеком и не встречаются в живых организмах. Эволюция еще не успела создать условия для самоуничтожения этих веществ. Синтетические отходы нельзя сжигать, т. к. увеличивается загрязнение воздуха очень ядовитыми веществами. Одним из решений этой проблемы синтез полимеров, который по “зубам” некоторым микроорганизмам, существующим на земле. Разработка и внедрение безотходных технологий, совершенствование очистных сооружений и закрытия устаревших производств. (учитель) Мы познакомились с синтетическими волокнами капрон и лавсан, кроме них известны синтетические волокна хлорин, энант, нейлон, нитрон. (показ коллекции). Какие бывают волокна по происхождению? (обсуждение схемы)

Но не только положительными качествами обладают синтетические волокна. Они имеют и недостатки: малая гигроскопичность (плохо впитывать влагу), способность накапливать статическое электричество, образующееся при трениях. Свойства капрона и лавсана изучим, выполнив лабораторную работу, где вы исполните роль лаборантов. Учащиеся выполняют лабораторную работу по инструкции. После выполнения лабораторной работы обсуждают выводы и отвечают на вопрос

  1. Как на практике отличаете капроновые ткани от ткани лавсана

  2. Какими методами получают полимеры капрон и лавсан

  3. За счёт каких связей образуется полимеры капрон и лавсан

Д/з на доске: Глава Х111, § 3, лекц. материал, практ работа №1 с.44, табл. 6с.38,39. (п. 62, подготовиться к прак. раб. №7-8, с. 355 №2 с. 354)

Итог урока.

Тестирование. (закрепление материала).

Литература

  1. Буцкус Б. Ф. “Книга для чтения по органической химии”. М. , “Просвещение” 1985г

  2. В. В. Девяткин, Ю. М. Ляхова “Химия для любознательных”. Ярославль Академия, Ко, Академия Холдинг 2000

  3. Энциклопедия для детей. Химия. Аванта 2000

  4. Экономическая география Кемеровской области

  5. Научно-методический журнал Химия в школе № 5, 89; 5,86.


Выбранный для просмотра документ 22.doc

библиотека
материалов

22.11.2011г. 22 урок 11 класс

Урока на тему: «Основы объектно-ориентированного визуального программирования. Языки программирования. Основы объектно-ориентированного программирования»


Цель урока: рассмотреть этапы развития языков программирования, ввести основные понятия ООП, познакомить с интегрированной средой программирования VB.

План урока:

  1. Теоретическая основа урока Языки программирования. Компиляторы и интерпретаторы. Каждый процессор имеет свою систему команд. Компьютер способен понять только последовательность команд, понятных процессору, - машинный код. Первоначально программы для компьютеров писались с использованием машинного кода. Программирование в машинном коде – трудоемкий процесс, в ходе которого трудно избежать ошибок. Упростить этот процесс можно, если автоматизировать работу, поручив часть ее самому компьютеру. Поэтому сегодня для записи программ используются языки программирования. Язык программирования - это формальный язык для записи алгоритмов в виде, допускающем их автоматическую подготовку к выполнению на компьютере. Для преобразования программы в машинный код служит специальное программное средство – транслятор.
    Трансляторы делятся на две группы  по их работе – компиляторы интерпретаторы. Интерпретатор преобразует команды исходного текста программы в машинные команды и немедленно их выполняет. Можно сказать, что программа выполняется по стокам исходного текста. При этом происходит проверка правильности написания строк программы с точки зрения правил языка. При обнаружении ошибок специальный отладчик сообщает об ошибке, исполнение программы останавливается. Такой режим очень удобен для программиста, потому что результаты труда сразу же видны в деле. Однако интерпретация программ – довольно медленный процесс. Он заметно усложняется, если программа состоит из нескольких модулей. Кроме того, для запуска созданной программы на конкретном компьютере необходимо, чтобы на нем была установлена программа-интерпретатор. Компилятор просматривает текст программы (иногда несколько раз – такие компиляторы называют многопроходными) и создает последовательность данных, которая называется объектным кодом. Объектный код еще не является полным аналогом программы. Необходимо дополнительный этап, который называется редактированием связей (или компоновкой). На этом этапе происходит объединение объектного кода программы и объектного кода подпрограмм, взятых из внешних библиотек. Результатом этого этапа является так называемый исполнимый код – он представляет собой набор машинных команд, реализующих алгоритм, записанный в программе. Исполнимый код может запускаться  автономно на любом компьютере подходящей платформы. Код, прошедший компиляцию, работает в десятки раз быстрее, чем его эквивалентная программа в режиме интерпретации Операцию компоновки кода выполняет отдельная программа, которая называется редактором связей или компоновщиком. В современных системах программирования компоновщик часто объединяют с компилятором, так что для программиста оба этапа сливаются в один. Двухступенчатый процесс облегчает создание больших и сложных программ. И компиляторы, и интерпретаторы имеют свои достоинства. Граница между ними постепенно стираются. Некоторые системы разработки программ содержат в своем составе, как компилятор, так и интерпретатор для поддерживаемого языка программирования. В некоторых случаях используются смешанные технологии.

Уровни языков. Язык программирования содержит три основных компонента: алфавит, синтаксис и семантику. Эти компоненты определяют правила записи программ.

Алфавит языка – это набор символов, которые можно применять в инструкциях языка программирования. Другие символы допустимы только в особых случаях, например в строковых константах. Синтаксис языка определяет правила построения операторов. Семантика – это смысловое содержание операторов языка программирования. Семантические правила определяют действия, описываемые различными операторами, и, в итоге сущность всего алгоритма. Языки программирования можно разделить на две группы – языки высокого уровня и языки низкого уровня (машинные). К языкам низкого уровня относится язык Ассемблер, в котором программа пишется на уровне машинных кодов. Инструкция языка ассемблера описывает ровно одну машинную команду. И наоборот: каждой команде в системе команд процессора соответствует  инструкция языка (мнемоника). По сравнению с машинным кодом язык ассемблер имеет ряд преимуществ, облегчающих труд программист:

  • Символические мнемоники запоминаются легче, чем шестнадцатеричные коды команд.

  • Для регистров и областей памяти также можно использовать символические имена.

  • Нет необходимости работать с физическими адресами памяти.

  • Числовые константы и строки представляются в программе в привычном виде.

Программировать на языке ассемблера намного проще, чем в машинном коде, но все рано сложно. Поэтому были созданы другие языки программирования, в которых каждая инструкция (оператор) языка преобразуется в группу машинных. Эти языки ориентируются не на систему команд процессора, а на способ мышления, присущий человеку. Языки удобные для людей, называют языками высокого уровня. Достоинства языков высокого уровня:

  • Машинная независимость.

  • Использование естественных обозначений.

  • Эффективное представление этапов обработки данных средствами языка.

  • Готовые библиотеки стандартных подпрограмм для выполнения часто встречающихся действий.

Все языки программирования высокого уровня делятся на процедурные, логические и объектно-ориентированные. Несмотря на различия между языками, все они позволяют написать программу любого назначения. Каждый язык программирования имеет свое название. История этих названий восходит к моменту создания языков. Правила программ в некоторых языках неоднократно менялись, но названия языков остались без изменения.

Поколения языков
1 этап. Операционное программирование. (ЭВМ 1-го поколения с 1945-1959 год).  ЭВМ того времени понимали только цифровые команды, и программы состояли из множества строк, состоящих из цифр, интерпретируемых центральным процессором. Например, команда 05 825 631 трактовалась как сложение двух чисел (код 05), записанных в ячейки с номерами 825 и 631. Производительность труда программистов того времени была очень невелика, так как вручную было необходимо распределить все переменные программы в оперативной памяти.
2 этап. Мало отличается от первого. Он связан с ЭВМ 2-го поколения. Появились языки программирования типа Ассемблер и автокод. Теперь команда сложения записывалась с использованием служебных слов – ADD (сложить) PR1, ZET, где ADD – код команды, PR1, ZET – имена ячеек. Перевод программы (трансляция), записанных таким образом в цифровое представление, а только такое понимает ЭВМ, осуществляется с помощью специальных программ, называемых ассемблерами. Технология работы программиста: программа собирается из мелких деталей, отдельных операций и имеет достаточно простую структуру, решаемые задачи в основном расчетные.
3 этап. Развиваются языки программирования высокого уровня. В них реализуются новые идеи: подпрограммы и раздельная компиляция (Фортран 2); блочная структура и типы данных (Алгол 60); описание данных и работа с файлами (Кобол); обработка списков и указателей (Лисп). В следующих версиях языков продолжается развитие: PL/1 (Фортран+Алгол+Кобол), Алгол 68 (приемник Алгол 60), Паскаль (развитие Алгол 60), Simula (классы абстрактные данные).
Возможности языков программирования обеспечивают поддержку нисходящей технологии конструирования программ. Суть нисходящего конструирования программ – разбиение большой задачи на подзадачи, которые могут рассматриваться отдельно.

Основные правила применения данной технологии:

  • формализованное  и  строгое описание программистом входов функций и выходов всех модулей программы и системы;

  • согласованная разработка структур данных и алгоритмов;

  • ограничение на размер модулей;

Восходящая технология конструирования программ – решение складывается «из отдельных кирпичиков», из известных решений подзадач. Таким образом, данной технологией оговаривается определенный принцип декомпозиции и иерархическая структура программы. Важнейшей составляющей этой технологии является структурное программирование (языки программирования Паскаль, Модула –2). Пионером структурного программирования был Э. Дейкстра, который в 1965 году предположил, что оператор GOTO может быть исключен из языков программирования.
Характерные черты структурного стиля программирования:

  • простота и ясность (программа легко читается и анализируется);

  • использование только базовых конструкций;

  • отсутствие сетевых структур в программе;

  • отсутствие многоцелевых функциональных блоков;

  • отсутствие неоправданно сложных арифметических и логических конструкций;

  • расположение в строке программы не более одного оператора языка программирования;

  • содержательность имен переменных.

При этом процесс нисходящей разработки программы может продолжаться до тех пор, пока не будет, достигнут уровень «атомарных» блоков, т.е. базовых конструкций.
К нисходящей технологии следует отнести и то, что называется модульным программированием. Достаточно независимые фрагменты задачи оформляются как модули. Создаются библиотеки модулей, определяется механизм включения модулей в разрабатываемую программу. Модуль должен иметь строго определенный интерфейс и скрытую часть,  одну точку входа и одну точку выхода. Структурная технология предоставила в распоряжение разработчиков строгие, формализованные методы описания программ и принимаемых технических решений. При этом использовалась наглядная графическая техника (схемы, диаграммы). Программы имели последовательную структуру, идеи Э. Дейкстры были реализованы в полной мере, что определило новый этап в развитии технологии программирования.
4 этап. Связан с применением объектно-ориентированных языков 4-го поколения. В основе объектно-ориентированного программирования (ООП) лежит идея объединения в одной структуре данных и действий, которые производятся с этими данными. (В терминологии ООП такие действия называются методами). При таком подходе организация данных и программная реализация действий над ними оказываются гораздо сильнее связаны, чем при традиционном структурном программировании.
ООП базируется на трех основных понятиях:

  • Инкапсуляция – комбинирование данных с процедурами и функциями, которые манипулируют этими данными. В результате получается новый тип данных – объект.

  • Наследование – это возможность использования уже определенных объектов для построения иерархии объектов производных от них. Каждый из «наследников» наследует описание данных «прародителя» и доступ к методам их обработки.

  • Полиморфизм – это возможность определения единого по имени действия (процедуры или функции), применимого одновременно ко всем объектам иерархии наследования, причем каждый объект иерархии может «заказывать» особенность реализации этого действия над «самим собой».

ООП может заметно упростить написание сложных программ, придать им гибкость. Одним из его главных преимуществ можно назвать возможность расширять область их применения, не переделывая программу, а лишь добавляя в нее новые уровни иерархии.
Первым языком с элементами ООП был язык Симула-67. В Турбо-Паскале, начиная с версии 5.5, появились средства ООП. Итогом развития Турбо-Паскаля в этом направлении стало создание фирмой Borland системы программирования Delphi (Делфи). Использование этой системы, в частности, даёт возможность легко и быстро программировать сложный графический интерфейс.
5 этап. ЭВМ будущего 5-го поколения называют машинами «искусственного интеллекта». Прототипы языков для этих машин были созданы много раньше их физического появления. Это языки Лисп и Пролог. Эти языки относятся к языкам логического программирования. 
Язык Пролог разработан в 70-ых годах во Франции. Его появление связано с первыми работами в области создания искусственного интеллекта (экспертных систем, программ-переводчиков, интеллектуальных игр и пр.). Базируется на логической модели знаний.
Основы  ООП. Системы ООП дают возможность визуализировать процесс создания графического интерфейса разрабатываемого приложения, то есть позволяют создать объекты и задавать значения их свойств с помощью диалоговых окон системы программирования.  Взаимодействия объектов между собой и их изменения описываются с помощью программного кода. Создание программного кода базируется на исполнении алгоритмических структур различных типов.   Основной единицей в ООП является объект, который объединяет в   себе как описывающие его данные, так и средства обработки этих данных, т.е. программные объекты обладают свойствами, могут,  использовать методы и реагирует на события.

  • Классы объектов Классы объектов являются шаблонами, определяющими наборы свойств, методы и событий. По этим шаблонам создаются объекты. Каждый из классов обладает специфическим набором свойств, методов и событий.

  • Экземпляры классов Объект, созданный по "шаблону" класса объектов, является экземпляром класса и наследует весь набор свойств, методов и событий данного класса. Каждый экземпляр класса имеет уникальное для данного класса имя. Экземпляры обладают одинаковым набором свойств, но значения свойств у них могут отличаться.

  • Свойства объектов Семейство объектов представляет собой объект, содержащий несколько объектов, экземпляров одного класса.

Объекты

Свойства
Каждый объект обладает набором свойств. Значение свойств можно изменить в программном коде.

 

 

Объект. Свойство = Значение свойства

Методы
Для того чтобы объект выполнил какую-либо операцию, необходимо применить метод, которым он обладает. Методы имеют аргументы, которые позволяют задать параметры выполняемых действий.

Объект. Метод арг 1: = зн, арг 2: = знач.

События
Событие представляет собой действие, распознаваемое объектом. Событие может создаваться пользователем или быть результатом взаимодействия других программных объектов. В качестве реакции на событие вызывается определенная процедура.

Интегрированная среда Visual Basic. Система программирования Visual Basic состоит из текстового редактора для написания текста (кода) программ и конструктора форм. Программист пишет исходный код программы на одном из диалектов языка программирования Basic, выполняя разработку интерфейса программы с помощью конструктора форм. Для создания интерфейса Visual Basic предоставляет готовые объекты, обладающие определенными свойствами, которые можно изменять. Код программы и ее интерфейс объединяется в общий проект, который запускается на выполнение непосредственно из среды программирования Visual Basic или как исполняемый файл, компилируемый данной средой. Проект, созданный с помощью Visual Basic состоит из нескольких файлов:
Основной файл проекта имеет расширение .vbp и содержит реестр файлов, необходимых для создания исполняемого файла приложения. Текстовый файл с расширением .frm сохраняет описание формы проекта и программный код, относящийся к ней. Таких файлов в проекте может быть несколько. Код, не связанный с конкретной формой или элементом управления, помещается в стандартный модуль с расширением .bas. Могут быть модули и другого типа. При вызове Visual Basic открывается окно диалога мастера проектов. Оно имеет три вкладки следующего назначения:
New - создание нового проекта, предлагается на выбор несколько шаблонов, выбираем             STANDART.EXE.
Existing - открыть существующий проект, появляется окно открытия файла.
Recent - открыть один из последних проектов.
Окно Visual Basic содержит строку меню, панели инструментов и различные окна.
Окно конструктора форм находится в центре экрана и содержит форму (Form). В новый проект бhello_html_6731fe7e.jpgыло закрыто и выводит его поверх других окон.сразу добавляется форма с именем Form1. Рис. 1: Окно программы Visual Basic

Команда Object меню View открывает окно, если оно с набором управляющих элементов (ToolBox) находится обычно слева от формы. В процессе проектирования вы выбираете нужные элементы и перемещаете их на форму. Окно свойств (Properties) содержит список свойств и их значений для выделенного объекта. Объект можно выбрать также в списке под строкой заголовка.
Окно проводника (Project Explorer) отображает все составные части проекта: формы и модули, не связанные с формами. Здесь же имеются кнопки для переключения между окном формы и редактором. Окно редактора кода (Code) содержит текст программы.
Окно макета формы (Form Layout) показывает как будет выглядеть текущая форма на экране в режиме выполнения (см. Рис. 1). Окна перемещаются по экрану за полосу заголовка. Любое из окон можно убрать с экрана и вернуть их обратно с помощью команд меню View или кнопок на панели инструментов. Строка меню Visual Basic содержит стандартные заголовки меню: File (Файл), Edit (Правка), View (Вид), Window (Окно), Help (Справка). Кроме того, имеются меню, обеспечивающие доступ к функциям программирования, например Project (Проект), Tools (Инструменты).

Команды меню File
New Project - создать новый проект.
Open Project - открыть существующий проект.
Riove Project - закрыть текущий проект.
Save Project - сохранить проект.
Save Project As - сохранить проект под новым именем.
Make <имя проекта>.exe - создать исполняемый файл текущего проекта.


Команды меню Edit (редактирование текста и формы)
Undo (Откат) - отменить последнюю операцию.
Cut (Вырезать) - удалить выделенную область, скопировав ее в буфер обмена.
Copy (Копировать) - копировать выделенную область в буфер обмена.
Paste (Вставить) - вставить содержимое буфера обмена.
Delete (Удалить) - удалить выделенную область или текущий элемент.
Select All (Выделить все) - выделить все содержимое текущего окна.


Команды меню View
Code - открыть окно кода, относящегося к текущей форме или модулю.
Object - открыть окно текущей формы.
Project Explorer - открыть окно проводника проекта.
Properties Window - открыть окно свойств.
Form Layout Window - открыть окно макета формы.
ToolBox - открыт окно коллекции инструментов.
ColorPalette - открыть окно, позволяющее выбрать цвет текущего элемента или формы.

2. Домашнее задание: § 4.3. п.4.1,4.3,4.4 - читать


Выбранный для просмотра документ 23.doc

библиотека
материалов


24.11.2011г. 22 урок 11 класс

Урок на тему: Связывание таблиц. Создание реляционной базы данных.

Цель урока:

  1. познакомить учащихся с понятием реляционной базы данных;

  2. научить создавать многотабличную базу данных и связывать таблицы в ней.


Тип урока: Урок изучения нового материала

Вид урока: комбинированный.

План урока:

  • Устный опрос по ранее изученному материалу

  • Изучение новой темы

  • Практическая работа

Оборудование:

  • Программное обеспечение: СУБД Microsoft Access.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент. Приветствие учащихся.

II. Актуализация деятельности учащихся.

Ребусы:

hello_html_1917c8a3.pnghello_html_26867acc.gif

ЛЬ Л

(модель) (поле)

hello_html_m373855b7.jpg

hello_html_m78b7fa76.gifЛЮ Ч (ключ) (сортировка)

hello_html_1802ff2.jpghello_html_7811b039.jpg

(запрос) (выборка)

Устный опрос:


- Для чего предназначены СУБД? (программы, предназначенные для создания баз данных и обработки данных)

- Какие типы БД существуют? (табличная, иерархическая, сетевая)

- Перечислите объекты БД (таблица, запрос, форма, отчет)

- Перечислите объекты табличной БД (строка – запись, столбец - поле)

- Назовите основные характеристики поля (имя, тип, формат)

- Какие существуют способы поиска данных в БД? (быстрый поиск, фильтры и запросы)

- Какой из методов поиска предоставляет больше возможностей для отыскания записей – быстрый поиск или фильтры? (фильтры)

- Чем отличается запрос от фильтра? (фильтр привязан к конкретной таблице, а запрос является самостоятельным объектом).

- Назовите типы сортировки (по убыванию и по возрастанию).

- С помощью какого объекта выполняется вложенная сортировка? (с помощью Запроса).


II. Изучение нового материала

Вводная беседа учителя

Вы уже знаете, как создавать базу данных с одной таблицей и как обрабатывать данные в ней. Сегодня на уроке мы должны будем создать три таблицы (многотабличную базу банных), которые будут представлять собой единую базу данных.

После создания различных таблиц, содержащих данные, относящиеся к различным аспектам базы данных, необходимо обеспечить целостность базы данных. Для этого необходимо их связать между собой.

Базы данных, состоящие из нескольких связанных двумерных таблиц, называют реляционными.

Для связанных таблиц возможно три варианта типа связи:

  • «один к одному»;

  • «один ко многим»;

  • «многие ко многим».

Структура каждой таблицы создаётся с помощью конструктора таблиц. В конструкторе указываются имена полей, типы и форматы полей, назначаются ключи.

Устанавливаются связи между таблицами после их создания, но до заполнения данными.

Для создания реляционной БД в окне СУБД выберем объект Таблицы и выберем вариант Создание таблицы в режиме конструктора.


III. Практическая работа учащихся

База данных «Кинопросмотр»

Отношения, составляющие данную базу:

Фильмы (Код фильма, Фильм, Жанр, Время просмотра)

Кинотеатры (Код кинотеатра, Название, Адрес кинотеатра, Телефон)

Цена билетов (Счетчик, Код фильма, Код кинотеатра, Цена билета)


Алгоритм установки связей между таблицами:

  1. Сервис Схема данных.

  2. Откроется окно Добавление таблицы.

  3. Выделить название таблицы, выполнить команду Добавить.

  4. Закрыть.

В результате на поле окна Схема данных появятся образы 3 таблиц. Нажав левую кнопку мыши, перетащить ключевое поле Код фильма таблицы Фильмы на поле Код фильма из таблицы Цена билета. Откроется окно Связи. Последовательно активизировать флажки «Обеспечить целостность данных», «Каскадное обновление связанных полей», «Каскадное удаление связанных записей». Тип связи «Один ко многим» будет выбран автоматически. Таким же образом перетащить ключевое поле Код кинотеатра таблицы Кинотеатры на поле Код кинотеатра из таблицы Цена билета. Выполнить те же действия с диалоговым окном Связи.

hello_html_14d437bc.png













V. Домашнее задание. Создать не менее 3-х таблиц и связи между ними для своей базы данных (созданной на 2 уроке) Записная книжка.

VI. Подведение итогов урока

Выставление оценок.

Выбранный для просмотра документ 24 урок.doc

библиотека
материалов


6.12.2011г. 24 урок 11 класс

Урок на тему: Объекты: свойства, методы, события. Интегрированная среда разработки Дельфи.

Цели: учить открывать и сохранять окно программы; познакомить с интерфейсом программы, с планом разработки программы; прививать любознательность; развитие логического мышления.
Оборудование: электронный учебник Delphi.

Ход урока

I Организация класса к уроку
II Актуализация прежних знаний
- Что вы можете сказать о среде программирования Pascal?
- Из каких элементов состоит окно программы?
- Какие операторы использовались при составлении программ?
- Как запускалась программа на выполнение?
III Сообщение темы урока
Основы визуального программирования.
Интегрированная среда разработки Delphi

IV Изучение нового материала
Визуальное программирование представляет собой процесс создания Windows-приложений, при котором возможно одновременно конструировать, изменять, отлаживать приложение, используя интегрированную среду разработки IDE (Integrated Development Environment). По сути, визуальное программирование – это единство двух взаимосвязанных процессов: наглядного конструирования типового Windows-окна приложения и написания кода.
Интегрированная среда разработки Delphi 6 представляет собой многооконную систему, определяемую настройками пользовательского интерфейса:

  • Главное окно (Delphi6 – Project I).

  • Окно Обозреватель дерева объектов (Object Tree View).

  • Окно Инспектора объектов (Object Inspector).

  • Окно Конструктора формы (Forml).

  • Окно Редактора кода (UnitI.pas).

  • и др.

Модуль служит для размещения кода программы пользователя.
Любая программа Delphi состоит из файла проекта (*.dpr), одного или нескольких модулей (*.pas).
Имена в Delphi задаются латинскими буквами, цифрами и знаком подчеркивания.
Интерфейс Delphi. Элементы интерфейса. Главное окно/
Главное окно осуществляет основные функции управления проектом создаваемой программы и состоит из: Строки заголовка Строки меню Панели инструментов Палитры компонентов

Внимание. Главное окно остается открытым все время работы IDE. Закрывая его, вы тем самым закрываете Delphi и все открытые в нем окна.

hello_html_70ade8c0.jpg
Строка заголовкаглавного окна отображает имя открытого в данный момент проекта. 
По заголовку главного окна можно определить, в каком режиме открыт проект.


Текст заголовка

Режим работы

Delphi 6 – Project1

Редактирование

Delphi 6 – Project1 [Running]

Выполнение

Строка меню содержит команды, необходимые для разработки и тестирования приложений и используется так же, как любое стандартное Windows-меню.
Панель инструментов. Панель инструментов представляет собой набор кнопок для быстрого доступа к необходимой функции меню. На этой панели есть, в частности, кнопка сохранения проекта на диске, кнопка открытия проекта, кнопка запуска программы на выполнение.
Пользователь может изменить конфигурацию панели инструментов. Для этой цели используется окно пользовательских настроек, с помощью которого можно отображать, скрывать или менять положение на панели инструментов тех или иных инструментов. 
Окно пользовательских настроек можно открыть, щелкнув правой кнопкой мыши на панели инструментов. С помощью  появившегося контекстного меню можно произвести необходимые настройки.
Палитра компонентов устроена в виде наборов пиктограмм. На палитре компонентов, представляющей собой множественные тематические страницы, располагаются визуальные и невизуальные компоненты вашей будущей программы. Они составляют библиотеку визуальных компонентов (VCL – Visual Component Library). 
Примечание. Невизуальные компоненты видны только при проектировании приложения.  Окно проектировщика формы – главное место, где происходит сборка программы из компонентов, содержащихся в палитре компонентов. Сама форма – это уже готовая к исполнению программа. В указанное место формы будет вставлен объект - экземпляр компонента выбранного типа.

hello_html_267ba3c5.jpg


Окно инспектора объетов

hello_html_m194a779e.jpg

Окно инспектора объектов (Object Inspector) - отображает свойства, активизированного щелчком мыши какого-либо компонента или самой формы. Имя активизированного компонента находится под заголовком окна.
Это окно имеет две закладки – Свойства (Properties) и События (Еvents).
На первой закладке (Properties) постоянно отображаются все доступные свойства выбранного компонента. В левой колонке содержится список, а в правой – текущие значения по умолчанию.
На второй закладке (Events) отображаются возможные обработчики событий для выбранного компонента. В левой колонке - названия, а в правой - соответствующие свойства или процедуры. 
Что же такое свойства и реакции на события?

Каждый объект в Delphi, даже само окно разрабатываемого приложения, имеют определенные свойства: цвет, размер, отображаемый текст и т.п. 
Эти свойства можно менять еще до запуска проектируемой программы на выполнение. В зависимости от изменяемого свойства результат можно просматривать уже сразу.
Реакции на события, это результат произошедшего системного события, например, щелчок мыши, нажатие на кнопку, открытие окна и т.п. Реакцию на событие назначают программно, указывая список действий, которые необходимо произвести. Например, если пользователь выполняет клик по кнопке, производится копирование файла.

Окно редактора кодов


hello_html_3103049.jpg

По ходу работы система формирует в окне Редактора кодов текст программы на языке Object Pascal, связанной с формой. 
После загрузки Delphi это окно спрятано за окном формы, и его можно увидеть, щелкнув на кнопке Toggle Form/Unit в панели инструментов. 

На момент первого запуска это окно имеет заголовок Unit1
В редакторе кода могут быть открыты сразу несколько файлов. Каждый открытый файл размещается на отдельной странице, а его название отображается на вкладке в верхней части. 
Если в вашей программе три окна, то они будут взаимодействовать в процессе работы с тремя так называемыми модулями (Unit). Все эти модули и отображаются в редакторе.
В окне кода программист непосредственно пишет текстовую часть программы.
Текстовая часть разбивается на несколькие части, называемые процедурами и функциями, которые работают отдельно одна от другой. 

Пользователь может дополнять текст программы самостоятельно или по предложению системы в момент размещения объектов в форме.
Внимание!
Никогда не изменяйте текст, который уже написан. Можно только добавлять текст программы, но остерегайтесь изменять уже существующий...

План разработки программы, №1

  • Открыть новый проект.

  • Разместить в форме следующие компоненты: метку Label и две кнопки Button

hello_html_m61d90bdc.jpg

  • Выделить кнопку Button2 , перейти в Object Inspector на страницу Properties (свойства), найти Caption (заголовок) и изменить заголовок Button2 на заголовок Выход.

  • Перейти на страницу Events (события) Object Inspector, найти событие OnClick, справа от него дважды щелкнуть мышкой. Оказавшись в коде программы, точнее, в заготовке процедуры кнопки Button2, надо написать лишь одну команду: 

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
  Close;
end;


  • обязательно поставить точку с запятой после Close.

  • Сохранить проект под именем, например, Unit1.pas и Pr1.dpr.

  • Запустить программу, затем закрыть окно проекта кнопкой Выход.

  • Выделить форму, в Object Inspector в свойстве Caption заменить слово Form1 на Проект-1. Это и будет заголовком основного окна программы. 

  • Выделить кнопку Button1, найти в Object Inspector свойство Caption и заменить слово Button1 на название копки Приветствие. При необходимости увеличить длину кнопки.

  • Перейти на страницу Events (события) Object Inspector и найти OnClick, справа от него дважды щелкнуть мышкой. Попав в код программы, но теперь в процедуру кнопки Button1, надо написать следующий код:

Label1.Caption:=‘Первые успехи!’;

  • Сохранить проект окончательно, запустить и протестировать его.

Краткое описание плана разработки программы, №1

В этом разделе показано, как можно кратко описать план разработки программы. 
Для краткости в дальнейшем будем использовать этот способ записи.

1. Открыть новый проект.

2. Разместить в форме следующие компоненты: метку Label и две кнопки Button.

hello_html_m40ae6b1c.jpg




3. Выполнить следующие действия: 


Выделенный объект

Вкладка окна
Object Inspector

Имя свойства/
Имя события

Значение/Действие

Button2

Properties

Caption

 Выход

 

Events

OnClick

Close;

4. Сохранить проект под именем, например, Unit1.pas и Pr1.dpr.

5. Запустить программу, затем закрыть окно проекта кнопкой Выход.

6. Выполнить следующие действия:


Выделенный объект

Вкладка окна
Object Inspector

Имя свойства/
Имя события

Значение/Действие

Form1

Properties

Caption

Проект-1

Button1

Properties

Caption

Приветствие

 

Events

OnClick 

Label1.Caption:=‘Первые успехи!’;

7. Сохранить проект, запустить и протестировать его.
Задание для самостоятельного выполнения

 

Задание

Подсказка

1

Сделать шрифт выводимой реплики "Первые успехи!" отличным от стандартного по виду, цвету и размеру.

В Object Inspector дважды щелкнуть справа от названия свойства Font.

2

Заменить вид кнопки Выход на более привлекательный.

Для замены кнопки надо удалить существующую, а другую найти в палитре компонентов на вкладке Additional. Она самая левая, называется BitBtn. Затем изменить ее вид с помощью свойства Kind.

3

Сделать так, чтобы после нажатия кнопки Приветствие на экране  появлялось сообщение "Первые и не последние!". 

Изменить значение свойств Caption метки Label1 при реакции кнопки Button1 на событие OnClick.

4

Запустить исполняемый файл Pr1.exe не в среде Delphi, а в Windows.

Запустить исполняемый файл Pr1.exe не в среде Delphi, а в Windows.

Листинг программы, №1
Для самоконтроля ниже приводится базовый текст программы.


unit Unit1;

interface

uses
Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,
StdCtrls, Buttons;

type
TForm1 = class(TForm)
Label1: TLabel;
Button1: TButton;
BitBtn1: TBitBtn;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;

var
Form1: TForm1;

implementation

{$R *.DFM}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
Label1.Caption:='
Первые и не последние!';
end;

end.

VII Итог урока
Как запустить программу? Из каких компонентов состоит окно программы?
С какими компонентами познакомились? В чем отличие невизуальных от визуальных компонентов?
С помощью какого свойства меняется заголовок у компонента? Что же такое свойства и реакции на события? Проекты сохраняются в одном файле или нет?
VIII Домашнее задание
Знать из каких элементов состоит окно программы.


Выбранный для просмотра документ 25 урок.doc

библиотека
материалов


6.12.2011г. 25 урок 11 класс

Тема урока: СУБД. Практикум. Базы данных и системы управления базами данных.

Цель урока: Дать понятие учащимся о базах данных.

ХОД УРОКА.

  1. Оргмомент.

Дежурство, отсутствующие.

  1. Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос учащихся по материалу пройденному на прошлом уроке.

  1. Работа над темой урока

Теоретическая часть.

Базы данных. для хранения и обработки больших объемов информации используются базы данных. Телефонный справочник является базой данных, в которой хранится информация об организациях (адрес, телефон и т. д.). Записная книжка является базой данных, в которую записывается информация о людях (фамилия, телефон, адрес электронной почты и т. д.). Библиотечный каталог является базой данных, которая хранит информацию о книгах (название, автор, год издания и т. д.).
Каждая база данных хранит информацию о большом количестве объектов одинакового типа (организациях, людях, книгах и т. д.). Объекты одного типа обладают одинаковым набором свойств, поэтому база данных хранит для каждого объекта значения этих свойств.

База данных позволяет упорядоченно хранить данные о большом количестве однотипных объектов, обладающих одинаковым набором свойств.
В настоящее время широкое распространение получили компьютерные базы данных.
Табличная форма представления баз данных. Базы данных удобно представлять в виде таблицы. В каждой строке таблицы размещаются значения свойств одного объекта, а каждый столбец таблицы хранит значения определенного свойства всех объектов. Столбцы табличной базы данных называют полями. Каждое поле имеет имя и может хранить данные определенного типа (текст, число, дата/время и т. д.). Строки таблицы называются записями (т. е. это записи об объекте). Запись хранит набор значений, содержащихся в полях базы данных. Записи могут нумероваться с использованием счетчика (поле «ЗЧ»).
Достоинством табличного представления базы данных является возможность видеть одновременно несколько записей. Однако если база данных содержит много полей, а значения полей содержат много символов, то не очень удобно осуществлять ввод, просмотр и редактирование записей.
Представление записей базы данных с помощью формы. Для поочередного ввода, просмотра и редактирования записей базы данных часто используется форма. Форма позволяет последовательно отображать записи в удобном для пользователя виде.
Обычно на форме размещаются надписи, являющиеся именами полей базы данных, и поля, в которых отображаются данные выбранной записи базы данных.
В процессе создания формы можно указать, какие поля базы данных включить в форму и как расположить поля в окне формы. Пользователь может подобрать подходящий дизайн (размер и цвет) надписей, текстовых полей и самой формы.

Системы управления базами данных (СУВД). Создание баз данных, а также операции поиска и сортировки данных выполняются специальными программами — системами управления базами данных (СУБД). Таким образом, необходимо различать собственно базы данных, которые являются упорядоченными наборами данных, и системы управления базами данных — приложения, управляющие хранением и обработкой данных.
Система управления базами данных — это приложение, позволяющее создавать базы данных и осуществлять в них сортировку и поиск данных.
Функцию простой СУВД могут выполнять электронные таблицы, а также текстовые редакторы, путем вставки в документ таблиц. Столбцы таблицы являются полями базы данных, а в строках таблицы размещаются записи базы данных. Первая строка таблицы должна содержать имена полей базы данных.
Создание базы данных с использованием СУБД начинается с создания полей базы данных, установки их типов и ввода имен полей. Затем в режиме таблица или форма производится ввод, просмотр и редактирование записей базы данных. После этого в созданной базе данных можно осуществлять сортировку и поиск данных.
В электронных таблицах ввод, просмотр и редактирование записей можно осуществлять как в режиме таблица, так и в режиме форма.

В электронных таблицах Microsoft Office Excel для вызова формы необходимо выделить ячейки с данными и ввести команду [Данные-Форма..] Появится форма, содержащая запись базы данных.

Домашнее задание: §4.1.


Выбранный для просмотра документ 25.1. урок.doc

библиотека
материалов


6.12.2011г. 25 урок 11 класс


Урок на тему: Форма, размещение на ней управляющих элементов. Событийные процедуры.

Цель урока: Дать понятие учащимся о выражениях и функциях.

ХОД УРОКА.

  1. Оргмомент.

Дежурство, отсутствующие.

  1. Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос учащихся по материалу пройденному на прошлом уроке.

  1. Работа над темой урока

Теоретическая часть.

Арифметические выражения В состав арифметических выражений могут входить переменные числового типа, числа, знаки арифметических операций, а также математические функции. Порядок вычисления арифметических выражений производится в соответствии с общеизвестным порядком выполнения арифметических операций (возведение в степень, умножение или деление, сложение или вычитание), который может изменяться с помощью скобок.

Строковые выражения В состав строковых выражений могут входить переменные строкового типа, строки (последовательности символов) и строковые функции. Над переменными и строками может производиться операция конкатенации. Эта операция объединяет строки или значения строковых переменных в единую строку. Операция конкатенации обозначается знаком «+», который не следует путать со знаком сложения чисел в арифметических выражениях.

Математические функции Понятие функции в языках программирования близко к понятию функции в математике. Функция может иметь один или более аргументов. для каждого допустимого набора аргументов можно определить значение функции. В программировании говорят, что функция возвращает свое значение, если заданы значения ее аргументов. Функции обычно входят в состав выражений, значения которых присваиваются переменным.
Функции могут быть различных типов: математические, строковые, ввода и вывода, даты и времени и др. Тип функции определяется возможными значениями аргументов и значением функции.
В математических функциях значениями как аргументов, так и функций являются числа. В языке Visual Basic математические функции реализуются с помощью методов: синус Math.Sin(), косинус Math.Cos(), квадратный корень Math.SQRT() и др.

Строковые функции В строковых функциях строками являются либо аргументы, либо возвращаемые функциями значения.
Функция вырезания левой подстроки Left(). В функции вырезания подстроки (части строки) Left (Строка, длина) значением функции является левая подстрока. Подстрока начинается от крайнего левого символа аргумента Строка и имеет количество символов, равное значению числового аргумента длина.
Функция вырезания правой подстроки Right(). В функции вырезания подстроки Right (Строка, длина) значением функции является правая подстрока. Подстрока заканчивается крайним правым символом аргумента Строка и имеет количество символов, равное значению числового аргумента длина.
Функция вырезания произвольной подстроки Mid(). В функции вырезания подстроки Mid (Строка Позиция, длина) значением функции является подстрока. Подстрока начинается с символа аргумента Строка, позиция которого задана числовым аргументом Позиция, и имеет количество символов, равное значению числового аргумента длина.
Функция определения длины строки Len(). В функции определения длины строки Len (Строка) аргументом является строка Строка, а возвращает функция числовое значение длины строки (количество символов в строке).
Функция Asc(). функция Asc (Строка) осуществляет преобразование строки в числовой код первого символа. Аргументом функции является строка, а значением — ЧИСЛО.
Функция Cht(). функция Cht (Число) осуществляет преобразование ЧИСЛОВОГО кода в символ. Аргументом функции является ЧИСЛО, а значением — символ.

Домашнее задание: §2.4 – 2.5.


Выбранный для просмотра документ 26 урок.doc

библиотека
материалов

8.12.2011г. 26 урок 11 класс


Урок на тему: СУБД. Практикум.

Цели урока: сформировать представление у учащихся о понятии СУБД. Рассмотреть построение базы данных в MS Access; развитие познавательных интересов, навыков работы с мышью и клавиатурой, формирование приемов логического мышления, развитие интереса к предмету; воспитание  аккуратности, умения слушать.


Оборудование: доска, компьютер, проектор, кроссворды, листы с темами БД, «мордашки», жетончики, компьютерная презентация.


Ход урока:

I. Орг. Момент. Актуализация знаний: -Здравствуйте, ребята! Как ваше настроение? С какой «мордашкой» вы себя сейчас ассоциируете?

{ Подвести итоги, прокомментировать. Например, «Я надеюсь, что к концу урока ваше настроение улучшится.». Или «Я вижу, что у вас хорошее настроение. Значит, все у нас получится.»}

Предлагаю начать урок с разгадывания кроссворда. Разгадываем вместе. За каждое разгаданное слово – жетончик.

hello_html_7540be57.jpg


По вертикали:

1.0дин из типов, который могут иметь поля в БД. (дата)

  1. Строка реляционной БД.(запись)

  2. Один из типов, который могут иметь поля в БД.(символьный)

  3. Столбец реляционной БД.(поле)

  4. Крупнейшая компания - поставщик компьютерных программ (англ.)(Microsoft)

  5. Операционная система (англ.)(Windows)

По горизонтали:

  1. Форма организации информации в реляционной БД.(таблица)

  2. Поле БД, значения которого не повторяются для разных записей. Главный ....(ключ)


-Кроссворд разгадан. Молодцы! Прошу обратить ваше внимание на «ключевое» слово ACCESS. Как вы думаете, что означает это слово? Может кто- то встречался с ним? О чем был кроссворд? В наше время не практично создавать БД на бумаге. Я предложила вам этот кроссворд не просто так? { При помощи наводящих вопросов попробовать подвести учащихся к теме урока}. Access-программа для создания и работы с БД. Такие программы называются системами управления базами данных.

II. Теоретическая часть

-Запишем в тетрадь тему урока: «СУБД Access». Сегодня на уроке мы начнем рассматривать построение БД при помощи СУБД Access. access - «доступ» (англ.). В тетрадь запишем определение:

СУБД(Система Управления Базами Данных)-это программное обеспечение для работы с БД.

Существует большое количество различных реализаций СУБД: dBase, FoxPro, Paradox, Clarion.{Примеры в тетрадь} Наибольшее распространение для пользователей получила СУБД Microsoft Access(простота и удобство интерфейса). Это программа входит в пакет Microsoft Office. Ярлык программы имеет своеобразный вид. Как вы думаете, почему на нем изображен ключ? (Ребята высказывают свои мнения. Если нет вариантов, предлагается вернуться к этому в конце урока.) Запуск программы осуществляется аналогично уже известным вам программам Microsoft Word и Microsoft Power Point. Как? (Дети перечисляют способы запуска программы). {Запустив программу, обсуждаем интерфейс программы. В верхней строке-Главное меню. Под ним-панель инструментов}

-Наша задача – создать БД.

Фиксируем в тетрадях: Этапы создания БД:

1. Проектирование БД(без компьютера). На этом этапе определяется: какие таблицы будут входить в состав БД, структура таблиц(из каких полей, какого типа и размера будет состоять таблица), главный ключ.

2. Создание структуры. С помощью СУБД описать структуру таблиц, входящих в БД.

3. Ввод записей. Заполнение таблиц БД конкретной информацией.

Начнем с 1 этапа. Я предлагаю темы для БД:

  • «Мои одноклассники»

  • «Страны мира»

  • «Классы-кабинеты БСШ №2»

  • «Крупные пруды Пермского края»

  • «Учителя БСШ №2»

  • «Магазины с. Барда»

  • «Телевизионные передачи»

  • «Кандидаты в депутаты Совета Депутатов Бардымского сельского поселения»

  • «Победители и призеры Олимпийских игр в Пекине».

  • «Химические элементы»…

Задача: работая в парах в течение 3 минут, определить структуру БД (список полей с указанием типа, главный ключ).

Пары оглашают результаты своей работы. (Работа оценивается. За дополнения ученики получают жетоны).

Переходим ко 2 этапу. Фиксируем в тетрадь. Создание БД в Access:

  1. Создание БД. Файл/Создать/Новая БД

Файлы БД имеют расширение .mdb

  1. Создание структуры таблицы:

-режим конструктора;

- режим мастера;

-режим ручного ввода.

  1. Сохранение таблицы.

Объяснение сопровождается показом через проектор.


    1. Практическая часть (12 мин)

Ученики за компьютерами реализуют подготовленные структуры БД. Сохраняют. Закрывают БД.

    1. Д/з . § 11.6

Выбранный для просмотра документ 28 урок.docx

библиотека
материалов

13.12.2011г. 28 урок 11 класс

Урок на тему: Тип, имя и значение переменной. Арифметические, строковые и логические выражения. Присваивание.

Цель урока: Познакомить с понятием переменная, их типами. Ввести оператор объявления  переменной. Рассмотреть виды выражений. Выполнить практическая работу.

План урока:
1. Теоретическая основа урока
В ООП переменные играют важную роль. Они предназначены для хранения и обработки данных.
Переменная в программе представлена именем и служит для обращения к    данным определенного типа. Конкретного значения переменной хранится    в ячейках оперативной памяти.
Тип переменной. Тип переменной определяется типом данных. Значение переменных: числовых типов являются числа; логических – истина и ложь; строковых – последовательность символов. Над различными типами данных допустимы различные операции: Над числовыми переменными – арифметические операции. Над логическими – логические операции. Над строковыми – операции преобразования символьных строк. Различные типы данных требуют для своего хранения в оперативной памяти компьютера различное количества ячеек.
Имя переменной. Имя каждой переменной уникально и на может меняться в процессе выполнения программы. Имя переменной может состоять: Латинских и русских букв. Цифр. Начинаться с буквы. Не должно включать точку. Количество символов не более 255. В имена переменных рекомендуется включать особую приставку, которая обозначает тип переменных
Объявление типа переменной. Если переменой не определена, то компьютер будет считать ее переменной универсального типа Variant и отведет для ее хранения в памяти 16 или более байт. Это будет приводить к неэффективному использованию памяти и замедлению работы программы. Оператор объявления  переменной: Dim - имя переменной. As – тип переменной
Dim intA As integer. Const - имя константы. As– тип = значение константы. Арифметические выражения. В выражения могут входить переменные числового типа и числа, над которыми могут производиться арифметические операции и математические операции, выраженные с помощью функций.
Строковые выражения. В состав входят переменные строкового типа, строки и строковые функции. Строка – это последовательность символов заключенная в кавычки.
Над переменными и строками производится
Операция – конкатенация. – объединение строки или значение строковых переменных в единую строку. Операция обозначается знаком +. Логические выражения. В состав входят логические переменные, числа, числовые или строковые переменные или выражения, которые сравниваются между собой с использованием операций сравнения. Над элементами логических выражений производятся логические операции:and – умножение;or – cложение;not – отрицание.
Присваивание переменным значений. Переменная может получить или изменить значение с помощью оператора присваивания. Let имя переменной = выражение. Ключевое слово Let можно не использовать 2. Закрепление. Учебник Угринович Н. стр. 176 вопросы для размышления 3. Практическая работа. Создание проекта "Переменные" 

Окно программы Visual Basic

  1. Sub C 1 _ click ( )
    Dim a, b As Integer, C As Bite
    S As Single, E As Double
    A = 2
    B = 3
    C = a/b
    D = a/b
    E = a/b
    Form1. Print C, D, E
    End Sub


2) Sub C2_click ( ) 
Dim A, B As String.  
A = "форма"  
В = "ин" + A + "Тика" 
Form1. Print B  
End Sub    
End Sub

3) Sub C3_ click ( )
Dim A, B, C As Boolean
A = 5>3
В = 2*2 = 5
C = A And B
Form1.
Print C
End Sub

4. Домашнее задание п. 4.6, 4,7 читать, стр. 177 (4.10, 4.11), стр. 181 (вопросы для размышления).

Арифметические операции.

Операция

Символ

Примеры

Результаты

Сложение

+

3 + 5

8

Вычитание

-

5 - 3

2

Отрицание

-

-3

-3

Умножение

*

3*5

15

Деление

/

3/5

0.6

Деление нацело

\

7\3

2

Остаток

Mod

7 Mod3

1

Возведение в степень

^

2 ^ 7

128


Логические операции.

Операция

Символ

Примеры

Результаты

Операция ИAND) (

AND

TRUE AND TRUE
TRUE AND FALSE
FALSE AND TRUE
FALSE AND FALSE

Истина TRUE
Ложь FALSE
Ложь FALSE
Ложь FALSE

Операция ИЛИ (OR)

OR

TRUE OR TRUE
TRUE OR FALSE
FALSE OR TRUE
FALSE OR FALSE

Истина TRUE
Истина TRUE
Истина TRUE
Ложь FALSE

Операция исключающее ИЛИ (XOR)

XOR

TRUE XOR TRUE
TRUE XOR FALSE
FALSE XOR TRUE
FALSE XOR FALSE

Ложь FALSE
Истина TRUE
Истина TRUE
Ложь FALSE

Операция отрицания (NOT)

NOT

NOT TRUE
NOT FALSE

Ложь FALSE
Истина TRUE



Операции сравнения.

Операция

Символ

Примеры

Результаты

Меньше чем

<

2<3
3<2

Истина (True)
Ложь (False)

Меньше или равно

<=

2<=3
3<=3
3<=2

Истина (True)
Истина (True)
Ложь (False)

Больше чем

>

2>3
3>2

Ложь (False)
Истина (True)

Больше или равно

>=

2>=3
3>=3
3>=2

Ложь (False)
Истина (True)
Истина (True)

Равно

=

3=2
3=3

Ложь (False)
Истина (True)

Не равно

<>

3<>2
 З<>З

Истина (True)
Ложь (False)

Операция Is

Is

Object1 Is Object2

Истина (True), если
обе переменные
ссылаются на
один и тот же
объект.
Ложь (False) в
противном случае.

Операция Like

Like

"String" Like "Str"
"String" Like "*tr*"
"String" Like "?tr???"
"String" Like "?tr?"

Ложь (False)
Истина (True)
Истина (True)
Ложь (False)

Основная строковая операция — это операция конкатенации строк. В результате ее применения к двум строкам, получается строка, содержащая текст первой строки, за которым сразу следует текст второй строки. Существует два символа операции конкатенации — символ & и символ +. Однако применение символа + в операциях конкатенации считается признаком плохого тона, поскольку этот символ применяется и при сложении числовых значений. Ниже приведены примеры применения операции конкатенации.

"Hello, " & "world!" 'Результат — "Hello, world!"
 
"Hello, " + "world!" 'Результат тот же — "Hello, world!"

Переменная – это область оперативной памяти компьютера, которая может хранить данные во время работы программы. Переменная имеет:

  • имя,

  • значение и

  • тип

Имя переменной (идентификатор):

  • начинается с буквы,

  • содержит буквы (лучше лат) и цифры,

  • длина имени не должна превышать 255 символов,

  • нельзя использовать зарезервированные слова,

  • не должно содержать пробелов и специальных символов.

Например, san3, rt, dav, intA, strA

Тип переменной определяется по типам данных, которые могут быть значениями переменной.

Тип переменной

Возможные значения

Объем занимаемой памяти

Byte

Целые числа от 0 до 255

1 байт

Integer

Целые числа от -32768 до 32767

2 байта

Long

Целые числа двойной длины

4 байта

Single

Десятичные числа одинарной точности
от 1,401298Е-35 до 3,4022823Е38

4 байта

Double

Десятичные числа двойной точности
от 1,94065645841247Е-324 до 1,79769313486232Е308

8 байтов

Boolean

Логическое значение True или False

2 байта

String

Строка символов

1 байт на каждый символ

Currency

Число в денежном формате

8 байтов

Date

Дата от 1 января 100г. до 31декабря 9999г.

8 байтов

Object

Ссылки на любой объект

4 байта

Variant

Любые значения

>=16 байтов

В языке Visual Basic используются функции:

Функция

Возвращаемое значение

А * В

Умножение А на В

A/B

Деление А на В

A^B

A возвести в степень B

A mod B

остаток от целочисленного деления числа A на число B

A\B

целочисленное деление A на B

Sqr(x)

Квадратный корень числа х

Sin(x)

Синус (х в радианах)

Cos(x)

Косинус (х в радианах)

Tan(x)

Тангенс

Atn(x)

Арктангенс

Log(x)

Натуральный логарифм числа х

Exp(x)

Показательная функция

Int(x)

наибольшее целое число, не превышающее число х

CInt(x)

целое число, ближайшее к числу х

Fix(x)

целое число, равное числу х без дробной части

Abs(x)

абсолютное значение числа х

Rnd(x)

случайное число


Например,
http://kurs-vb.narod.ru/f1.gif
http://kurs-vb.narod.ru/f2.gif
http://kurs-vb.narod.ru/f3.gif

Задание:

Запишите на Visual Basic следующие арифметические выражения:
http://kurs-vb.narod.ru/f4.gif

Строковые выражения могут включать в себя переменные строкового типа, строки и строковые функции.

Строка – это последовательность символов, заключенная в кавычки.

Строковые функции:

Функция

Возвращаемое значение

Len(S)

длина строки S

Left(S, N)

левая часть строки S длиной N

Right(S, N)

правая часть строки S длиной N

Mid(S, P, N)

строка длиной N, вырезанная с позиции P из строки S

Asc(“и”)

порядковый номер символа

Chr(255)

символ, соответствующий десятичному коду





Выбранный для просмотра документ 28.1 урок.doc

библиотека
материалов


Урок на тему: Тип, имя и значение переменной. Арифметические, строковые и логические выражения. Присваивание.

Цели урока:

  • Контроль знаний по базовым понятиям: объект, свойства объекта, событийная процедура, графический интерфейс, переменная;

  • Познакомить учащихся с составом арифметических и строковых выражений в системе программирования VB;

  • Создать проект «Калькулятор»

Программное обеспечение: система программирования VB

Основные понятия:

  • Арифметическое выражение

  • Строковое выражение


Ход урока.


  1. Проверка домашнего задания на 10 мин (5 вопросов)

  2. Изучение нового материала. (10 мин)

Пример арифметического выражения: х+3+х2 -hello_html_m71a4da32.gif

Вопрос: Что входит в состав арифметического выражения в математике?

В системе программирования VB:

  • Переменные числового типа (Какие? Назовите мне их)

  • Числа

  • Знаки действий

  • Математические функции

Пример строкового выражения: слово, Математика и т.д

Вопрос: Что входит в состав строкового выражения?

  • Переменные строкового типа (Какие? Назовите их)

  • Строки

Конкатенация – сложение строк (Семь+я=Семья)

Пример:

Dim A, B As String

Private Sub Command1_Click()

A = “Семь

B = “Я

Text1. Text=A+B

End Sub


  1. Подготовка и выполнение проекта «Калькулятор» (15 мин)

Работа с учебником Угринович Н.Д. Информатика 9. Учебник для 9 класса. – М.: БИНОМ, 2005 стр. 71-72.


  1. Подведение итогов урока. (3 мин)

  2. Домашнее задание: (2 мин) п. 2.4.1, 2.4.2 стр. 70-75. Задание 2.8 выполнить практически в течение недели в компьютерном классе.hello_html_m4d466bb7.png

1


Выбранный для просмотра документ 3 урок.doc

библиотека
материалов

Тема: «Графический интерфейс Windows».


Цели урока:

- помочь учащимся усвоить понятие графический интерфейс, способы управления в Windows, дать основные понятия, необходимые для работы на компьютере.
- воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

- развитие познавательных интересов, навыков работы с мышью и клавиатурой, самоконтроля, умения конспектировать.

Оборудование:
доска, компьютер, компьютерная презентация.

План урока:
I. Орг. момент. (1 мин)
II. Проверка и актуализация знаний. (2 мин)
III. Теоретическая часть. (12 мин)
IV. Практическая часть. (16 мин)
V. Д/з (2 мин)
VI. Вопросы учеников. (5 мин)
VII. Итог урока. (2 мин)

Ход урока:
I. Орг. момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

II. Актуализация знаний.

В настоящее время все операционные системы для персональных компьютеров обеспечивают взаимодействие с пользователем с помощью графического интерфейса.

Это позволяет даже начинающему пользователю компьютера уверенно работать в среде операционной системы (проводить операции с файлами, запускать программы и так далее).

На этом уроке мы рассмотрим, как же управлять этой самой главной и сложной программой, т.е. ОС Windows.





III. Теоретическая часть.

Графический интерфейс позволяет осуществлять взаимодействие человека с компьютером в форме диалога с использованием окон, меню и элементов управления (диалоговых панелей, кнопок и так далее).
Интерфейс — это посредник, переводчик, задача которого преобразовать все внутренние «рычаги управления» Windows в понятную людям графическую форму. Можно без конца спорить о многочисленных недостатках и недоработках в тех или иных элементах интерфейса Windows. Можно, потрясая пыльными историческими справочниками, доказывать, что все лучшее, что заключено в нем, Microsoft просто-напросто скопировала у своих конкурентов — Unix, MacOS, Linux, OS/2... Но только зачем? В любом случае то, что мы видим во время сеанса работы с Windows, выглядит не просто логично и удобно, но в некоторых случаях еще и просто красиво!

Интерфейс Windows прост и доступен, а разгадать почти все его загадки может практически каждый.

Для работы с графическим интерфейсом используется мышь или другое координатное устройство ввода, при этом пользователь должен уметь производить:
• левый щелчок — однократное нажатие и отпускание основной (обычно левой) кнопки мыши;

правый щелчок — однократное нажатие и отпускание дополнительной (обычно правой) кнопки мыши;

двойной щелчок — два нажатия основной кнопки мыши с минимальным интервалом времени между ними;

перетаскивание (протаскивание) — нажатие левой или правой кнопки мыши и перемещение объекта с нажатой кнопкой.

Элементы графического интерфейса Windows:

Рабочий стол.

Название «Рабочий стол» подобрано удачно. На нем, как и на обычном рабочем столе расположены различные программы и инструменты, представленные в виде значков, или иконки.

Значки.

Значками в Windows обозначаются программы, документы. Запуск производится двойным щелчком кнопки мыши по значку. Программа может быть расположена непосредственно на Рабочем столе, а может быть скрыта глубоко на диске, но и в этом случае представлена на Рабочем столе своим образом – ярлыком.

Ярлыки.

Ярлык программы – это не сама программа, а только ее образ, указание на то место на диске, где она находится. Двойной щелчок по ярлыку также вызывает запуск программы. Ярлыки от значков отличаются наличием небольшой стрелочки внизу слева.

Панель задач.

Располагается в нижней части экрана. На ней находятся: кнопка Пуск, кнопки открытых окон, индикаторы и часы.

Окно.

Окно – один из главных элементов интерфейса Windows.

Рабочий стол. Как найти Рабочий стол? — спрашивают многие начинающие пользователи. Никак. В том смысле, что Рабочий стол не найти просто невозможно. Ибо все, что вы видите на своем экране после запуска Windows — это он и есть.

Название «Рабочий стол» выбрано крайне удачно. На своем обычном рабочем столе люди держат все необходимые им инструменты, документы и так далее. На виртуальном Рабочем столе Windows также собраны самые необходимые вам программы и инструменты, представленные в виде значков.

На нашем Рабочем столе пока что лежат лишь несколько небольших значков. Какие-то из них выглядят как прямоугольные папки желтого цвета, какие-то обозначены другими картинками. У одних в левом нижнем углу красуется значок в виде стрелочки, у других нет... Нетрудно запутаться.

Кроме значков, на Рабочем столе могут располагаться окна, контекстное меню и многое другое.

Значки. И программы, и документы обозначаются похожими друг на друга значками-иконками. Щелкнув по любому из них, вы можете запустить нужную вам программу и тут же открыть в ней документ. Все просто — сиди себе и щелкай по значкам!

Значок соответствует одному файлу — документу или программе. Программа часто состоит из нескольких сотен файлов, но Microsoft считает (и не без основания), что пользователю совершенно не нужно видеть их все. Хватит одного — того файла, который запускает программу. И это часто разумно.

Значки документа заменяют расширения файлов. Так что в подписи к значкам вы увидите только название файла.
У каждой программы, установленной в Windows, есть собственный, оригинальный значок. И значок этот, как правило, в той или иной мере присутствует в значке документа, созданного с помощью этой программы. Таким образом, глядя на значок, вы всегда узнаете, какому именно типу файлов он соответствует.

Значок может обозначать не только файл, но и папку. Или каталог, или директорию — кто как привык. Щелкнув по нему левой кнопкой мышки, вы можете раскрыть папку в виде окна. При этом все файлы, живущие в этой папке, будут представлены своеобразной «портретной галереей» — рядом значков с подписями.
Щелкнув по значку программы, вы дадите команду на ее выполнение — как говорят компьютерщики, «запустите».

Любые значки вы можете переименовывать, перемещать из папки в папку, удалять или копировать с помощью мышки. Однако помните, что любые операции над значками — это операции с оригинальными файлами программ или документом Удаляя значок с Рабочего стола или из любой папки, вы тем самым физически удаляете файл с диска — а это стоит делам только в том случае, если вы точно уверены в необходимости этого действия.

Ярлыки. Существуют, однако, и другие типы значков, любые операции с которыми ни как не отразятся на оригинальных файлах — ярлыки. Эти значки отличаются от обычных наличием маленькой черной стрелочки в левом нижнем углу.

Английский термин shortcut переведя словом «ярлык» не совсем удачно. Точнее было бы «указатель», поскольку этот самый shortcut на Рабочем столе указывая на файл, находящийся в другом месте, служит как бы его тенью, отражением.

Дело в том, что, несмотря на всю Красочность и новизну графического интерфейса Windows, под ним скрывается обычная, знакомая нам всем структура «дерева каталогов». Каждая программа лежит в своем собственном каталоге. И наш Рабочий стол — это, по сути дела, самый настоящий каталог.

Что происходит, если мы хотим пометить на наш Рабочий стол какую-нибудь программу, например, Microsoft Word? Программу запускает файл winword.exe, который находится вместе с другими файлами Word в папке C:\Program Files\Microsoft Office\Office\. И переместить файл ни в какую другую папку, в том числе и на Рабочий стол, нельзя — программа работать не будет... Но можно создать на Рабочем столе указатель - ярлык! Этот значок будет отличаться от значка самой программы только стрелочкой в уголке, но зато предоставит пользователю прямо-таки неограниченные возможности! Значок можно безбоязненно переименовывать или удалять, не опасаясь за судьбу самой программы или документа — при любых изменениях они останутся в добром здравии.

Ярлыки не требуют присутствия в папке, куда мы этот ярлык поместим, самой программы. Внутри ярлыка находится не сама программа, а лишь ссылка, содержащая точный адрес программы.

Для быстрого доступа к дискам, принтеру, часто используемым документам целесообразно создать на рабочем столе ярлыки. Ярлык отличается от значка тем, что обозначает объект, фактически расположенный не на Рабочем столе, а в некоторой другой папке. Стрелочка означает, что мы имеем не сам объект, а ссылку на него. Ярлыки создаются перетаскиванием значков объектов на Рабочий стол.

Панель задач. В нижней части экрана располагается Панель задач, на которой находятся кнопка Пуск, кнопки выполняемых задач и открытых папок, индикаторы и часы. Кнопка Пуск позволяет вызывать Главное меню, которое обеспечивает доступ практически ко всем ресурсам системы и содержит команды запуска приложений, настройки системы, поиска файлов и документов, доступа к справочной системе и др.

Windows является многозадачной операционной системой, то есть параллельно могут выполняться несколько приложений. Каждое запущенное приложение обозначается кнопкой на Панели задач, при этом переход от работы в одном приложении к работе в другом может производиться с помощью щелчка по кнопке. Работающее (активное) приложение изображается на панели задач в виде нажатой кнопки.

На панели задач можно отобразить различные панели.В крайней правой части Панели задач находится языковая панель, на которой указывается язык ввода символов. Например, индикатор Ru обозначает, что в текущий момент используется русская раскладка клавиатуры.

Область уведомлений (tray(трей)) используется для отображения значков некоторых программ, связанных с работой компьютера. Чтобы не загромождать панель задач, вместо значков редко используемых объектов, представленных в области уведомления, может быть видна кнопка со стрелкой. Для отображения всех значков щелкните по этой кнопке.
Цифровые часы на панели задач показывают текущее время. Чтобы увидеть текущую дату, месяц и год, достаточно подвести к часам указатель мыши.

Окна. Важнейшим элементом графического интерфейса Windows являются окна, действительно ведь «windows» в переводе означает «окна». Существуют два основных типа окон — окна приложений и окна документов.
Окно – это обрамленная часть экрана, в которой отображается приложение, документ или сообщение.

Окна приложений. В окне приложения выполняется любое запущенное на выполнение приложение или отражается содержимое папки. Открыть или закрыть окно приложения — то же, что и запустить программу на выполнение или завершить ее. Окна приложений можно перемещать на любое место Рабочего стола, разворачивать на весь экран или сворачивать в кнопки на панели задач.

Основными элементами окна приложения являются:

рабочая область: внутренняя часть окна, содержит вложенные папки или окна документов;

границы: рамка, ограничивающая окно с четырех сторон. Размеры окна можно изменять, перемещая границу мышью;

заголовок: строка непосредственно под верхней границей окна, содержащая название окна;

значок системного меню: кнопка слева в строке заголовка открывает меню перемещения и изменения размеров окна;

строка меню: располагается непосредственно под заголовком, содержит пункты меню, обеспечивает доступ к командам;

панель инструментов: располагается под строкой меню, представляет собой набор кнопок, обеспечивает быстрый доступ к некоторым командам;

кнопки Свернуть, Развернуть/Восстановить, Закрыть расположены в верхней правой части окна.

полосы прокрутки. Если текст или картинка полностью не помещается в окне программы, то для ее просмотра снизу или справа появляются полосы прокрутки, которые можно двигать, открывая участки, не помещающиеся на экране.

Окна документов. Окна документов предназначены для работы с документами и «живут» внутри окон приложений. Можно раскрывать, сворачивать, перемещать или изменять размеры этих окон, однако они всегда остаются в пределах окна своего приложения. Окно документа имеет те же кнопки управления, что и окно приложения.

Окно документа содержит зону заголовка (содержащую имя документа) и часто полосы прокрутки (появляющиеся, когда документ не помещается полностью в окне) и линейки.

Окно является активным (текущим), если с ним в данный момент работает пользователь. В противном случае окно будет пассивным (в пассивном состоянии). Если окно находится в пассивном состоянии (зона заголовка не выделена цветом), то, щелкнув по любой его части мышью, можно перевести его в активное состояние.

Меню является одним из основных элементов графического интерфейса и представляет собой перечень команд (как правило, тематически сгруппированных), из которых необходимо сделать выбор (поместив на пункт меню указатель мыши и произведя щелчок). Выбор пункта меню приводит к выполнению определенной команды. Если за командой меню следует многоточие, то ее выбор приведет к появлению диалоговой панели, которая позволяет пользователю получить или ввести дополнительную информацию.

Вопросы:
• Что такое графический интерфейс пользователя?
• С помощью чего происходит управление в Windows?
• Какие действия можно произвести с помощью мыши?
• Перечислите элементы графического интерфейса Windows.
• Что такое рабочий стол?
• В чем отличие между значками и ярлыками?
• Как получить доступ ко всем программам установленным на компьютере и ко всем настройкам Windows?
• Где находятся цифровые часы?
• Как переключить язык ввода с помощью мыши?
• Как узнать текущую дату?
• Перечислите основные элементы окна.

III. Практическая часть.

Сегодня на практической части мы продолжим работу с программой Блокнот и научимся копировать и перемещать текст. Для этих целей мы будем использовать буфер обмена. Буфер обмена – это область ОЗУ, предназначенная для временного размещения данных при переносе из одного места в другое. Эту память нам выделяет операционная система.

Чтобы поместить какие-то данные в буфер обмена необходимо их сначала выделить. Выделить текст в Блокноте можно разными способами, например:
• удерживая нажатой кнопку [Shift] перемещаться по тексту с помощью кнопок со стрелочками;

выделить текст, удерживая нажатой левую (основную) кнопку мыши;
• для выделения нескольких частей текста, выделяйте их с помощью мыши, удерживая нажатой кнопку [Ctrl] на клавиатуре;

для выделения всего текста дайте команду Правка→Выделить все;
• для выделения всего текста можно воспользоваться специальной комбинацией клавиш [Ctrl]+[A]…

Чтобы снять выделение достаточно щелкнуть левой кнопкой мыши в любом месте текста или нажать любую курсорную клавишу, не нажимая [Shift].

Но что делать после того, как текст выделен? Давайте обратимся к справочной системе Блокнота и найдем информацию о копировании текста. Учащиеся работают со справкой…

Чтобы вырезать, скопировать, вставить или удалить текст:

Чтобы вырезать фрагмент текста для переноса в другое место, выделите нужный текст, а затем выберите в меню Правка команду Вырезать.
• Чтобы скопировать фрагмент текста для его вставки в другое место, выделите нужный текст, а затем выберите в меню Правка команду Копировать.
• Чтобы вставить скопированный или вырезанный фрагмент текста, поместите курсор в место вставки, а затем выберите в меню Правка команду Вставить.
• Чтобы удалить текст, выделите его и выберите в меню Правка команду Удалить.

А теперь задание: некий ученик Иванов Иван к уроку литературы выучил наизусть стих А.С. Пушкина «Зимнее утро», но на уроке растерялся и перепутал все строчки. Помогите Иванову вспомнить стихотворение.
Файл со стихом (с перепутанными строчками) – C:\Наш урок\Практика.doc. Результат работы сохраните в свою папку под именем «Зимнее утро».
Учащиеся выполняют задание.

IV. Д/з

Знать, элементы графического интерфейса Windows, уметь работать с окнами. Учащимся, имеющим компьютеры дома, продолжить осваивать «слепой десятипальцевый метод печати».

Дополнительное задание: узнать, как можно создать дополнительную панель с ярлыками часто используемых вами программ.

V. Вопросы учеников.
Ответы на вопросы учащихся.

VI. Итог урока.

Подведение итога урока. Выставление оценок.

На уроке мы рассмотрели элементы графического интерфейса Windows. Так же мы научились перемещать часть текста, используя буфер обмена Windows.





Выбранный для просмотра документ 30 урок.doc

библиотека
материалов

27.12.2011г. 30 урок 11 класс

Урок на тему: Проект «Инженерный калькулятор».

Цели урока:

1. Сформировать новые знания, умения и навыки по теме “ Информация в памяти компьютера. Системы счисления ”, осознанное понимание представления чисел в двоичной системе счисления, перевода десятичных чисел в двоичную систему счисления, контроль за усвоением учебного материала.

2. Способствовать развитию мышления учащихся посредством анализа, сравнения и обобщения изучаемого материала, самостоятельности.

3. Способствовать активизации познавательной и творческой деятельности учащихся.

Тип урока: Изучение нового материала Структура урока:

1. Организационный момент

2. Подготовка учащихся к усвоению знаний

3. Изложение нового материала. Составление учащимися краткого конспекта нового материала.

4. Первичная проверка усвоения знаний

5. Контроль и самопроверка знаний

6. Подведение итогов урока

7. Информация о домашнем задании

8. Рефлексия

Оборудование урока: мультимедийный комплекс; презентация, созданная в программе MS PowerPoint; карточки с заданиями.


Ход урока


Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Комментарий


1.Организационный момент


Здравствуйте, ребята! Присаживайтесь




2. Подготовка учащихся к усвоению знаний


Учитель зачитывает стих

(презентация слайд 2)

Ей было тысяча сто лет,
Она в сто первый класс ходила,
В портфеле по сто книг носила —
Все это правда, а не бред.
Когда, пыля десятком ног,
Она шагала по дороге,
За ней всегда бежал щенок
С одним хвостом, зато стоногий.
Она ловила каждый звук
Своими десятью ушами,
И десять загорелых рук
Портфель и поводок держали.
И десять темно-синих глаз
Рассматривали мир привычно,
Но станет все совсем обычным,
Когда поймете мой рассказ


- Этот стих сейчас нам кажется очень необычным, но к концу урока мы сможем понять с Вами в чем его «изюминка»

- Сегодня на уроке вы имеете возможность показать свои знания не только по информатике, но и по математике и заработать отличные оценки.


- Итак тема нашего урока: «Информация в памяти компьютера. Системы счисления» (презентация слайд 1)

3. Изложение нового материала


Система счисления – это способ изображения чисел и соответствующие ему правила действия над числами.

Системы счисления:

1. Непозиционные

2. Позиционные (презентация слайд 3)

Непозиционная СС - от положения знака в записи числа не зависит величина, которую он обозначает
ПРИМЕР: Римская СС. Цифры записываются слева направо в порядке убывания в таком случае их значения складываются. Если же слева написана меньшая цифра, а справа – большая, то их значения вычитаются.

(презентация слайд 4)

I

V

X

L

C

D

M

1

5

10

50

100

500

1000


Позиционная СС - от положения знака в записи числа зависит величина, которую он обозначает

ПРИМЕР:

Десятичная СС

111 = 100 + 10+ 1

- Что означает единица стоящая на первом, втором и третьем месте?

- Т.е имеет большое значения позиция цифры, к-ю она занимает в числе.

(презентация слайд 5)

- Рассмотрим сегодня на уроке, более подробно позиционную систему счисления, а именно десятичную и двоичную.

- Как вы думаете, почему система счисления получила название

«Десятичная»?

- Как вы думаете, почему система счисления получила название

« Двоичная»?

(презентация слайд 6)

- Итак ребята, компьютер воспринимает информацию в виде двоичного кода, т.е в виде 1 и 0

- Сейчас мы с Вами научимся переводить числа из десятичной системы счисления (в той к-й вы привыкли работать) в двоичную (код компьютера)

12hello_html_d2a4bc9.gif= ?hello_html_m4bcd60e4.gif

hello_html_m12b4429.png

Ответ: 12hello_html_d2a4bc9.gifà 1100hello_html_m4bcd60e4.gif

Чтобы перевести число в двоичную СС, необходимо делить в столбик на 2 (т.к. переводим в 2 СС), до тех пор пока в частном не получим 1, все остатки нужно обводить в кружочек и последнее целое число (1) тоже обводить в кружок, ответ записывать с конца начиная с последнего целого числа (1)

(презентация слайд 8)

1100hello_html_m4bcd60e4.gif = ?hello_html_d2a4bc9.gif

1100hello_html_m4bcd60e4.gif=1*2hello_html_m5d4c989e.gif + 1*2hello_html_4fbf37b8.gif + 0*2hello_html_30060d87.gif + 0*2hello_html_m789e59b6.gif=8 + 4 + 0 + 0 = 12

Чтобы перевести число из двоичной СС в десятичную необходимо записать в развернутой форме двоичное число и произвести вычисления.

Ответ: 1100hello_html_m4bcd60e4.gifà 12hello_html_d2a4bc9.gif

(презентация слайд 9)


4. Первичная проверка усвоения знаний


- А теперь выполните самостоятельно в тетрадках, несколько заданий на перевод чисел из десятичной в двоичную и обратно

Задание 1. Перевести в десятичную

систему счисления числа 1112 и 10102


Задание 2. Перевести в двоичную

систему счисления числа 28 и 34

(презентация слайд 10)


- Обменяйтесь работами, сравните результаты с тем, что вы видите на доске и поставьте оценки

(презентация слайд 11,12,13)


5. Контроль и самопроверка знаний


- Ребята, сейчас мы научимся с вами более легкому и удобному способу перевода чисел в разные системы счисления, с помощью калькулятор. Присядьте за компьютеры и запустите КАЛЬКУЛЯТОР

ПУСК - ВСЕ ПРОГРАММЫ – СТАНДАРТНЫЕ – КАЛЬКУЛЯТОР

- У калькулятора есть 2 вида: обычный и инженерный. Выберите пожалуйста Инженерный калькулятор. (презентация слайд14)

- bin – двоичная система счисления

- dec – десятичная система счисления

Перевести в десятичную систему счисления число 111111

(презентация слайд 15)

Перевести в двоичную систему счисления число 367

(презентация слайд 16)


Выполнение задания на компьютере по карточкам (приложение 1)

Необходимо перевести координаты точек в десятичную систему и построить по ним фигуру в координатной плоскости.


hello_html_2128bd74.jpg

(презентация слайд 19)

Первому справившемуся ставится оценка.

- Давайте вернемся с Вами к стихотворению с которого мы начали урок и ответим на вопросы:

Сколько лет девочке?

В каком классе она училась?

Сколько книг в портфеле она носила?

- Молодцы




6. Подведение итогов урока


- С какой темой познакомились?

- Что такое система счисления?

- Какие системы счисления вы знаете?

- Чем они отличаются?

- Все молодцы, хорошо работали на уроке. Выставление оценок.


7. Информация о домашнем задании


Наше путешествие по системе счисления на этом не заканчивается, оно только началось, но мы уже имеем результаты.

На последующих уроках мы продолжим знакомство с системами счисления, а пока дома подумайте и выполните задание:

Переведи в десятичную систему счисления: 345, 456 + параграф учебник 6 кл. Босова стр.16

(презентация слайд 20)


8. Рефлексия


Откройте PAINT и нарисуйте смайлик, насколько вам понравился или не понравился урок.

(презентация слайд 21)

hello_html_m7b53ca3b.gif




Здороваются и садятся за парты.






Смотрят на доску и слушают стих.





























Записывают тему в тетради






Составление учащимися краткого конспекта нового материала.























1- сотни, 2 –десятки, 3 - единицы









- Потому что состоит из 10 чисел (0-9)



- Потому что состоит из 2 чисел (0-1)




















Смотрят на доску, слушаю учителя и делают записи в тетради









Смотрят на доску, слушаю учителя и делают записи в тетради













Выполняют самостоятельную работу в тетрадях





Обмениваются работами и ставят оценки








Включают компьютеры и запускают Калькулятор



Выбирают Инженерный калькулятор




Переводят на калькуляторе в десятичную систему счисления


Переводят на калькуляторе в двоичную систему счисления






Выполняют задание по карточкам и рисуют рисунок













Считают на калькуляторе и говорят ответы.








Отвечают на вопросы









Записывают домашнее задание













Рисуют смайлики















Выбранный для просмотра документ 31- урок.doc

библиотека
материалов

25 урок 11 класс

Урок на тему: Моделирование как метод познания. Материальные и информационные модели.

Цели урока: познакомить учащихся с понятием моделирование и видами моделей.

Задачи урока: представить основные правила построения моделей; рассказать о видах моделей; развивать мышление, внимание, воспитательные: воспитывать интерес к предмету «информатика».

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: урок-презентация.

Методы обучения: компьютерные технологии.

Формы работы учащихся: индивидуальная.

Оборудование и наглядные средства обучения: мультимедийная доска; Программное обеспечение: презентация, подготовленная в Microsoft PowerPoint.

Ход урока:

1. Организационный момент (приветствие, постановка цели). Здравствуйте, ребята! Тема нашего урока - «Моделирование как метод познания. Формализация». Сегодня мы изучим тему «Моделирование и формализация», познакомимся с видами моделей.

2. Изучение нового материала.

2.1 Моделирование.

Человечество в своей деятельности (на­учной, образовательной, технологической, художествен­ной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

Модели позволяют представить в наглядной форме объек­ты и процессы, недоступные для непосредственного воспри­ятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели часто используются в процессе обучения. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель — глобус, в курсе физики изу­чаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем моде­ли молекул и кристаллических решеток, в биологии изуча­ем строение человека по анатомическим муляжам и др.

Модели играют чрезвычайно важ­ную роль в проектировании и созда­нии различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д. Без предварительного создания чер­тежа (рис.1) невозможно изгото­вить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме.

hello_html_67d3ba72.pngРис.1

В процессе проектирования здании и сооружении кроме чертежей часто изготавливают макеты.

Развитие науки невозможно без со­здания теоретических моделей (тео­рий, законов, гипотез и пр.), отража­ющих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моде­лей иногда коренным образом меняет представление чело­вечества об окружающем мире (гелиоцентрическая система мира Коперника, модель атома Резерфорда-Бора, модель расширяющейся Вселенной, модель генома человека и пр.). Адекватность теоретических моделей законам реального мира проверяется с помощью опытов и экспериментов.

Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Например, такой литератур­ный жанр, как басня, переносит реальные отношения меж­ду людьми на отношения между животными и фактически создает модели человеческих отношений. Более того, прак­тически любое литературное произведение может рассмат­риваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, в художественной форме отражающими реальную действительность, являются также живописные полотна, скульптуры, тетральные постановки и пр.

Моделирование — это метод познания, состоя­щий в создании и исследовании моделей.

Модель. Каждый объект имеет большое количество раз­личных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследо­вания свойства. В процессе исследования аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно, чтобы модель имела геометрическое подобие оригинала, но не важен, например, ее цвет. При построении электриче­ских схем -- моделей электрических цепей -- необходимо учитывать порядок подключения элементов цепи друг к другу, но не важно их геометрическое расположение друг относительно друга и так далее. Разные науки исследуют объекты и процессы под разны­ми углами зрения и строят различные типы моделей. Возьмем в качестве примера человека: в разных науках он исследуется в рамках различных моделей. В рамках ме­ханики его можно рассматривать как материальную точку, в химии — как объект, состоящий из различных химиче­ских веществ, в биологии — как систему, стремящуюся к самосохранению, и так далее.

Модель — это некий объект, который отра­жает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.(5 слайд)

География, военное дело, судо­ходство и пр. невозможны без информационных моделей поверх­ности Земли в виде карт. Различные типы гео­графических карт (политиче­ские, физические и пр.) пред­ставляют информационные моде­ли, отражающие различные осо­бенности земной поверхности, то есть один и тот же объект отражают несколько моделей. С другой стороны, разные объекты могут описываться од­ной моделью. Так, в механике различные материальные тела (от планеты до песчинки) могут рассматриваться как материальные точки. Один и тот же объект может иметь множество мо­делей, а разные объекты могут описываться од­ной моделью. Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют опреде­ленные свойства изучаемого объекта, модель оказывается полезным, а подчас и единственным инструментом исследо­вания.

2.2 Модели материальные и модели информационные.

Все модели можно разбить на два больших класса: модели пред­метные (материальные) и модели информационные. Пред­метные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.). Информационные модели представляют объекты и про­цессы в образной или знаковой форме. Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представ­ляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кино­пленке и др.). Широко используются образные информаци­онные модели в образовании (вспомните учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классифи­кация объектов по их внешним признакам (в ботанике, био­логии, палеонтологии и др.).

Знаковые информационные модели строятся с использо­ванием различных языков (знаковых систем). Знаковая ин­формационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы (например, второго закона Ньютона Р= т -а), таб­лицы (например, периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева) и так далее.

Иногда при построении знаковых информационных моде­лей используются одновременно несколько различных язы­ков. Примерами таких моделей могут служить географиче­ские карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделях используются одновременно как язык графических элементов, так и символьный язык.

2.3 Формализация.

Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. В исто­рии науки известны многочисленные описательные инфор­мационные модели; например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась сле­дующим образом:

Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;

орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.

С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формаль­ных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, назы­ваются математическими моделями. Язык математики яв­ляется совокупностью формальных языков. С некоторыми из них (алгебра, геометрия, тригонометрия) вы знакоми­тесь в школе, с другими (теория множеств, теория вероят­ностей и др.) сможете ознакомиться в процессе дальнейше­го обучения.

Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, Ньютон формализо­вал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы меха­ники и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функ­циональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изуча­емых явлений или процессов.

Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логи­ческих выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логи­ческие модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

В процессе познания окружающего мира человечество по­стоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его опи­сательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с использова­нием формальных языков (математики, логики и др.).

Вопросы:

1. Какие бывают модели? Приводите примеры материальных и информационных моделей.

2.Что такое формализация? Приведите примеры формальных, мо­делей.

3. Может ли объект иметь несколько моделей? Приведите пример.

4. Могут ли разные объекты описываться одной и той же моделью? Если да, приведите пример.

3. Домашнее задание: § 5.1, 5.2, вопросы

Выбранный для просмотра документ 31.1 урок.doc

библиотека
материалов

Кол-во

Часов

Тема урока

Основные понятия

10 ЧАСОВ

1

Моделирование как метод

познания.

Модель, моделирование, классификация моделей: материальные и информационные модели.

1

Основные этапы моделирования.

Формализация. Этапы моделирования: постановка задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент, анализ результатов моделирования.

3

Математическое моделирование.

Модель задачи. Понятие компьютерной модели задачи. Построение модели: выделение предположений, на которой будет основана модель (постановка задачи), определение исходных данных в задаче и результатов, обновление соотношения, связывающее исходные данные и результаты. Проверка адекватности построенной модели.

1

Имитационное моделирование.

Моделирование случайных процессов на примере вычисления числа p. Метод Монте-Карло.

2

Моделирование физических процессов

Понятие главных и второстепенных факторов. Моделирование физических процессов на примере моделирования полета тела, брошенного под углом к горизонту.

1

Решение экологических задач.

Решение задач прогнозирования численности популяций.

1

Контрольная практическая работа «Моделирование».


Замечание:

Примеры, рассматриваемые в материалах к урокам, могут быть использованы учителем по выбору;

Рекомендуется к урокам по теме «Моделирование» наличие опорных конспектов (файл «Опорные конспекты»);

Рекомендуется использование презентации при объяснении нового материала (файл «Презентация к урокам»).

Для некоторых задач, решение которых занимает много времени, рекомендуется использовать файл с решениями «Задачи к урокам».

Учащимся предлагается подобрать параметры, получить результат и сделать соответствующие выводы.


Вопросы.

1)     Модель, моделирование.

2)     Классификация моделей. Материальные и информационные модели

 

Ход урока

Беседа учителя о моделировании как методе познания.

Раздать учащимся опорные конспекты и предложить заполнить таблицу 1 в процессе объяснения нового материала.

Объяснение сопровождается демонстрацией презентации(файл «Презентация к урокам»).

Модель, моделирование.

У замечательного американского писателя-фантаста Рея Брэдбери есть рассказ «И грянул гром». Не читали? В нем повествуется о фирме, организующей путешествия на 60 мил­лионов лет в прошлое. Все «посетители прошлого» должны передвигаться только по специально проложенной тропе, ибо один неосторожный шаг уже способен нарушить последующую Историю. Устами одного из служащих фирмы это описано так:

«Допустим, мы случайно убили здесь мышь. Это значит, что всех будущих потомков этой мыши не будет... Вы уничто­жите не одну, а миллион мышей... А как с лисами, для питания которых нужны были именно эти мыши? Не хватит десяти мышей — умрет одна лиса. Десятью лисами меньше — подохнет от голода лев... И вот итог: через 59 миллионов лет пещерный человек, один из дюжины, населяющей весь мир, выходит на охоту за кабаном или саблезубым тигром. Но вы, раздавив одну мышь, раздавили всех тигров в этих местах. И пещерный человек умирает от голода... Это смерть миллиарда его потомков. Может быть, Рим не появится на своих семи холмах...»

Напрасно один из героев рассказа умолял вернуть его на те же 60 миллионов лет назад, чтобы оживить случайно раздавленную им бабочку. Он оказался уже совсем в иной Истории и погиб.

Это, конечно, всего лишь фантастика, сказка, смоделированная автором ситуация, но в ней намек всем нам, как осторожны должны мы быть в нашем общении с природой. Как часто наши решения оказываются непродуманными: то мы вдруг решаем уничтожить всех вол­ков, якобы приносящих только вред, то заселяем весь материк кроликами (так случилось в Австралии) и потом не знаем, как от них избавиться... Каждый раз хочется вернуться в тот роковой миг и сделать, как нам кажется, более правильный шаг. Но это, увы, невозможно — нет такой «машины вре­мени», которая перенесла бы нас в прошлое.

Есть, однако, «машина времени», позволяющая заглянуть в будущее, проанализировать, смоделировать процесс, ситуацию и т. п. — это наука.

Рассмотрим пример из жизни. В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль. Погибли 523 человека.

Это было совершенно неожиданно для всех. Для всех, кроме одного человека. Им был английский ученый-кораблестроитель В. Рид, который предварительно провел исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему какие-то несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили лорды из Адмиралтейства. И случилось непоправимое...

С понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок или кукла. Дети часто моделируют (играют в кубики, обыкновенная палка им заменяет коня и т.д.).

В развитии ребенка, в процессе познания им окружающего мира такие игрушки, являющиеся, по - существу, моделями реальных объектов, играют важную роль. В подростковом возрасте для многих увлечение авиамоделированием, судомоделированием, собственноручным созданием игрушек, похожих на реальные объекты, оказало влияние на выбор жизненного пути.

Модели и моделирование используются человечеством давно. С помощью моделей и модельных отношений развились разговорные языки, письменность, графика. Наскальные изображения наших предков, затем картины и книги - это модельные, информационные формы передачи знаний об окружающем мире последующим поколениям.

Что такое модель?

Откроем большой энциклопедический словарь – там не менее восьми «определений» значения этого слова. Что общего между игрушечным корабликом и рисунком на экране компьютера, изображающим сложную математическую абстракцию? И все же общее есть: и в том, и в другом случае мы имеем образ реального объекта или явления «заместителя» некоторого «оригинала», воспроизводящего его с той или иной достоверностью или подробностью. Или, то же самое другими словами: модель является представлением объекта в некоторой форме, отличной от формы его реального существования.

Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения является такой: построй модель, отображающую лишь какую-то грань реальности и потому многократно более простую, чем эта реальность, и исследуй вначале эту модель. Многовековой опыт развития науки доказал на практике плодотворность такого подхода. Модель - неоценимый и бесспорный помощник инженеров и ученых.

Приведем несколько примеров, поясняющих, что такое модель.

Архитектор готовится построить здание невиданного доселе типа. Но прежде чем воздвигнуть его, он сооружает это здание из кубиков на столе, чтобы посмотреть, как оно будет выглядеть. Это модель.

Для того, чтобы объяснить, как функционирует система кровообращения, лектор демонстрирует плакат, на котором стрелочками изображены направления движения крови. Это модель.

На стене висит картина, изображающая яблоневый сад в цвету. Это модель.

Литературный жанр, как басня или притча, имеет непосредственное отношение к понятию модели, поскольку смысл этого жанра состоит в переносе отношений между людьми на отношения между животными, между вымышленными людьми.

Перечислять примеры моделей можно сколь угодно долго.

Предложить учащимся привести примеры моделей.

 

Попытаемся понять, какова роль моделей в приведенных примерах.

Конечно, архитектор мог бы построить здание без предварительных экспериментов с кубиками. Но он не уверен, что здание будет выглядеть достаточно хорошо. Если оно окажется некрасивым, то многие годы потом оно будет немым укором своему создателю, лучше уж поэкспериментировать с кубиками.

Конечно, лектор мог бы для демонстрации воспользоваться подробным анатомическим атласом. Но эта подробность ему совершенно не нужна при изучении системы кровообращения. Более того, она мешает изучению, т.к. мешает вниманию сосредоточиться на главном. Лучше уж воспользоваться плакатом.

Конечно, богатейшие эмоциональные впечатления можно получить стоя в благоухающем яблоневом саду. Но если мы живем на Крайнем Севере и у нас нет возможности увидеть яблоневый сад в цвету (была такая замечательная песня "Яблони в цвету, какое чудо..."). Можно посмотреть на картину и представить этот сад.

Во всех перечисленных примерах имеет место сопоставление некоторого объекта с другим, его заменяющим: реальное здание из кубиков; серийный самолет -единичный самолет в трубе; система кровообращения - схема на плакате; яблоневый сад-картина, его изображающая.

Итак, можем дать определение модели:

 

Модель - это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе изучения замещает объект-оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные его черты.

Или можно сказать другими словами: модель – это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

 

Модель позволяет научиться правильно управлять объектом, апробируя различные варианты управления на модели этого объекта. Экспериментировать в этих целях с реальным объектом в лучшем случае бывает неудобно, а зачастую просто вредно или вообще невозможно в силу ряда причин (большой продолжительности эксперимента во времени, риска привести объект в нежелательное и необратимое состояние и т.п.)

 

Вывод.

Модель необходима для того чтобы:

Понять, как устроен конкретный объект – каковы его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;

Научиться управлять объектом или процессом и определять наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация);

Прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект;

Никакая модель не может заменить само явление, но при решении задачи, когда нас интересуют определенное свойство изучаемого процесса или явления, модель оказывается полезным, а подчас и единственным инструментом исследования, познания.

 

Процесс построения модели называется моделированием, другими словами, моделирование - это процесс изучения строения и свойств оригинала с помощью модели.

 

Технология моделирования требует от исследователя умения ставить проблемы и задачи, прогнозировать результаты исследования, проводить разумные оценки, выделять главные и второстепенные факторы для построения моделей, выбирать аналогии и математические формулировки, решать задачи с использованием компьютерных систем, проводить анализ компьютерных экспериментов.

Навыки моделирования очень важны человеку в жизни. Они помогут разумно планировать свой распорядок дня, учебу, труд, выбирать оптимальные варианты при наличии выбора, разрешать удачно различные жизненные ситуации.

hello_html_29df5842.png


Материальным (физическим) принято называть моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, допускающая исследование (как правило, в лабораторных условиях) с помощью последующего перенесения свойств изучаемых процессов и явлений с модели на объект на основе теории подобия. Примеры: в астрономии - планетарий, в архитектуре - макеты зданий, в самолетостроении - модели летательных аппаратов и т.п.

От предметного (материального) моделирования принципиально отличается идеальное моделирование.

Идеальное моделирование - основано не на материальной аналогии объекта и модели, а на аналогии идеальной, мыслимой.

Знаковое моделированиеэто моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, наборы символов.

Математическое моделирование - это моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики: описание и исследование законов механики Ньютона средствами математических формул.

Процесс моделирования состоит из следующих этапов:


hello_html_76d37ddf.png


Основной задачей процесса моделирования является выбор наиболее адекватной к оригиналу модели и перенос результатов исследования на оригинал. Существуют достаточно общие методы и способы моделирования.

 

2. Классификация моделей. Материальные и информационные модели

 

Признаки, по которым классифицируются модели:

1.      Область использования.

2.      Учет фактора времени и области использования.

3.      По способу представления.

4. Отрасль знаний (биологические, исторические, социологические и т. д.).


1.      Область использования


Учебные: наглядные пособия, обучающие программы, различные тренажеры;

Опытные: модель корабля испытывается в бассейне для определения устойчивости судна при качке;

Научно-технические: ускоритель электронов, прибор, имитирующий разряд молнии, стенд для проверки телевизора;

Игровые: военные, экономические, спортивные, деловые игры;

Имитационные: эксперимент либо многократно повторяется, чтобы изучить и оценить последствия каких либо действий на реальную обстановку, либо проводится одновременно со многими другими похожими объектами, но поставленными в разных условиях).

 

2. Учет фактора времени и области использования


hello_html_m6a4026a2.png

Статистическая модель – это как бы одномоментный срез по объекту.

Пример: Вы пришли в стоматологическую поликлинику для осмотра полости рта. Врач осмотрел и всю информацию записал в карточку. Записи в карточке, которые дают картину о состоянии ротовой полости на данный момент времени (число молочных, постоянных, пломбированных, удаленных зубов) и будет являться статистической моделью.

Динамическая модель позволяет увидеть изменения объекта во времени.

Пример, та же самая карточка школьника, которая отражает изменения, происходящие с его зубами за определенный момент времени.

 

3. Классификация по способу представления

hello_html_m4c05a1e6.png


Первые две большие группы: материальные и информационные. Названия этих групп как бы показывают, из чего сделаны модели.

Материальные модели иначе можно назвать предметными, физическими. Они воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение.

Примеры:

  Детские игрушки. По ним ребенок получает первое впечатление об окружающем мире. Двухлетний ребенок играет с плюшевым медвежонком. Когда, спустя годы, ребенок увидит в зоопарке настоящего медведя, он без труда узнает его.

Школьные пособия, физические и химические опыты. В них моделируются процессы, например реакция между водородом и кислородом. Такой опыт сопровождается оглушительным хлопком. Модель подтверждает о последствиях возникновения «гремучей смеси» из безобидных и широко распространенных в природе веществ.

Карты при изучении истории или географии, схемы солнечной системы и звездного неба на уроках астрономии и многое другое.


Вывод.

Материальные модели реализуют материальный (потрогать, понюхать, увидеть, услышать) подход к изучению объекта, явления или процесса.

 

Информационные модели нельзя потрогать или увидеть воочию, они не имеют материального воплощения, потому что они строятся только на информации. В основе этого метода моделирования лежит информационный подход к изучению окружающей действительности.

Информационные модели – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.

Информация, характеризующая объект или процесс, может иметь разный объем и форму представления, выражаться различными средствами. Это многообразие настолько безгранично, насколько велики возможности каждого человека и его фантазии. К информационным моделям можно отнести знаковые и вербальные.

Знаковая модель – информационная модель, выраженная специальными знаками, т. е. средствами любого формального языка.

Знаковые модели окружают нас повсюду. Это рисунки, тексты, графики и схемы.

По способу реализации знаковые модели можно разделить на компьютерные и некомпьютерные.

Компьютерная модель – модель, реализованная средствами программной среды.

Вербальная (от лат «verbalis» – устный) модель – информационная модель в мысленной или разговорной форме.

Это модели, полученные в результате раздумий, умозаключений. Они могут так и остаться мысленными или быть выражены словесно. Примером такой модели может стать наше поведение при переходе улицы. Человек анализирует ситуацию на дороге (что показывает светофор, с какой скоростью и на каком расстоянии движутся автомобили и т. п.) и вырабатывает свою модель поведения. Если ситуация смоделирована удачно, то переход будет безопасным, если нет, то может произойти авария. К таким моделям можно отнести идею, возникшую в голове изобретателя, музыкальную тему, промелькнувшую в голове композитора, рифму, прозвучавшую пока в голове поэта.

Знаковые и вербальные модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в мозгу человека, может быть облечен в знаковую форму. И, наоборот, знаковая модель – помогает сформировать в сознании верный мысленный образ.

Согласно легенде, яблоко, упавшее на голову Ньютону, вызвало в его сознании мысль о земном притяжении. И только в последствии эта мысль оформилась в закон, т. е. обрела знаковую форму.

Человек прочитал текст, объясняющий некоторые физические явления, и у него сформировался мысленный образ. В дальнейшем такой образ поможет распознать реальное явление.


Контрольные вопросы:

1.      Дайте определение модели.

2.      По каким признакам можно классифицировать модели?

3.      Чем отличаются статические модели от динамических?

4.      Приведите примеры статических и динамических моделей.

5.      Что такое материальная, информационная, вербальная и знаковая модели?

6.      Заполните таблицу.


Табл. 1

Объект


Модель объекта

Свойство объекта

Автомобиль

Игрушка-автомобиль

Форма

Человек

Манекен

Форма, размер

Яблоко

Муляж

Форма, размер

Планета Земля

Глобус

Форма, размер

Медведь

Игрушка-медвежонок

Форма

Здание

Макет

Форма


Домашнее задание:

1.      Выучить конспект.

2.      Знать определения.


Вопросы.

1)     Формализация.

2)     Этапы моделирования: постановка задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент, анализ результатов моделирования


Ход урока

1. Актуализация опорных знаний.

Тестирование. Файл «Тест. Основные понятия»

2. Новый материал.

Беседа учителя по теме: формализации моделировании, основных этапах моделирования. Беседа сопровождается демонстрацией презентации.

Прежде чем построить модель объекта (явления, процесса), необходимо выделить составляющие его элементы и связи между ними (провести системный анализ) и «перевести» (отобразить) полученную структуру в какую-либо заранее определенную форму – формализовать информацию.

Формализация – это процесс выделения и перевода внутренней структуры предмета, явления или процесса в определенную информационную структуру – форму.

Моделирование любой системы невозможно без предварительной формализации. По сути, формализация – это первый и очень важный этап процесса моделирования. Модели отражают самое существенное в изучаемых объектах, процессах и явлениях, исходя из поставленной цели моделирования. В этом главная особенность и главное назначение моделей.

Например, из курса географии вы знаете, что силу подземных толчков принято измерять по десятибалльной шкале. По сути, мы имеем дело с простейшей моделью оценки силы этого природного явления. Действительно, отношение «сильнее», действующее в реальном мире, здесь формально заменено на отношение «больше», имеющее смысл во множестве натуральных чисел: слабейшему подземному толчку соответствует число 1, сильнейшему – 10. Полученное упорядоченное множество из 10 чисел – это модель, дающая представление о силе подземных толчков.

Этапы моделирования


Прежде чем браться за какую-либо работу, нужно четко представить себе отправной и каждый пункт деятельности, а также примерные ее этапы. То же самое можно сказать и о моделировании. Отправной пункт здесь - прототип. Им может быть существующий или проектируемый объект или процесс. Конечный этап моделирования - принятие решения на основании знаний об объекте.

Цепочка выглядит следующим образом.

hello_html_7aede16.png

Поясним это на примерах.

Примером моделирования при создании новых технических средств может служить история развития космической техники. Для реализации космического полета надо было решить две проблемы: преодолеть земное притяжение и обеспечить продвижение в безвоздушном пространстве. О возможности преодоления притяжения Земли говорил еще Ньютон в XVII веке. К. Э. Циолковский пред­ложил для передвижения в пространстве создать реактивный двигатель, где используется топливо из смеси жидкого кислорода и водорода, выде­ляющих при сгорании значительную энергию. Он составил довольно точную описательную модель будущего межпланетного корабля с черте­жами, расчетами и обоснованиями.

Не прошло и полувека, как описательная модель К. Э. Циолковско­го стала основой для реального моделирования в конструкторском бюро под руководством С. П. Королева. В натурных экспериментах испыты­вались различные виды жидкого топлива, форма ракеты, система управления полетом и жизнеобеспечения космонавтов, приборы для научных исследований и т. п. Результатом разностороннего моделиро­вания стали мощные ракеты, которые вывели на околоземное простран­ство искусственные спутники земли, корабли с космонавтами на борту и космические станции.

Рассмотрим другой пример. Известный химик XVIII века Антуан Лавуазье, изучая процесс горения, производил многочисленные опы­ты. Он моделировал процессы горения с различными веществами, ко­торые нагревал и взвешивал до и после опыта. При этом выяснилось, что некоторые вещества после нагревания становятся тяжелее. Лавуа­зье предположил, что к этим веществам в процессе нагревания что-то добавляется. Так моделирование и последующий анализ результатов привели к определению нового вещества — кислорода, к обобщению понятия «горение», дали объяснение многим известным явлениям и открыли новые горизонты для исследований в других областях науки, в частности в биологии, т. к. кислород оказался одним из основных компонентов дыхания и энергообмена животных и растений.

Моделирование — творческий процесс. Заключить его в формаль­ные рамки очень трудно. В наиболее общем виде его можно представить поэтапно, как изображено на рис. 1.

 

hello_html_3cffc3b4.png

Рис. 1. Этапы моделирования.


Каждый раз при решении кон­кретной задачи такая схема может подвергаться некоторым изменени­ям: какой-то блок будет убран или усовершенствован, какой-то — до­бавлен. Все этапы определяются поставленной задачей и целями моделирования. Рассмотрим основные этапы моделирования подробнее.


1 ЭТАП. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

Под задачей понимается некая про­блема, которую надо решить. На этапе постановки задачи необходимо отразить три основных момента: описание задачи, определение целей моделирования и анализ объекта или процесса.

Описание задачи

Задача формулируется на обычном языке, и описание должно быть понятным. Главное здесь — определить объект моделиро­вания и понять, что собой должен представлять результат.

Цель моделирования

1) познание окружающего мира

Зачем человек создает модели? Чтобы ответить на этот вопрос, надо заглянуть в далекое прошлое. Несколько миллионов лет назад, на заре человечества, первобытные люди изучали окружающую природу, чтобы научиться противостоять природным стихиям, пользоваться природными благами, просто выжи­вать.

Накопленные знания передавались из поколения в поколение устно, позже письменно и наконец с помощью предметных моделей. Так роди­лась, к примеру, модель Земного шара — глобус — позволяющая получить нагляд­ное представление о форме нашей плане­ты, ее вращении вокруг собственной оси и расположении материков. Такие моде­ли позволяют понять, как устроен конкретный объект, узнать его основные свой­ства, установить законы его развития и взаимодействия с окружающим миром моделей.

2) создание объектов с заданными свойствами (определяется постановкой задачи «как сделать, чтобы...».

Накопив достаточно знаний, человек задал себе вопрос: «Нельзя ли создать объект с заданными свойствами и возможностями, чтобы проти­водействовать стихиям или ставить себе на службу природные явле­ния?» Человек стал строить модели еще не существующих объектов. Так родились идеи создания ветряных мельниц, различных механиз­мов, даже обыкновенного зонтика. Многие из этих моделей стали в на­стоящее время реальностью. Это объекты, созданные руками человека.

3) определение последствий воздействия на объект и принятие правильного решения. Цель моделирования задач типа «что будет, если...». (что будет, если увеличить плату за проезд в транспорте, или что произойдет, если закопать ядерные отходы в такой-то местности?)

Например, для спасения города на Неве от постоянных наводне­ний, приносящих огромный ущерб, решено было возвести дамбу. При ее проектировании было построено множество моделей, в том числе и натурных, именно для того, чтобы предсказать последствия вмеша­тельства в природу.

4) эффективность управления объектом (или процессом).

Поскольку критерии управления бывают весьма противоречивыми, то эффективным оно окажется только при условии, если будут «и волки сыты и овцы целы».

Например, нужно наладить питание в школьной столовой. С одной стороны, оно должно отвечать возрастным требованиям (калорийное, содержащее витамины и минеральные соли), с другой — нравиться большинству ребят и к тому же быть «по карману» родителям, а с третьей — технология приготовления должна соответствовать возмож­ностям школьных столовых. Как совместить несовместимое? Построе­ние модели поможет найти приемлемое решение.

Анализ объекта

На этом этапе четко выделяют моделируемый объект и его основные свойства, из чего он состоит, какие существуют связи между ними.

Простой пример подчиненных связей объектов — разбор предложения. Сначала выделяются главные члены (подлежащее, ска­зуемое), затем второстепенные члены, относящиеся к главным, затем слова, относящиеся к второстепенным, и т. д.

 

II ЭТАП. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ

 

1. Информационная модель

На этом этапе выясняются свойства, состояния, действия и другие характеристики элементарных объектов в любой форме: устно, в виде схем, таблиц. Формируется представление об элементарных объектах, составляющих исходный объект, т. е. информационная модель.

Модели должны отражать наиболее существенные признаки, свой­ства, состояния и отношения объектов предметного мира. Именно они дают полную информацию об объекте.

Представьте себе, что нужно отгадать загадку. Вам предлагают перечень свойств реального предмета: круглое, зеле­ное, глянцевое, прохладное, полосатое, звонкое, зрелое, ароматное, сладкое, сочное, тяжелое, крупное, с сухим хвостиком...

Список можно продолжать, но вы, наверное, уже догадались, что речь идет об арбузе. Информация о нем дана самая разнообразная: и цвет, и запах, и вкус, и даже звук... Очевидно, ее гораздо больше, чем требуется для решения этой задачи. Попробуйте выбрать из всех пере­численных признаков и свойств минимум, по­зволяющий безошибочно определить объект. В русском фольклоре давно найдено решение: «Сам алый, сахарный, кафтан зеленый, бархат­ный».

Если бы информация предназначалась художнику для написания натюрморта, можно было ограничиться следующими свойствами объек­та: круглый, большой, зеленый, полосатый. Чтобы вызвать аппетит у сладкоежки выбрали бы другие свойства: зрелый, сочный, ароматный, сладкий. Для человека, выбирающего арбуз на бахче, можно было бы предложить следующую модель: крупный, звонкий, с сухим хвостиком.

Этот пример показывает, что информации не обязательно должно быть много. Важно, чтобы она была «по существу вопроса», т. е. соответствовала цели, для которой используется.

Например, в школе учащиеся знакомятся с информационной моделью кровообращения. Этой информации достаточно для школьника, но мало для тех, кто проводит операции на сосудах в больницах.

Информационные модели играют очень важную роль в жизни че­ловека.

Знания, получаемые вами в школе, имеют вид информационной модели, предназначенной для целей изучения предметов и явлений.

 

Уроки истории дают возможность построить модель развития обще­ства, а знание ее позволяет строить собственную жизнь, либо повторяя ошибки предков, либо учитывая их.

На уроках географии вам сообщают информацию о географических объектах: горах, реках, странах и пр. Это тоже информационные моде­ли. Многое, о чем рассказывается на занятиях по географии, вы никог­да не увидите в реальности.

На уроках химии информация о свойствах разных веществ и о зако­нах их взаимодействия подкрепляется опытами, которые есть не что иное, как реальные модели химических процессов.

Информационная модель никогда не характеризует объект полностью. Для одного и того же объекта можно построить различные информационные модели.

Выберем для моделирования такой объект, как «человек». Челове­ка можно рассмотреть с различных точек зрения: как отдельного ин­дивидуума и как человека вообще.

Если иметь в виду конкретного человека, то можно построить моде­ли, которые представлены в табл. 1—3. Предложить учащимся дать название информационным моделям, представленных в таблицах (презентация на экране телевизора, слайд 8).

 

Таблица 1. Информационная модель ученика

Фамилия, имя

Дата рождения

Школа

Класс

Средний балл

Иванов Павел

15.06.84

586

7

4,6

Таблица 2.. Информационная модель посетителя школьного медкабинета

Фамилия, имя

Полных лет

Рост

Вес

Прививки

Хронические заболевания

Петрова Юлия

14

164

46

Реакция Манту 5.09.98

Сколиоз

Таблица 3. Информационная модель работника предприятия

 

 

Дата рождения

Адрес

Подразде­ление

Долж­ность

Оклад

Сидоров С. А.

11.10.68

Б. Морская, 36—192

Отдел

Снабжения

Менеджер

1350 р.

 

Рассмотрим и другие примеры различных информационных моде­лей для одного и того же объекта.

Многочисленные свидетели преступления сообщили разнообразную информацию о предполагаемом злоумышленнике — это их информа­ционные модели. Представителю милиции следует выбрать из потока сведений наиболее существенные, которые помогут найти преступника и задержать его. У представителя закона может сложиться не одна информационная модель бандита. От того, насколько правильно будут выбраны существенные черты и отброшены второстепенные, зависит успех дела.

Выбор наиболее существенной информации при создании информационной модели и ее сложность обусловлены целью моделирования.

Построение информационной модели является отправным пунктом этапа разработки модели. Все входные параметры объектов, выделенные при анализе, распо­лагают в порядке убывания значимости и проводят упрощение модели в соответствии с целью моделирования.

2. Знаковая модель

Прежде чем приступить к процессу моделирова­ния, человек делает предварительные наброски чертежей либо схем на бумаге, выводит расчетные формулы, т. е. составляет информационную модель в той или иной знаковой форме, которая может быть либо компьютерной, либо некомпьютерной.

3. Компьютерная модель

Компьютерная модель – это модель, реализованная средствами программной среды.

Существует множество программных комплексов, которые позволяют проводить исследование (моделирование) инфор­мационных моделей. Каждая программная среда имеет свой инструментарий и позволяет ра­ботать с определенными видами информационных объектов.

Человек уже знает, какова будет модель, и исполь­зует компьютер для придания ей знаковой формы. Например, для построения геометрических моделей, схем используются графические среды, для словесных или табличных описаний — среда текстового редактора.

 

III ЭТАП. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

 

Чтобы дать жизнь новым конструкторским разработкам, внедрить но­вые технические решения в производство или проверить новые идеи, нужен эксперимент. В недалеком прошлом такой эксперимент можно было провести либо в лабораторных условиях на специально создавае­мых для него установках, либо на натуре, т. е. на настоящем образце изделия, подвергая его всяческим испытаниям

С развитием вычислительной техники появился новый уникальный метод исследования – компьютерный эксперимент. Компьютерный эксперимент включает последовательность работы с моделью, совокупность целенаправленных действий пользователя над компьютерной моделью.

 

IV ЭТАП. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Конечная цель моделирования — принятие решения, которое должно быть выработано на основе всестороннего анализа полученных резуль­татов. Этот этап решающий — либо вы продолжаете исследование, либо заканчиваете. Возможно, вам известен ожидаемый результат, тогда необходимо сравнить полученный и ожидаемый результаты. В случае совпадения вы сможете принять решение.

Основой для выработки решения служат результаты тестирования и экспериментов. Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, допущены ошибки на предыдущих этапах. Это может быть слишком упрощенное построение информационной модели, либо неудачный выбор метода или среды моделирования, либо нарушение технологических приемов при построении модели. Если такие ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, т. е. возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.

Главное, надо всегда помнить: выявленная ошибка — тоже резуль­тат. Как говорит народная мудрость, на ошибках учатся. Об этом пи­сал и великий русский поэт А. С. Пушкин:

О сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух,

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,

И случай, бог изобретатель.

Контрольные вопросы:

 

1)     Что является отправным и конечным пунктом моделирования?

2)     Какие могут быть цели моделирования?

3)     Что такое анализ объекта?

4)     Какую информацию можно собрать об объекте “пара обуви”? Какая информация нужна, чтобы дать ответ, поместится ли эта пара в коробку с заданными размерами?

5)     Что нужно знать о подростке, чтобы дать ему рекомендации о выборе профессии?

6)     Назовите инструменты компьютерного моделирования.

7)     Что такое компьютерная модель?

8)     Что такое компьютерный эксперимент?

9)     В чем заключается анализ результатов моделирования?

10. Агафья Тихоновна (персонаж пьесы Н.В. Гоголя "Женитьба"), решая жизненную задачу выбора жениха, строит такую модель: "Если бы губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича, да взять сколько-нибудь развязности, какая у Балтазар Балтазарыча, да, пожалуй, прибавить к этому еще дородности Ивана Павловича - я бы тогда тотчас же и решилась".

Объясните, почему эта модель не может помочь в решении указанной задачи.

 

Домашнее задание:

1)     Выучить конспект

2)     Задача. По заказу Управления культуры была изготовлена бронзовая статуя девушки с веслом. Определите те свойства статуи, которые существенны для решения каждой из следующих задач:

a)             Перевезти статую из мастерской в городской парк;

b)             Установить статую на площади парка;

c)             Увеличить посещаемость городского парка;

d)            Продать статую с аукциона;

e)             Переплавить статую.

3) Выскажите предположения, существенные для решения следующей задачи. Определите, что будет служить исходными данными, а что - результатом.

Во время ремонта корабля потребовалось заделать пробоину в обшивке. Имеется лист стали. Удастся ли с его помощью заделать пробоину?

4) Повторить теорему Пифагора, формулы боковой поверхности призмы.


СОДЕРЖАНИЕ ТЕСТА К УРОКУ №2

1.    Модель - это

а) визуальный объект;

б) свойство процесса или явления;

в) упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении;

г) материальный объект.

 

2.    Моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, называется

а) идеальным;

б) формальным;

в) материальным;

г) математическим.

 

3.    Моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформированной на языке математики, называется - это

а) арифметическим;

б) аналоговым;

в) математическим;

г) знаковым.

 

4.    Моделирование, основанное на мысленной аналогии, называется

а) мысленным;

б) идеальным;

в) знаковым;

г) физическим.

 

5.    Какая из моделей не является знаковой?

а) схема;

б) музыкальная тема;

в) график;

г) рисунок.

 

6.    Резиновая детская игрушка - это

а) знаковая модель;

б) вербальная модель;

в) материальная модель;

г) компьютерная.

 

7.    Динамическая модель - это

а) одномоментный срез по объекту;

б) изменение объекта во времени;

в) интегральная схема;

г) детская игрушка.

 

8.    Компьютерная модель - это

а) информационная модель, выраженная специальными знаками;

б) комбинация 0 и 1;

в) модель, реализованная средствами программной среды;

г) физическая модель.

 

9.    Вербальная модель - это

а) компьютерная модель;

б) информационная модель в мысленной или разговорной форме;

в) информационная модель, выраженная специальными знаками;

г) материальная модель.

 

10.           Что является моделью объекта яблоко?

а) муляж;

б) фрукт;

в) варенье;

г) компот.


Вопросы.

1)     Модель задачи.

2)     Понятие математической модели.

3)      Этапы решения задачи с помощью ЭВМ.

Ход урока

1.    Актуализация опорных знаний.

 

1.1 Диктант

В письменном виде ответьте на вопросы.

Вариант №1.

  1. Что такое модель?

  2. Какая модель называется статической?

  3. Этапы моделирования.

Вариант №2.

  1. Что такое моделирование?

  2. Какая модель называется динамической?

  3. Типы моделей по способу представления.

 

1.2. Проверка домашнего задания

 

2.    Новый материал.

Беседа учителя о математической модели, этапах решения задачи на компьютере. Беседа сопровождается демонстрацией презентации на экране.

Модель задачи

Пусть вам надо решить какую-либо задачу, и вы хотите воспользоваться услугами ЭВМ. С чего начать? Прежде всего, нужно разобраться, что дано, что требуется получить, как связаны исходные данные и результаты. Предположения, которые позволяют в море информации об изучаемом явлении или объекте выудить исходные данные, определить, что будет служить результатом, и какова связь между исходными данными и результатом – называют моделью задачи.

Понятие математической модели.

В моделировании есть два различных пути. Модель может быть похожей копией объекта, выполненной из другого материала, в другом масштабе, с отсутствием ряда деталей. Например, это игрушечный кораблик, самолетик, домик из кубиков и множество других известных вам натурных моделей. Модель может отображать реальность в абстрактной форме. В таком случае почти всегда привлекаются средства математики, и мы имеем дело с математической моделью:

математическая модель выражает существенные черты объекта или процесса языком уравнений и других математических средств. Собственно говоря, в историческом аспекте, сама математика обязана своим существованием тому, что пыталась отражать, т. е. моделировать, на своем специфическом языке закономерности окружающего мира.

Под математической моделью понимают систему математических соотношений – формул, уравнений, неравенств и т. д., отражающих существенные свойства объекта или процесса.

Математическое моделирование в наше время гораздо более всеобъемлюще, нежели моделирование натурное. Математический аппарат для моделирования объектов и процессов реального мира ученые использовали очень давно, но огромный толчок математическому моделированию дало появление ЭВМ, которые сегодня помогают в этой деятельности. Использование математического моделирования является самым общим методом научных исследований.

 

Вывод.

При математическом моделировании исследование объекта осуществляется посредством изучения модели, сформулированной на языке математики, с использованием тех или иных методов.

 

Простой пример: представьте себе, что нужно определить площадь поверхности письменного стола. Как обычно поступают в таком случае? Измеряют длину и ширину стола, а затем перемножают полученные числа. Это фактически означает, что реальный объект – поверхность стола – заменяется абстрактной математической моделью прямоугольником. Площадь этого прямоугольника и считается искомой.

Как видите, из всех свойств стола мы выделили три: форма поверхности (прямоугольник) и длины двух сторон. Для нас не важны ни цвет стола, ни материал, из которого он сделан, ни то, как он используется. Если бы мы решали другую задачу о столе (скажем, сколько стоит изготовление стола), то возможно, для нас важна была бы как раз эта информация.

Предположив, что поверхность стола – прямоугольник, мы легко указываем исходные данные и результат. Они связаны соотношением S=a×b. Сделанное предположение позволило “перевести” нашу задачу на язык чисел: и исходные данные, и результат – числа, а соотношение между ними задается математической формулой.

Анализировать математические модели проще и быстрее, чем экспериментально определять поведение реального объекта. Кроме того, анализ математической модели позволяет выделить наиболее существенные свойства данного объекта (процесса), на которые надо обратить особое внимание при принятии решения.

 

Этапы решения задач на компьютере:

1.    Постановка задачи – точная формулировка условий и целей решения, описания наиболее существенных свойств объекта.

2.    Построение математической модели – описания наиболее существенных свойств объекта с помощью математических формул.

3.    Разработка алгоритма.

4.    Запись алгоритма на языке программирования.

5.    Отладка и тестирование программы на компьютере.

6.    Анализ полученных результатов.

 

Решение задачи с помощью ЭВМ начинается с точной формулировки условий и целей решения, описания наиболее существенных свойств объекта с помощью математических формул. Для того, чтобы ЭВМ произвела необходимые вычисления и получила ответ, нужно составить для нее четкую инструкцию, строго указать необходимую последовательность действий, т. е. составить алгоритм решения задачи. Далее необходимо провести вычислительный эксперимент:

составить программу, проведя вычисления на ЭВМ;

получить и проанализировать результаты.

Ведь сколько бы свойств мы не учитывали, модель всегда основана на некотором упрощении, и трудно быть абсолютно уверенным, что модель соответствует реальной задаче. Такую уверенность можно обрести, лишь сопоставив результаты расчетов с экспериментальными фактами, теоретическими воззрениями и другой информацией об изучаемом объекте.

При этом может возникнуть необходимость уточнить математическую модель, исправляют алгоритм, проводят расчеты на ЭВМ и анализируют результаты. Так будет продолжаться до тех пор, пока анализ результатов не покажет их приемлемое соответствие знаниям об объекте.

 

Контрольные вопросы.

1.   Что такое математическое моделирование?

2.   Дайте определение математической модели.

3.   Перечислите этапы решения задачи на компьютере.

 

Рассмотрим на примерах задачи математического моделирования.

Задача №1

Вычислить количество краски для покрытия пола в спортивном зале, используя язык программирования PASCAL.

РЕШЕНИЕ


Этапы решения задачи на ЭВМ

 

hello_html_63c3a2d7.png

1.      Постановка задачи

При покраске пола стараются, чтобы слой краски покрывал поверхность равномерно. Для выполнения этого задания измеряют длину пола. Это значит, что количество краски пропорционально площади, которую надо покрасить. Поэтому, для решения задачи нужно знать площадь пола. Существенным является предположение: пол имеет форму прямоугольника. Для выполнения этого задания измеряют длину, ширину пола и вычисляют его площадь. Реальный объект – пол зала – занимается прямоугольником, для которого площадь является произведением длины на ширину. При покупке краски выясняют, какую площадь можно покрыть содержимым одной банки, и вычисляют необходимое количество банок.

 

2.      Математическая модель

Пусть A – длина пола, B - ширина пола, S1 - площадь, которую можно покрыть содержимым одной банки, N – количество банок, тогда:

площадь пола вычисляем по формуле S=A×B, а количество банок, необходимых для покраски зала, N= A×B/S1.

3.      Алгоритм

hello_html_45a6b4ad.png

Следующие задачи предлагается решить с помощью ЭТ.

 

Задача №2

На научный семинар собрались ученые и обменялись друг с другом визитными карточками. Всего было роздано 210 визитных карточек. Сколько ученых приехало на семинар, если известно, что их было не более 20?

РЕШЕНИЕ

 

1.      Постановка задачи. Математическая модель

Пусть x – количество ученых, приехавших на семинар. Т. к. в процессе обмена каждый раздает по одной карточке всем, кроме себя, то он раздаст x-1 карточку. Т. о., будет всего будет роздано n =x×(x-1) карточек.

hello_html_4082eaec.pnghello_html_m2cd16894.gif

Начнем эксперимент, последовательно вводя в ячейку B2 числа 2, 3, 4 и т. д.

В результате проведенного эксперимента получим ответ: 15 человек.

Поверим результат, решив квадратное уравнение x2x - 210 = 0.

Задача №3 (самостоятельно)

Участники шахматного турнира после окончания очередной партии обменивались друг с другом рукопожатиями. Всего сыграно 210 партий, значит, 210 раз противники жали друг другу руки. Сколько человек принимали участие в турнире, если каждый сыграл по одному разу со всеми остальными и известно, что участников было не более 38?

РЕШЕНИЕ

Решать задачу, используя ту же таблицу, исправив содержимое ячейки B3.


1. Математическая модель

Пусть n – количество рукопожатий, x – количество участников.

hello_html_0.gif

Ответ: 21 человек.

Задача №4

Знаменатель правильной дроби на 2 больше числителя. Если числитель увеличить в 5 раз, а к знаменателю прибавить 5 и сократить дробь, то в результате получится 3/2. Найти исходную дробь.

РЕШЕНИЕ


1. Постановка задачи. Математическая модель

Пусть числитель исходной дроби равен x, тогда:

X+2 - знаменатель исходной дроби;

X×5 - новый числитель

X+7 - новый знаменатель

Т. к. по условию задачи новая дробь равна после сокращения 3/2, составляем уравнение:

hello_html_0.gif

Математическая модель нашей задачи будет такой:

hello_html_0.gif

2.      Компьютерный эксперимент


Реализуем нашу модель в ЭТ (Файл «Задачи к урокам», лист «Дробь»)


A

B

C

D

1

Модель задачи

Дроби

2

Числитель

?

Новый числитель

=B2*5

3

Знаменатель

=В2+2

Новый знаменатель

=B3+5

4

5

Проверка

=D3*3

=D2*2


В нашей математической модели уравнение представляет собой пропорцию. Воспользуемся основным свойством пропорции – произведение крайних членов равно произведению средних членов, т. е. 5x*2=(x+7)*3.

В ячейке B5 записано произведение средних членов, а в ячейке C5 записано произведение крайних членов. Решение задачи сводится к подбору в ячейке B2 такого числа, чтобы значения выражений в ячейках B5 и C5 совпадали. Как только это произойдет, ответ задачи получим в ячейках B2 и B3.

Проверить правильность нашей модели можно, решив линейное уравнение 5x*2=(x+7)*3, 10x=3x+21, 7x=21, x=3 – это числитель исходной дроби, тогда ее знаменатель равен 5, т е. исходная дробь 3/5

Ответ: 3/5

Задача №5 (самостоятельно)

Дана правильная дробь, знаменатель которой на 2 больше числителя. Если от числителя отнять 1, а к знаменателю прибавить 7 и сократить дробь, то в результате получится 1/2. Найти исходную дробь. (Используется таблица задачи №4, изменив соответствующим образом формулы в ячейках).


Задача №6

Через иллюминатор затонувшего корабля требуется вытащить сундук с драгоценностями. Удастся ли это сделать?


1.      Описание постановки. Построение математической модели.


Иллюминатор корабля имеет форму круга, будем считать, что сундук имеет форму параллелепипеда. Чтобы вытащить сундук необходимо, чтобы диаметр иллюминатора был больше любой из трех диагоналей поверхности сундука.

hello_html_0.gif

Сундук можно вытаскивать через иллюминатор одной из трех боковых граней, следовательно, достаточно, чтобы диагональ иллюминатора оказалась меньше одной из трех диагоналей граней сундука, т. е. истинным было хотя бы одно из условий:


Усл1=ЕСЛИ((2*R>КОРЕНЬ(a*a+b*b));1;0)

Усл2=ЕСЛИ((2*R>КОРЕНЬ(a*a+с*с));1;0)

Усл3=ЕСЛИ((2*R>КОРЕНЬ(с*с+b*b));1;0)


2.      Компьютерный эксперимент

В таблице находим сумму трех условий, если сумма равна 0, делаем вывод «Сокровища не доступны» иначе «Сокровища доступны» (Файл «Задачи к урокам», лист «Сокровища не доступны», лист «Сокровища доступны»).


Задача о сокровищах 1.





Исходные данные






Радиус

Иллюминатора

20






Длина сундука

60






Ширина сундука

50






Высота сундука

40






Расчет

Промежуточные расчеты

Расчеты



Радиус

Длина сундука

Ширина сундука

Высота

Сундука




20

60

50

40

0







0







0






СУММА

0






ОТВЕТ

СОКРОВИЩА НЕДОСТУПНЫ


Задача о сокровищах 2.




Исходные данные





Радиус

Иллюминатора

20





Длина сундука

60





Ширина сундука

50





Высота сундука

40





Расчет

Промежуточные расчеты

Расчет

Радиус

Длина сундука

Ширина сундука

Высота сундука



20

25

25

40

1






0






1





СУММА

2





ОТВЕТ

СОКРОВИЩА ДОСТУПНЫ


Домашнее задание:


1) Площадь прямоугольного треугольника равна 6 см . Найти длины катетов и гипотенузы этого треугольника, если один катет больше другого на 1 см и известно, что длина каждой из сторон не превосходит 12 см.

Составьте в тетради математическую модель этой задачи:

выделите исходные данные;

определите, что является результатом;

найдите связь между исходными данными и результатом и запишите ее в виде математических соотношений (представьте в виде уравнения).

1)     Повторить формулы площади боковой поверхности и объема параллелепипеда.

2)     Выполнить домашнюю контрольную работу (срок выполнения 2 недели).


Задача 1 Требуется оббить входную дверь 210х92 см дерматином. Хватит ли куска дерматина 215х102 см для обивки двери, если на подгиб с каждой стороны требуется по 2 см ткани?

Задача 2 Необходимо покрасить краской панели (стены) кухонной комнаты. Сколько потребуется банок краски, если размеры кухни: 405х310х285 см, 88% площади стены занимает кафельная плитка и 1 банка краски предназначена для покраски площади 5 м2?


РЕШЕНИЕ

Задача 1

1.      Постановка и математическая модель задачи.

Дано: 210см - длина двери

92см - ширина двери

2см - припуск на швы

215см - длина куска дерматина

102см - ширина куска дерматина

Определить хватит или нет куска дерматина на обивку двери.


Размеры двери с учетом припуска на швы для оклейки: 212см, 94см,

S двери = 214×96

S куска дерматина = 215×102.

Если S двери > S куска дерматина, то куска дерматина не хватит на обивку двери, дополнительно потребуется кусок дерматина размером S двери - S куска дерматина.

2. Моделирование в среде ЭТ (Файл «Задачи к урокам», лист «Домашняя контрольная работа»)


Вариант 1. Задача об обтяжке двери дерматином




Исходные данные



Размеры двери


с припуском на швы

Длина

210

214

Ширина

92

96

ширина швов

2


Размеры куска дерматина


Длина

215


Ширина

100


Расчеты:



Sдвери

20544


Sдерматина

21500


ОТВЕТ:

КУСКА ДЕРМАТИНА ХВАТИТ

Задача 2

1. Постановка и математическая модель задачи.

Дано: b – длина комнаты

a – ширина комнаты

c - высота комнаты

0,12 – часть комнаты для покраски (без кафеля)

5 м2 – площадь покраски при использовании 1 банки краски

Найти: S стен для покраски, необходимое количество банок краски.

S стен с кафелем =2с(a+b)

S стен для покраски =2с(a+b)0,12

Чтобы определить сколько потребуется банок краски, надо площадь для покраски разделить на 5 м2 т. е. S стен для покраски / 5 и результат округлить вверх.

3.      Моделирование в среде ЭТ

Файл «Задачи к урокам», лист «Домашняя контрольная работа»)


Задача 2. Окраска панелей кухни






Исходные данные



Комната


краска


Длина

4,05

Sпокраски 1 б.

5

Ширина

3,10



Высота

2,85







S стен

4,8906







Результаты

1

банка


 

Самостоятельная работа


1 вариант

Реализуйте модель, составленную для домашней задачи в ЭТ, проанализировав полученные результаты, найдите правильный ответ и получите ответ.

РЕШЕНИЕ.

 

A

B

C

D

1

Длина катета а

Длина катета b

Длина гипотенузы с

Площадь s

2

1

A2-1

=КОРЕНЬ(A^2+B^2)

=1/2*A2*B2

3

2

 

 

 

4

3

Заполнить вниз

Заполнить вниз

Заполнить вниз

 

 

 

Длина катета a

Длина катета b

Площадь s

Длина гипотенузы c

2

1

2

1

2,236067977

3

2

3

3

3,60555128

4

3

4

6

5

5

4

5

10

6,40312424

6

5

6

15

7,81024968

 

2 вариант

Площадь прямоугольного треугольника равна 24 см2. Найти длины катетов и гипотенузы этого треугольника, если один катет на 2 см меньше другого и известно, что каждая из длин сторон треугольника не превосходит 12 см.

 

1.    Практическая работа «Определение максимального объема коробки»

 

Разработать математическую модель решения задачи: имеется квадратный лист картона со стороной а. Из листа делается коробка следующим образом: по углам листа вырезаются четыре квадрата, и коробка склеивается по швам. Какова должна быть сторона вырезаемого квадрата, чтобы коробка имела наибольшую вместимость?

Реализовать модель в среде ЭТ. Выводы, расчеты отразить в тетрадях.

 

РЕШЕНИЕ

1.      Постановка задачи

 

В задаче рассматривается процесс преобразования одного объекта (картонного листа) в другой (коробку). Исходный объект – картонный лист - имеет заданные размеры: длина стороны a. Созданный объект – коробка – характеризуется объемом, а вырезы – размером стороны и площадью.

hello_html_50091c41.png

x


hello_html_m50379293.gif

2. Математическая модель

Пусть х – длина выреза, a - длина стороны картонного листа,

тогда длина стороны дна равна а-2×х,

площадь дна равна (а-2×х)2,

объем коробки равен (а-2×х)2×x


3. Компьютерный эксперимент

Для моделирования будем использовать среду электронной таблицы (Файл «Задачи к урокам», лист «Максимальный объем коробки»).

1)     Заполните область данных по образцу.

 


A

B

1

Задача о склеивании коробки

2


3

Исходные данные


4

Длина стороны

40

5

Шаг увеличения выреза

1


2) Составьте таблицу расчета со столбцами Длина выреза, Длина стороны, Площадь дна, Объем. Определите по столбцу Объем наибольший объем коробки (функция МАКС). Длину выреза изменяйте с шагом 1 см. В столбце Длина выреза определите значение выреза, соответствующее наибольшему объему коробки.



A

B

C

D

6

Расчет

7

Промежуточные расчеты

Результаты

8

Длина выреза

Длина стороны

Площадь дна

Объем

9

1

=$B$4 – 2*A9

=B9^2

=C9*A9

10

=A9 + $B$5

Заполнить вниз

Заполнить вниз

Заполнить вниз

11

Заполнить вниз





3) Проведите расчеты для разных исходных данных:

а=40 см, x=1см

a=40 см, x=0,5 см

a=6 см, x=0,1 см

Обратите внимание, что для различных значений исходного размера картонного листа понадобится разное количество расчетных строк в таблице.

Пример расчета для а=40 см.


7

Длина выреза

Длина стороны

Площадь дна

Объем

8

1

38

1444

1444

9

2

36

1296

2592

10

3

34

1156

3468


4)        Составьте таблицу результатов расчета для различных значений исходного размера картонного листа, копируя в столбцы только значения расчетов. При копировании и переносе результатов из расчетной таблицы в ячейки анализа результатов пользуйтесь командой Специальная вставка (кнопка Только значения).



F

G

H

I

1

Результаты моделирования

2


Оптимальный вырез


3

Длина стороны

Шаг увеличения выреза 1 см

Шаг увеличения выреза 0,5 см

Шаг увеличения выреза 0,1 см

4

40

7

6,5

6,7

5

15

3

2,5

2,5

6

80

13

13,5

13,5


5)        Проанализируйте результаты моделирования и ответьте на вопросы:

а) По столбцу Длина стороны определяем, что длина стороны коробки все время уменьшается, пока не станет равной 0. Если заполнено большее количество строк, то в них длина стороны уже меньше 0. Чем это можно объяснить? Надо ли эти строки учитывать при определении максимального объема?

б) Как изменяется оптимальный размер выреза (допустимое значение, позволяющее найти максимальный объем), если изменять шаг выреза? Чем это можно объяснить?

в) В тетрадях для лабораторных работ составьте отчет. В отчете отразите этапы решения задачи: исходные данные, расчетные формулы, результаты расчета для нескольких вариантов исходных данных. Ответьте на предложенные вопросы.


Домашнее задание.

1)     Задача. Определение минимальной длины изгороди садового участка.

Садовый участок прямоугольной формы имеет площадь S. При каких размерах длины и ширины участка длина изгороди будет наименьшей? Составьте математическую модель.

2)       Повторить функцию, вырабатывающую случайные числа RANDOM(X).

3)       Знать формулу площади круга.

 

Вопросы.

1)     Имитационное моделирование.

2)     Применение моделирования. Моделирование случайных процессов на примере вычисления числа p. Метод Монте-Карло.

 

Ход урока

1. Актуализация опорных знаний.

Проверка домашнего задания. Задача “о наименьшем периметре участка”

 

1. Математическая модель

Пусть a – длина участка, площадь – S, тогда его ширина равна S/a. Длина изгороди есть не что иное как периметр участка, который вычисляем по формуле P=2(a+S/a).

2. Компьютерный эксперимент

Для моделирования будем использовать среду электронной таблицы (Файл «Задачи к урокам», лист «Наименьший периметр»).

1) Составим таблицу расчета со столбцами Длина участка, Ширина участка, Площадь участка, Периметр.

2)     Определим по столбцу Периметр наименьший периметр участка (функция МИН).

3)     Длину участка изменяйте с шагом 2 м. В столбце Длина участка определите значение длины, соответствующее наименьшему периметру участка и сделайте выводы.

 


A

B

C

D

1

Шаг изменения длины участка

2

 

 

2

Расчет

3

Промежуточные расчеты

Результаты

4

Длина участка

Площадь

Ширина участка

Периметр

5

1

300

=B5/A6

=2*(A5+C5)

6

=A5 + $B$1

Заполнить вниз

Заполнить вниз

Заполнить вниз

7

Заполнить вниз

 

 

 

 


A

B

C

D

1

Наименьший периметр

2

Шаг изменения длины

2

 

3

Расчеты

 

 

 

4

Длина участка

Площадь

Ширина участка

Периметр

5

1

300

300

602

6

3

300

100

206

7

5

300

60

130

8

7

300

42,85714

99,71429

9

9

300

33,33333

84,66667

10

11

300

27,27273

76,54545

11

13

300

23,07692

72,15385

12

15

300

20

70

13

17

300

17,64706

69,29412

14

19

300

15,78947

69,57895

15

21

300

14,28571

70,57143

16

23

300

13,04348

72,08696

17

Минимальное значение периметра

69,29412








 

Вывод:

Наименьший периметр имеет прямоугольник длина и ширина которого одинаковы, т. е. квадрат.

2. Новая тема. Имитационное моделирование.

 

Процессы в системе могут протекать по-разному в зависимости от условий, в которых находится система. Следить за поведением реальной системы при различных условиях, пробовать всевозможные варианты бывает трудно, а иногда и невозможно. В таких случаях выручают модели. Построив модель, можно многократно возвращаться к начальному состоянию и наблюдать за поведением модели.

Такой метод исследования систем называется имитационным моделированием. Имитационное моделирование применяют в тех случаях, когда нужно учесть возможно большее разнообразие исходных данных, изучить протекание процессов в различных условиях.

Рассмотрим пример имитационного моделирование на примере вычисления числа p (метод Монте - Карло). p = 3,1415922653... .

Теоретическая основа метода была известна давно. Однако до появления ЭВМ этот метод не мог найти сколько-нибудь широкого применения, ибо моделировать случайные величины вручную - очень трудоемкая работа.

Само название “Монте-Карло” происходит от города Монте-Карло в княжестве Монако, знаменитого своим игорным домом. Дело в том, что одним из механических приборов для получения случайных величин является рулетка.

Для вычисления площади круга единичного радиуса проведем эксперимент. Поместим данную фигуру в квадрат. Будем наугад (как говорят математики, случайным образом) бросать точки в этот квадрат. Естественно предполагать, что чем больше площадь фигуры, тем чаще в нее будут попадать точки. Представьте себе квадратный дворик и в нем детскую площадку. Каждому ясно, что во время снегопада количество снежинок, попавших на детскую площадку, пропорционально ее площади. Таким образом, можно сделать допущение: при большом числе точек, наугад выбранных внутри квадрата, доля точек, содержащихся в данной фигуре, приближенно равна отношению площади этой фигуры и площади квадрата.

Такой метод приближенного нахождения площадей фигур и носит название метода Монте-Карло.

 

1)   Постановка задачи вычисления числа p методом Монте-Карло

 

Для вычисления числа p с помощью метода Монте-Карло рассмотрим круг радиуса 1 с центром в точке (1,1). Круг вписан в квадрат, SКВ=2×2=4.

Выбираем внутри квадрата N случайных точек. Выбрать точку – это значит задать ее координаты: числа x и y. Обозначим NКР - число точек, попавших при этом внутрь круга.

hello_html_m26e9acd4.gif 

Исходными данными являются сторона квадрата, содержащего круг, и количество точек, которые мы будем случайным образом выбирать внутри квадрата. Результатом является площадь круга.

Точка принадлежит квадрату, если 0 £ x £ 2 и 0 £ y £2.

Если (x-1)2+(y-1)2 £ 1, то точка попадает в круг, иначе она вне круга. Это и есть математическое соотношение, позволяющее для каждой точки определять, лежит ли она в круге.

Геометрически очевидно, что hello_html_m7db56576.png, отсюда hello_html_m5cc54e5b.png

т. е. hello_html_20fb77f2.png, т. к. Sкруга=p, получаем p =hello_html_m23e81098.png (1)

Формула (1) дает оценку числа p. Чем больше N, тем больше точность этой оценки. Следует заметить, что данный метод вычисления площади будет справедлив только тогда, когда случайные точки будут не "просто случайными", а еще и "равномерно разбросанными" по всему квадрату.

Для моделирования равномерно распределенных случайных чисел в интервале от 0 до 1 в языке программирования Паскаль используется датчик случайных чисел - функция RANDOM. Это специальная компьютерная программа, которая выдает последовательность случайных величин равномерно распределенных от 0 до 1.

Таким образом, суть компьютерного эксперимента заключается в обращении к функции RANDOM для получения координат точки x и у N раз. При этом определяется попадет ли точка с координатами (х, у) в круг единичного радиуса. В случае попадания увеличивается на 1 значение величины Nкруга


3) Алгоритм

hello_html_21fd0273.gifhello_html_6b7c8130.png


 

3). Программа

PROGRAM MONTE_KARLO;{ПАСКАЛЬ}

VAR I,N,N1:LONGINT;

X,Y,PI:REAL;

BEGIN

RANDOMIZE;

WRITE('Введите количество точек N=');

READLN(N);

FOR I:=1 TO N DO

BEGIN

X:=2*RANDOM;

Y:=2*RANDOM;

IF SQR(X-1)+SQR(Y-1)<=1 THEN N1:=N1+1;

END;

PI:=4*N1/N;

WRITELN('PI=',PI:15:11);

END.


4)    Вычислительный эксперимент и анализ результатов

Предложить учащимся выполнить практическую работу на ЭВМ, оформить результаты в таблице и сделать соответствующие выводы. В таблице приведены примерные результаты.


N

Результат

50

2,8000000000

50

3,2800000000

50

3,2800000000

600

3,1400000000

600

3,1266666667

600

3,2333333333

2500

3,1408000000

2500

3,1008000000

2500

3,0784000000

5000

3,1184000000

5000

3,1280000000

5000

3,1656000000

10000

3,1404000000

10000

3,1444000000

10000

3,1588000000

1000000

3,1440640000

1000000000

3,1440640000


Выводы:

      С увеличением точности вычислений увеличивается время работы программы;

      Разные результаты при одном и том же количестве случайных точек зависит от того, что точки все-таки случайные;

Математическая модель, выбранная нами для решения задачи на нахождение площади (числа p) отличается от предыдущих тем, что в ней используются случайные числа (такие модели называют вероятностными, поэтому и результаты могут получиться разными.

Домашнее задание:

1)     Привести примеры вероятностных моделей.

2)      Повторить основные понятия и определения темы.

3)      Повторить формулы равномерного и равноускоренного движения.

Вопросы.

1)     Понятие главных и второстепенных факторов.

2)     Моделирование физических процессов на примере моделирования полета тела, брошенного под углом к горизонту.

Ход урока

 

1.    Актуализация опорных знаний.

Письменно ответьте на вопросы.

Вариант №1.

1)     Приведите пример материальной и информационной модели автомобиля.

2)     Какая модель называется математической?

3)     Этапы решения задачи на компьютере.

Вариант №2.

1)     Приведите пример материальной и информационной модели Земного шара.

2)     Какая модель называется информационной?

3)     Какие этапы включает в себя компьютерный эксперимент?

 

2. Анализ домашней контрольной работы.

 

Загрузить файл «Задачи к урокам», лист «Домашняя контрольная работа»

Предложить учащимся прокомментировать решение задач 1,2.

 

3. Новая тема. Моделирование физических процессов.

 

Задача №1

Тело движется прямолинейно с ускорением а м/с2 и начальной скоростью v м/с. Требуется определить, какой путь пройдет тело за T секунд

 

1. Описание постановки задачи. Построение математической модели.

Вы знаете ответ к этой задаче: S = v×T + aT2 /2 (1)

Приведенное соотношение неоднократно проверялось в различных физических экспериментах, в том числе и вами в лабораторных работах по физике. Но всякий физический эксперимент обязательно содержит ошибки измерений. Поэтому совершенно точно формулу (1) проверить экспериментально невозможно. А чтобы вывести ее теоретически, на уроках физики, по сути дела, строилась приближенная математическая модель равноускоренного движения (хотя слово «модель», конечно, не употреблялось). Нетрудно убедиться в том, что эта модель ос­нована на следующем допущении: если интервал времени разбит на очень большое количество равных маленьких промежутков, то мы не сильно ошибемся, предполагая, что скорость тела на каждом из них постоянна (т. е. движение равномерно) и меняется «мгновенно» в конце каждого промежутка – второстепенные факторы.

Принято считать, что при неограниченном увеличении числа отрезков разбиения мы получим величину перемещения с любой точностью. Фактически это еще одно предположение, которое лежит в основе модели, приводящей к формуле (1), чем мельче отрезки разбиения, тем ближе будет результат к значению, полученному по формуле (1).

Определим, что считать исходными данными и результатами нашей модели. Ясно, что исходными являются начальная скорость v, ускорение a, время движения Tглавные факторы, результатом - перемещение S.

Теперь наша цель — получить математическое соотношение, связывающее исходные данные и результат. Оно будет зависеть от того, на сколько частей мы разобьем интервал времени.

Разобьем интервал времени от 0 до T секунд на N равных частей. Величина каждой части составляет r = T/N секунд. По нашему предположению скорость тела в течение каждого из этих промежутков времени считается постоянной. В течение первых r секунд тело движется с начальной скоростью v1 = v м/с. На следующем отрезке (от r секунд до секунд) — со скоростью v2 = v1 + ar м/с. В течение третьего промежутка времени скорость будет равна v3 = v2 + ar м/с- Как видите, последовательность v1, v2, v3 … является арифметической прогрессией с первым чле­ном v и разностью d = ar. Найдем путь, пройденный телом:

Воспользуемся формулой для суммы N членов арифметической прогрессии:

S=((2v+d (N- 1)) N/2) r=((2v+ar (N - 1)) N/2) r.

Раскрывая скобки и подставляя T/N вместо г, получим: hello_html_0.gif

Эта формула и является математическим соотношением, свя­зывающим исходные данные и результат. Построение математи­ческой модели закончено. Вы видите, что полученная формула для S отличается от формулы (1) слагаемым — aT'2/2N, которое показывает, с какой степенью точности построенная модель описывает равноускоренное движение. Пусть a=5 м/с.

 

2. Компьютерный эксперимент.

Для моделирования будем использовать среду электронной таблицы (Файл «Задачи к урокам, лист «Прямолинейное движение»).

 


A

B

1

Задача о прямолинейном движении тела

2

Исходные данные

3

Начальная скорость

60

4

Время движения

15

5

Шаг увеличения количество разбиений интервала времени

100

 


A

B

С

D

6

Расчет

7

Промежуточные результаты

Результаты

8

Количество разбиений

интервала

Время

Движения

Начальная скорость

Дальность полета

9

100

15

60

=C9*B9+5*B9*B9/2-5*B9*B9/(2*A9)

10

=A9 + $B$5

Заполнить вниз

Заполнить вниз

Заполнить вниз

11

Заполнить вниз

 

 

 

 

1

Прямолинейное движение тела

 

 

2

Исходные данные

 

 

 

3

Начальная скорость

60

 

 

4

Время движения

15

 

 

5

Шаг изменения количества разбиений интервалов времени

100

 

 

6

Расчет

7

Промежуточные результаты

Результаты

8

Количество разбиений интервала времени

Начальная

Скорость

Время

Движения

Перемещение S

9

100

60

15

1456,875

10

200

60

15

1459,6875

11

300

60

15

1460,625

12

400

60

15

1461,09375

13

500

60

15

1461,375

14

600

60

15

1461,5625

15

700

60

15

1461,696429

16

800

60

15

1461,796875

17

900

60

15

1461,875

18

1000

60

15

1461,9375

 

Вывод:

Точность результата определяется количеством разбиений интервала, чем больше число измерений, тем точнее результат.

 

Задача №2

Требуется построить математическую модель физического процесса: движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Цель: Выяснить зависимость расстояния и времени полета тела от угла броска и начальной скорости. Угол броска и начальная скорость являются главными факторами процесса моделирования.

 

1. Описание постановки. Построение математической модели

При расчете будем использовать следующие допущения (второстепенные факторы):

        Система координат имеет начало в точке бросания;

        Тело движется вблизи поверхности земли, это значит, что ускорение свободного падения постоянно и равно 9,81 м/с2

      Сопротивление воздуха не учитывается, поэтому движение по горизонтали равномерное.

hello_html_m4adb98b3.png

Пусть:

v0 - начальная скорость (м/c),

a - угол бросания (радианы),

L - дальность полета (м).

Движение тела, брошенного

под углом к горизонту, описывается

формулами

 

vx = v0*cosa - горизонтальная составляющие начальной скорости

vy = v0*sina - вертикальная составляющие начальной скорости

x= vx t - т. к. движение по горизонтали равномерное

y= vy t hello_html_m34b58bf7.png (1) - т. к. движение по вертикали равноускоренно с отрицательным ускорением.

Искомым в этой задаче будет то значение x=L, при котором y=0.

Дано: v0 - начальная скорость (м/c)

a - угол бросания (радианы)

Найти: L - дальность полета (м).

Связь: L = vx t - дальность полета,

0 = vy t hello_html_m34b58bf7.png - точка падения

vx = v0*cosa - горизонтальная проекция вектора скорости

vy = v0*sina - вертикальная проекция вектора скорости

g=9,81 - ускорение свободного падения

При: v0 > 0, 0 < a < p/2

Подставляем в формулу (1) значение vy. Получаем уравнение:

v0*sina*t - gt2/2=0. Чтобы решить это уравнение выразим из формулы x= vx t переменную t: t=x/(v0*cosa). Подставив это значение в уравнение, получаем решение: 2v02*sina*cosa= g*L. Дальность полета равна: L=(v02*sin2a )/g, т. е. зависит от начальной скорости и угла наклона.

 

2. Компьютерный эксперимент.

Для моделирования будем использовать среду электронной таблицы (Файл «Задачи к урокам, лист «Дальность полета»).

a)    Выяснить, как зависит дальность полета от угла броска.

 


 

A

B



1

Задача о полете тела , брошенного под углом к горизонту (a)



2

Исходные данные



3

Начальная скорость

60



4

Угол бросания

15



5

Шаг увеличения угла

15


 

A

B

С

6

Расчет

7

Промежуточные расчеты

Результаты

8

Угол бросания

Начальная скорость

Дальность полета

9

15

60

= ($B$9^2*SIN(2*A9 *3,14/180)/9,81

10

=A9 + $B$5

Заполнить вниз

Заполнить вниз

11

Заполнить вниз

 

 









Исходные данные

 

Начальная

скорость

60

 

Угол бросания

15

 

Шаг увеличения угла

15

 

Расчет

Промежуточные результаты

Результаты

Угол бросания

Начальная

Скорость

Дальность полета

15

60

183,40187

30

60

317,71003

45

60

366,97236

60

60

318,00213

75

60

183,90787

Выводы:

С увеличением угла бросания от 150 до 450 и постоянной скорости полета дальность полета увеличивается;

С увеличением угла бросания от 450 до 900 и постоянной скорости полета дальность полета уменьшается.


б) Выяснить, как зависит дальность полета от угла броска на Луне

(g=1,63 м/с) (Файл «Задачи к урокам, лист «Дальность полета на Луне»).

 

Как зависит дальность полета от угла броска на Луне

Исходные данные

 

 

Начальная скорость

60

 

Угол бросания

15

 

Шаг увеличения угла

15

 

Расчет

Промежуточные результаты
Результаты

Угол бросания

Начальная скорость

Дальность полета

15

60

1103,7867

30

60

1912,1076

45

60

2208,5883

60

60

1913,8656

75

60

1106,8321

Выводы:

Дальность полета больше, чем на Земле;

С увеличением угла бросания от 150 до 450 дальность полета увеличивается;

С увеличением угла бросания от 450 до 900 дальность полета уменьшается.

 

В) Выяснить, при каком угле броска тело улетит на наибольшее расстояние.

Необходимо определить угол броска от 30° до 70°, при котором дальность полета тела будет наибольшей. Какое при этом будет время полета?

(Файл «Задачи к урокам, лист «Наибольшее расстояние»).

 

 

A

B

1

Задача о полете тела , брошенного под углом к горизонту (в)

2

Исходные данные

3

Начальная скорость

15

4

Угол бросания

30

5

Шаг увеличения

Угла

5

 

 

A

B

С

6

Расчет

7

Промежуточные расчеты

Результаты

8

Угол бросания

Начальная

скорость

Дальность полета

9

30

15

=($B$9^2*SIN(2*A9* 3,14/180)/9,81

10

=A9 + $B$5

Заполнить вниз

Заполнить вниз

11

Заполнить вниз

 

 

 

Задача о полете тела, брошенного под углом к горизонту

Исходные данные

 

 

Начальная

скорость

15

 

 

Угол бросания

30

 

 

Шаг увеличения угла

5

 

 

Расчет

Промежуточные результаты

Результаты

Угол бросания

Начальная скорость

Дальность полета

Время

Полета

30

15

19,856877

 

35

15

21,54772

 

40

15

22,584509

 

45

15

22,935773

 

50

15

22,590849

 

55

15

21,560208

 

60

15

19,875133

 

65

15

17,586773

 

70

15

14,764588

 

Наибольшее расстояние

22,935773

1,529052

Выводы:

        Наибольшее расстояние пролетит тело при начальной скорости 15 м/c, когда угол броска будет 50°

        Время полета при этом

1,52 с.

Домашнее задание.

Знать математическую модель и программу движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Вопросы

Изменение численности биологического вида в зависимости от рождаемости, смертности и других факторов

Ход урока

Новая тема.

Вычислительная техника открыла широчайшие возможности для изу­чения процессов, происходящих в природе и обществе. Среди задач, успешно моделируемых на компьютерах, особое место занимают эко­логические. Круг их необычайно велик. С одной стороны, это задачи развития биологических видов в природной среде, с другой — исследо­вание влияния деятельности человека на природу.

Моделирование в экологической сфере позволяет прогнозировать раз­витие биологических популяций, управлять численностью отдельных видов и предсказывать влияние факторов, угрожающих их развитию.

Определенную природную среду населяет один или несколько ви­дов живых организмов. У них может быть разная среда обитания, раз­ные источники питания, т. е. различные внешние факторы, влияющие на численность.

Жизнь некоторых популяций идет обособленно, они как бы зани­мают свою «экологическую нишу». Их численность практически не зависит от наличия соседствующих видов. Некоторые виды живых организмов хотя и не угрожают напрямую своим соседям, но имеют с ними общую среду обитания и/или одни и те же источники питания. Про такие виды говорят, что они соперни­чают друг с другом.

И наконец, живые существа могут враждовать, т. е. один вид охо­тится за другим и уничтожает его. Требуется изучить, как изменяется численность популяций в раз­ных условиях.

 

Задача №1 Зависимость роста численности популяции от рож­даемости.

Одноклеточная амеба каждые 3 часа делится надвое. Построить модель роста численности клеток через 3,6,9,12,... часов. Факторы, приводящие к гибели амеб, не учитываются.

 

1. Описание постановки задачи. Построение математической модели.

Информационная модель

 

Объект

Параметры

Действия

неуправляемые (константы)

Управляемые

Амеба

Коэффициент рождае­мости: 2. Период деления: 3 ч

Исходная чис­ленность. Численность

Деление клетки. Расчет числен­ности амеб

 

Математическая модель

Формула нарастания времени:

Т(I+1)=Т(I)+3.

Формула для расчета числа клеток:

Ч(I+1)=Ч(I)*2,

где Ч(I) — число клеток через I промежутков времени, Ч(I+1) — количество клеток через I+1 промежутков времени (т. е. спустя следу­ющие 3 ч).

 

2. Компьютерный эксперимент

Для моделирования выберем электронные таблицы (Файл «Задачи к урокам, лист «Зависимость численности популяции от рождаемости»).

 


A

B

C


1

Зависимость роста численности популяции от рождаемости (амеба)

2

 

 

 

3

Исходные данные

 

 

 

 

4

Неуправляемые параметры

Управляемые параметры

5

Период деления

Коэффициент

рождаемости

Исходная численность

6

3

2

1


7

Результаты

8

Время отсчета

Количество клеток

 

 

9

0

=$С$6

 

 

10

=А9+$А$6

=В9*$В$6

 

 






 

 

Зависимость роста численности популяции от рождаемости (амеба)

 

 

 

Исходные данные

 

Неуправляемые параметры

(константы)

Управляемые параметры

Период деления

Коэффициент рождаемости

Исходная численность

3

2

1

Результаты

Время отсчета

Количество клеток

0

1

 

3

2

 

6

4

 

9

8

 

 

Выводы:

        Модель показывает, что количество клеток увеличивается в геометрической прогрессии, т. е. очень быстро.

        В реальности рост клеток должен быть ограничен внешними факторами, влияющими на их жизнеспособность. Поэтому такая модель может с достаточной точностью отражать процесс на малом отрезке времени.

        Требуется корректировка модели с учетом естественной смертности.

 

Задача №2 Рождаемость и смертность.


Рассмотрим систему, в которой численность особей популяции за­висит только от естественной рождаемости и смертности. Пищи в та­кой системе хватает всем, экология не нарушена, жизни ничто не уг­рожает. Это некий “шведский социализм” или “образцовый рай”.

1. Построение математической модели

Информационная модель

Объект

Параметры

Действия

 

Неуправляемые (константы)

Управляемые

 

Популя­ция

Коэффициент рождаемости: 0,5.

Коэффициент смертности: 0,2

Исходная численность. Численность

Рост численности

 

Математическая модель

Пусть: КР — коэффициент рождаемости за один год;

КС — коэффициент смертности за один год.

Например, КР=0,03 означает, что в течение некоторого периода времени на каждые 100 особей рождается 3 новых. Или, иначе, при­рост равен 3%. Для человека таким периодом может быть год, для бактерий или мух, к примеру, срок более короткий.

Математические формулы изменения численности можно записать так:

рост численности с учетом рождаемости:

Ч(I+1)=Ч(I)+Ч(I)*КР=Ч(I)*(1+КР);

падение численности с учетом смертности:

Ч(I+1)=Ч(I)-Ч(I)*КС=Ч(I)*(1-КС);

общее изменение численности:

Ч(I+1)=Ч(I)*(1+КР-КС),

где I — номер периода, Ч(I) — число особей через I периодов, Ч(I+1) — число особей спустя (I +1) периодов.

Компьютерный эксперимент

Для моделирования выберем среду ЭТ.

Зависимость численности популяции КР>КС

 

 

 

Исходные данные

 

Неуправляемые параметры

(константы)

Управляемые

Параметры

КР

КС

Исходная

численность

0,5

0,2

100

Результаты

 

 

Время отсчета

Количество

Особей

 

0

100

 

 

130

 

 

169

 

 

219,7

 

 

285,61

 

 

371,293

 

 

482,6809

 

 

Зависимость численности популяции КР<КС

 

 

 

Исходные данные

 

Неуправляемые параметры

(константы)

Управляемые

параметры

КР

КС

Исходная

численность

0,2

0,5

100

Результаты

 

 

Время отсчета

Количество

особей

 

0

100

 

 

70

 

 

49

 

 

34,3

 

 

24,01

 

 

16,807

 

 

11,7649

 

 

Выводы:

        при КР<КС популяция нежизнеспособна;
        при КР>КС численность популяции экспоненциально растет, что нельзя признать реалистичным, т.к. интенсивный рост популяции приводит к перенаселенности и нехватке пищи;     требуется корректировка модели с учетом влияния численности по­пуляции на ее жизнеспособность.

 

Задача №3 Рождаемость и смертность с учетом роста числен­ности.

 

Как правило, численность популяции зависит не только от рож­даемости и смертности, но и от ограниченности пищевых и других ресурсов.

Ранее мы определяли численность популяции по фор­муле:

Ч(I+1)=Ч(I)*(I+КР-КС).

Эту формулу можно записать как:

Ч(I+1)=Ч(I)*К,

где К — обобщенный коэффициент рождаемости и смертности — кон­станта.

На самом деле этот коэффициент должен за­висеть от меняющейся численности, т. е. являться функцией F(Ч). Дей­ствительно, как только численность превышает некоторый предел, воз­никает дефицит жизненного пространства и пищевых ресурсов и, как результат, растет смертность среди особей популяции. Такие явления наблюдаются не только в популяциях животных и насекомых, но и среди людей в тех странах, где рождаемость бесконтрольно растет.

Общий вид функции F(Ч) зависит от особенностей изучаемого биологического вида и окружающей его среды. Мы будем считать, что F(Ч) является линейной функцией, т. е. самой простой зависимостью. В об­щем виде линейную функцию F(Ч) можно задать следующей формулой:

F(Ч)=A*(1-B*Ч),

где А — обобщенный коэффициент устойчивости вида. Его величина отражает соотношение рождаемости и смертности среди особей, обита­ющих в благоприятных условиях. Чем выше А, тем более плодовит вид и выше выживаемость молодых особей.

В — коэффициент среды обитания, определяется параметрами среды обитания биологического вида (площадь обитания, количество пищи и др.).

Из формулы видно, что когда Ч = 1/В, то популяция вымирает.

Информационная модель

 

Объект

Параметры

Действия

 

Неуправляемые (константы)

Управляемые

 

Популя­ция

А - обобщенный коэффициент устойчивости вида.

Б - коэффициент среды обитания.

К - обобщенный коэффициент рождаемости и смертности

Исходная

численность.

Численность вида

Изменение численности

 

Математическая модель

С учетом линейной зависимости обобщенного коэффициента рож­даемости и смертности от общего числа популяции численность вида изменяется во времени следующим образом:

Ч(I+1)=Ч(I)*F(Ч)=Ч(I)*А*(1-B*Ч(I)),

где I — номер периода, Ч(1) — число особей через I периодов, Ч(1+1) — число особей спустя (1+1) периодов.

 

Компьютерная модель

Для моделирования выберем электронную таблицу.

 

Зависимость численности популяции от влияния среды

 

 

 

Исходные данные

 

 

Коэффициент

Устойчивости вида (А)

Коэффициент

Среды (В)

Исходная

Численность

2,5

0,001

10

Результаты

Время отсчета

Количество

Особей

 

0

10

 

1

24,75

 

2

60,34359375

 

3

141,7556111

 

4

304,1523946

 

5

529,1092886

 

6

622,8816233

 

Выводы:

        Величина коэффициента А отражает соотношение рождаемости и смертности среди особей, обитающих в благоприятных условиях

Чем выше А, тем более плодовит вид и выше выживаемость молодых особей.

 

Зависимость численности популяции от влияния среды

 

 

 

Исходные данные

 

 

Коэффициент

Устойчивости вида (А)

Коэффициент

среды (В)

Исходная

Численность

2,5

0,1

10

Результаты

 

 

Время отсчета

Количество

особей

 

0

10

 

1

0

 

2

0

 

3

0

 

4

0

 

5

0

 

6

0

 

Выводы:

 

Величина коэффициента среды обитания определяется параметрами среды обитания биологического вида. Если В=0,1 то вид вымирает через год.

Домашнее задание:

Подготовиться к контрольной работе.

1.        Выполнить постановку задачи, составить математическую модель в тетрадях для контрольных работ.

2.        Выполнить моделирование на компьютере, сохранить таблицу.

3.        Выводы записать в тетрадь.

Вариант №1

 

Мастер изготовил деревянную шкатулку в виде параллелепипеда, изнутри надо обтянуть шелком нижнюю часть шкатулки и крышку. Какое количество материала потребуется мастеру, если

размеры нижней части шкатулки: длина 38 см, ширина 28 см, высота 8 см.

размеры крышки: длина 38 см, ширина 28 см, высота 3 см.

припуск на швы: 1,5 см.

Хватит ли куска шелка шириной 70 см и длиной 80 см? Если не хватит, то сколько ткани нужно добавить?

 

РЕШЕНИЕ

1.      Постановка и математическая модель задачи.

 

Дано: 38см - длина основания и крышки шкатулки

28см - ширина основания и крышки шкатулки

8 см - высота основания и крышки шкатулки

1,5 см - припуск на швы

70 см - длина куска шелка

80 см - ширина куска шелка

Найти: S нижней части шкатулки и крышки,

S куска шелка,

Определить хватит или нет куска шелка на обтяжку шкатулки.

 

Размеры шкатулки с учетом припуска на швы для оклейки: 41см, 31см, 11см

S нижней части шкатулки = 41 *31+31 *11*2+ 41 *11 *2

S крышки = 41 *31+31 *6 *2+ 41 *6 *2

S общая = S нижней части шкатулки + S крышки

S куска шелка = 70 *80

Если S общая > S куска шелка, то куска шелка не хватит на обтяжку шкатулки, дополнительно потребуется кусок шелка размером S общая - S куска шелка.

 

2. Моделирование в среде ЭТ (Файл «Задачи к урокам», лист «Контрольная работа, 1 вариант»)


Исходные данные

 

 

Размеры нижней части:

с припуском на швы

Высота

8

11

Длина

38

41

Ширина

28

31

Размеры крышки:

 

 

Высота

3

6

Длина

38

41

Ширина

28

31

 

 

 

ширина швов

1,5

 

Размеры куска шелка:

 

Длина

80

 

Ширина

70

 

Расчеты:

 

 

S нижней части

2855

 

S крышки

2135

 

S общая

4990

 

S шелка

5600

 

ОТВЕТ:

КУСКА ШЕЛКА ХВАТИТ

 

Выводы: