Решение инженерных задач средствами информационных компьютерных комплексов

Характеристика принципов решения инженерных задач с помощью различных информационных компьютерных комплексов. Решение задачи на языке программирования Pascal, с помощью средств математического пакета MathCAD, так же с помощь табличного процессора Excel.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 22.08.2013
Размер файла 218,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

“БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА”

Кафедра “Информационные технологии”

Курсовая работа

на тему:

“Решение инженерных задач средствами информационных компьютерных комплексов”

Выполнил:

студент группы МГ-11

Веракса В.В.

Гомель - 2013

Задание на курсовую работу

Задача 1 (уровень сложности 1).

На заданном расстоянии от пушки находится стена. Известен угол наклона пушки, начальная скорость снаряда и высота стены. Попадёт ли снаряд в стену?

Дано. Угол наклона б, начальная скорость х, расстояние до стены S, высота стены h. Результатом является одно из сообщений: «попал» или «не попал».

Задача 2 (уровень сложности 2).

Пушка может стоять на ровной местности, в низине с глубиной d или на горке с высотой d. Попадёт ли снаряд в стену?

Дано. Угол наклона б, начальная скорость х, расстояние до стены S, высота стены h. Глубина низины (отрицательное число) или высота горки (положительное число) - d. Результатом является одно из сообщений: «попал» или «не попал».

Задача 3 (уровень сложности 3).

После каждого выстрела угол увеличивается на n градусов. Проводится m выстрелов. Сколько раз снаряды попадут в стену.

Дано. Начальный угол наклона б, начальная скорость х, расстояние до стены S, высота стены h, количество выстрелов m. Увеличение угла наклона пушки n градусов. Результатом является количество попаданий в стену k.

Задача 4 (уровень сложности 4).

Найти диапазоны углов, при которых снаряд гарантированно попадёт в стену.

Дано. Начальная скорость х, расстояние до стены S, высота стены h. Результатом является количество диапазонов углов p, при которых снаряд гарантированно попадёт в стену, и сами диапазоны углов.

Задача 5 (уровень сложности 5).

На заданном расстоянии от пушки находится стена. Известен угол наклона пушки и начальная скорость снаряда. Меняя угол наклона ствола произвести пристрелку пушки по цели. Для этого лучше всего использовать известный артиллерийский прием «взятие в вилку», математики этот прием называют методом деления пополам. Сначала находят угол наклона ствола, при котором снаряд перелетит через стену и угол, при котором снаряд не долетит до стены. Эти два угла образуют вилку. Затем берут среднее значение углов и смотрят, куда попадет снаряд: если он попадет в стену, то стрельба прекращается, если не попадет, то образуется новая вилка и надо взять среднее значение между углами этой вилки.

Дано. Начальный угол наклона б, начальная скорость х, расстояние до стены S, высота стены h. Результатом является сообщение: «Попал при угле наклона = в».

Решение задачи 1: Выскажем упрощающее предположение. Снаряд считаем материальной точкой, сопротивлением воздуха и размерами пушки пренебрегаем. Считаем также, что выполняются законы Ньютона.

Исходные данные: угол наклона б, начальная скорость х, расстояние до стены S, высота стены h. Результатом является одно из сообщений: «попал» или «не попал».

Начальные данные подчиняются естественным ограничениям: 0 < б < р/2, S > 0, h > 0, 0 < х < 1000 м/с.

Без данных ограничений задача была бы не решаемой. Ведь скорость полёта снаряда не может равняться нулю и быть слишком большой, высота стены не может равняться нулю, расстояние до стены не может быть равным нулю или быть отрицательным, а угол наклона пушки должен быть меньше девяноста и больше нуля градусов.

На языке математики запишем тот факт, что снаряд попал в стену. Для этого надо найти высоту L снаряда на расстоянии S от пушки (ведь попадание снаряда в стену означает, что L находится в пределах от 0 до h).

Надо ввести формулу для определения L. Из курса физики известно, что перемещение снаряда по горизонтали и вертикали за время t равны, соответственно:

x = (х cos б) t, y = (х sin б) t - gt2/2,

где g - ускорение свободного падения (9,81м/с). Определим, сколько времени понадобится снаряду, чтобы преодолеть расстояние S: t = S /(х cos б).

Подставив это значение t в выражение для y, получим значение L:

Конечно, значение L, вычисленное по этой формуле, может оказаться и отрицательным. Это означает, что снаряд до стены не долетит. Если же L > h, то снаряд перелетит стену. Вот и построена математическая модель.

Таблица 1 - Исходные данные

№ варианта

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Задача 4

Задача 5

б

х

S

h

б

х

S

h

d

б

х

S

h

m

х

S

h

б

х

S

h

6

30

17

9

6

30

21

25

-11

30

18

30

2

5

20

30

6

24

20

30

6

Введение

В настоящее время использование компьютера в различных сферах деятельности человека очень востребовано. Он является удобным и полезным помощником.

Компьютерные технологии помогают значительно ускорить процесс работы различных предприятий, заводов, торговой сети и др. Так же помогают людям сэкономить достаточно большое количество времени.

Так, в профессии инженера работа на компьютере непосредственно связана с разработками и выполнением чертежей и спецификаций, расчетами и многим другим.

Дальнейшее развитие информационных технологий еще больше улучшит уровень выполняемого труда.

инженерный программирование компьютерный процессор

1. Условие задачи

Уровень сложности 1:

На заданном расстоянии от пушки находится стена. Известен угол наклона пушки и начальная скорость снаряда. Попадёт ли снаряд в стену? Высота стены h.

Выскажем упрощающее предположение: снаряд считаем мат. точкой, сопротивлением воздуха и размерами пушки пренебрегаем. Считаем также, что выполняются законы Ньютона. Из условия задачи видно, какие в ней исходные данные: это угол а, начальная скорость V, расстояние до стены S и высота стены h. Результатом является одно из сообщений: попал, не попал.

Уровень сложности 2:

Пушка стоит на горке или в низине.

Уровень сложности 3:

После каждого выстрела угол увеличивается на n градусов. Проводится m выстрелов. Сколько раз снаряд попадёт в стену.

Уровень сложности 4:

Найти диапазоны углов, при которых снаряд гарантировано попадёт в стену.

Уровень сложности 5:

Меняя угол наклона ствола произвести пристрелку пушки по цели. Для этого лучше всего использовать известный артиллерийский приём «взятие в вилку», в математике называется этот приём методом деления пополам.

2. Решение задачи на языке программирования Pascal

Уровень сложности 3.

Вводятся начальные данные: v - скорость снаряда, h - высота стены, s - расстояние до стены, f - угол наклона пушки.

Program Pushka;

Var p,L,h,a,s,v,n,f,i,k:real;

Begin

p:=3.14;

repeat

writeln(`ввести начальное значение скорости снаряда');

readln(v);

if v<=0 then

writeln('скорость должна быть положительной')

else

if v>=1000 then

writeln('скорость большая');

until (v>0) and (v<1000);

repeat

writeln('ввести высоту стены');

readln(h);

if h<=0 then

writeln('высота должна быть положительной');

until h>0;

repeat

writeln('ввести расстояние до стены');

readln(s);

if s<=0 then

writeln('расстояние должно быть положительным');

until s>0;

repeat

writeln('ввести угол наклона пушки');

readln(f);

a:=f*(p/180);

if a>=3.14/2 then

writeln('пушка не направлена на стену')

else

if a<=0 then

writeln('пушка недолжна стрелять в стену');

until (a<3.14/2) and (a>0);

n:=0.08;

i:=1;

k:=0;

repeat

begin

L:=s*(sin(a)/cos(a))-((9.8*s*s)/(2*v*v*cos(a)*cos(a)));

if L<0 then writeln('недолет')

else if L>h then

writeln('перелет')

else if L<h then

Begin

writeln('стена пробита'); k:=k+1;

end;

a:=a+n;

i:=i+1;

end;

until i>5;

writeln('всех попаданий k=', k:1:1);

end.

Тесты:

ввести начальное значение скорости снаряда

18

ввести высоту стены

2

ввести расстояние до стены

30

ввести угол наклона пушки

30

Недолет.

Стена пробита.

Стена пробита.

Перелет.

Перелет.

Стена пробита.

всех попаданий k=3.

3. Решение задачи в математическом пакете MathCAD

Уровень сложности 1.

4. Решение задачи в электронном процессоре Excel

Уровень сложности 3. После каждого выстрела пушка поднимается, угол увеличивается на n градусов. Проводится m выстрелов. n=5o, m=5.

4.1 Решение без формул

a

V

S

h

g

Угол

L

Ответ:

30

18

30

2

9,8

0,525

-0,81

Не попал

35

18

30

2

9,8

0,612

0,74

Попал

40

18

30

2

9,8

0,700

2,00

Попал

45

18

30

2

9,8

0,787

2,79

Не попал

50

18

30

2

9,8

0,874

2,80

Не попал

55

18

30

2

9,8

0,962

1,42

Попал

4.2 Решение в виде формул

a

V

S

h

g

Угол

L

Ответ:

30

18

30

2

9,8

A2/57,18

=C2*TAN(F2)-(E2*C2*C2)/(2*B2*B2*(COS(F2))^2)

=ЕСЛИ(G2>D2;"Не попал";ЕСЛИ(G2<0;"Не попал";"Попал"))

35

18

30

2

9,8

A3/57,18

=C3*TAN(F3)-(E3*C3*C3)/(2*B3*B3*(COS(F3))^2)

=ЕСЛИ(G3>D3;"Не попал";ЕСЛИ(G3<0;"Не попал";"Попал"))

40

18

30

2

9,8

A4/57,18

=C4*TAN(F4)-(E4*C4*C4)/(2*B4*B4*(COS(F4))^2)

=ЕСЛИ(G4>D4;"Не попал";ЕСЛИ(G4<0;"Не попал";"Попал"))

45

18

30

2

9,8

A5/57,18

=C5*TAN(F5)-(E5*C5*C5)/(2*B5*B5*(COS(F5))^2)

=ЕСЛИ(G5>D5;"Не попал";ЕСЛИ(G5<0;"Не попал";"Попал"))

50

18

30

2

9,8

A6/57,18

=C6*TAN(F6)-(E6*C6*C6)/(2*B6*B6*(COS(F6))^2)

=ЕСЛИ(G6>D6;"Не попал";ЕСЛИ(G6<0;"Не попал";"Попал"))

55

18

30

2

9,8

A7/57,18

=C7*TAN(F7)-(E7*C7*C7)/(2*B7*B7*(COS(F7))^2)

=ЕСЛИ(G7>D7;"Не попал";ЕСЛИ(G7<0;"Не попал";"Попал"))

5. Теоретический вопрос

Ремонт CD-привода

В компьютере не так много составных частей, настолько подверженных поломке и так часто нуждающихся в обслуживании, как CD-привод, причем совсем не важно, простой это CD-ROM или современный DVD-RW. Но в то же время это семейство девайсов лучше всего поддается ремонту и настройке, за исключением некоторых особо тяжелых случаев, таких, как отсутствие возможности подстройки тока лазера - к счастью встречающихся крайне редко.

Инструментарий

Для ремонта и даже простой чистки CD-драйва обычно набор часовых отверток, обычная крестовая отвертка (под винты для разборки привода, на всех приводах разные), плоская отвертка, салфетки, очень желателен баллончик со сжатым воздухом, спирт. Понадобится паяльник и паяльная жидкость. Также не помешает газовый паяльник или строительный фен, для отпайки микросхем из донорских приводов. Кстати такой фен очень полезная вещь, и в процессе ремонта разных девайсов.

Устройство

Рассмотрим устройство CD-ROM. Механическое устройство всех приводов может достаточно существенно отличаться, но всегда имеет общие принципы работы. Внутренние составляющие типичного драйва:

1)лоток диска;

2)фиксатор (часто магнитный) диска в драйве;

3)головка лазера;

4)моторчик, раскручивающий диск;

5)моторчик, осуществляющий загрузку лотка;

6)моторчик, осуществляющий движение блока лазера;

7)механика лотка;

8)датчик лотка.

Разборка

Во-первых, перед тем как разбирать привод, нужно открыть лоток, так как в закрытом состоянии он держит переднюю панель, и, не открыв его, эту панель не снимешь. Существуют приводы, в которых открывать лоток не надо, но таких меньшинство. Еще нужно учесть, что нижняя крышка привода (та, на которой винты) может служить радиатором для микросхем, установленных на печатной плате. Как правило, на них стоит подобие термоскотча, для лучшего контакта с крышкой. Сняв крышку, надо позаботиться об охлаждении этих микросхем. Далее нужно обратить внимание на способ крепления печатной платы к механике и к верхней части корпуса. Разбирая привод, ни в коем случае не нужно спешить, демонтировать детали аккуратно, внутри драйва много пластмассовых частей, которые легко сломать.

Виды неисправностей

Все неисправности приводов можно условно разделить на механические и электрические. Проблемы с механикой возникают, в основном, у старых девайсов, в результате износа механических узлов, либо у тех устройств, с которыми обращались неподобающим образом. Возникновение неисправностей электроники предсказать невозможно. Это может случиться как с новеньким, так и с древним приводом, и причин таких поломок может быть великое множество, начиная от некачественного питания и заканчивая ошибками в конструкции. Большинство приведенных ниже неисправностей можно без проблем устранить самому.

Перед тем как приступать к диагностике и ремонту, необходимо научиться последовательно определять тип неисправности. Приведем пару типичных случаев отказа драйва:

1)При включении компьютера привод не определяется в BIOS'е, в то время как лоток открывается, устройство добросовестно пытается инициализировать диск, на чем все и заканчивается. Здесь налицо проблема с контроллером драйва, то есть проблема с электроникой, а с механикой все в порядке.

Теперь противоположный случай. 2)Привод определяется BIOS'ом, операционная система его видит, но при попытке загрузить диск устройство издает какие-либо нехарактерные, неприятные (например, скребущие) звуки и, помигав лампочкой, выкидывает лоток с диском обратно, в то время как начавшее открываться окно вызова привода в операционной системе «подвисает» и выдает ошибку. В данном случае налицо проблема с механикой, так как система привод видит и реагирует на его действия вполне адекватно, но загрузка/инициализация диска не происходит.

Рассмотрим несколько неисправностей, связанных с механикой:

1. Лоток привода закрывается и после этого сразу же открывается.

Причина данной неисправности кроется в маленьком переключателе, рычажок которого при закрытии лотка прижимается и сигнализирует приводу, что драйв закрыт. В данном случае по каким-то причинам этот переключатель не срабатывает, поэтому привод после закрытия лотка сразу же отрывает его снова. Следует найти этот переключатель и устранить причину его неработоспособности. Скорее всего, причина чисто механическая, например, отогнулся рычажок переключателя, также возможно окисление контактов.

2. Лоток закрывается, но диск не фиксируется, либо лоток закрывается не полностью или неуверенно, с громким скрежетом.

Причиной подобных проблем, когда механика целая, но работает плохо, является стирание смазки. В таком случае, разобрав и почистив привод, нужно смазать элементы системы загрузки диска литолом. Если же в процессе разбора выяснилось, что в драйве развалились какие-либо механические части (из-за старения пластмассы такое часто бывает), то надо аккуратно приклеить их обратно, если это возможно.

Подводя итог можно сказать, что многие неисправности можно устранить своими руками, если обнаружить их происхождение.

Выводы

В данной работе я произвел решение задачи с помощью различных информационных компьютерных комплексов. Решение задачи было представлено на языке программирования Pascal, с помощью средств математического пакета MathCAD, так же с помощь табличного процессора Excel.

В ходе выполнения работы я освоил принцип практического использования этих комплексов в решении задач. И эти знания, безусловно, буду полезными в моей будущей профессии.

Использование информационных технологий позволяет решить большой ряд инженерных задач различными способами.

Список использованных источников

1. Бородина А. И. Основы информатики вычислительной техники: Учебно-методическое пособие / А. И. Бородина, Е. Н. Лядинская, - Мн.: БГЭУ, 2003. - 106с.

2. Бородич Ю. С. Разработка программных систем на языке Паскаль: Справочное пособие / Ю. С. Бородич. - Мн.: Вышэйшая школа,1992. - 143с.

3. Васильев А. Н. Mathcad 13 на примерах / А. Н. Васильев. - СПб.: БХВ - Петербург, 2006. - 528с.

4. Гиляревский Р. С. Основы информатики: Курс лекций / Р. С. Гиляревский. - М.: экзамен, 2003. - 320с.

5. Долинский М. С. Решение сложных и олимпиадных задач по программированию: учебное пособие / М. С. Долинский. - СПб.: Питер,2006. - 366с.

6. Информатика: уч. Пособие для ВТУЗов / Под ред. С. В. Симонова. - СПб.: Питер, 2002. - 638с.

7. Информатика: Учебное пособие для вузов / А. Р. Есаян, В. И. Ефимов. - М.: Просвещение,1991. - 288с.

8. Информатика вычислительных систем: [Сб. ст.] МГУ им. М. В. Ломоносова, Н.-и. ВЦ: Под ред. В. М, Репина, С. Ф. Гилязова. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 163с.

9. Николь Наталья, Альбрехт Ральф. Ecxel 4.0: Практ. Пособие. - М.: ЭКОМ,1994. - 352с.

10. Эдир Ольга. Microsoft Word 2003 Русская версия: учебный курс / О. Эдир. - СПб.: Питер,2005. - 349с.

11. Шушкевич Г.Ч., Шушкевич С.В. Введение в MathCAD: Учебное пособие. - Гродно ГрГУ, 2001. - 140 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.