Состав УМК

В УМК входят:

Лекции в электронном виде (4 лекции);

Лабораторный практикум «Решение базовых задач структурной информатики с помощью ППП «Полигон-СТРИН» (8 ЛР);

Методические указания к выполнению курсовых работ (8000 заданий);

Методические указания к выполнению типовых расчётных заданий

(7200 заданий);

Программное средство учебного назначения (ПСУН) «СТРИН» (объём дистрибутива 28 Мб, объём на HDD до 96 Мб)»;

ПСУН «Полигон алгоритмов структурной информатики» (объём дистрибутива 17 Мб, объём на HDD до 74 Мб).

Виды занятий, поддерживаемые УМК

Лекции, лабораторные работы, курсовые работы, типовые расчёты;

Самостоятельное изучение дисциплины с использованием программных средств учебного назначения.

Формы обучения, поддерживаемые УМК

Очная форма обучения и самостоятельное обучение.

Методические указания по применению УМК

Описание 8 лабораторных работ (44 стр.) и методические указания к их выполнению (76 стр.);

Список заданий к типовым расчётам (7200 заданий), к курсовым работам 3 уровней сложности (8000 заданий) и методические указания к выполнению ТР и КР общим объёмом 140 стр.

Требования к аппаратному и программному обеспечению для работы ПСУН, входящих в УМК

ПК на базе процессоров класса Intel Pentium MMX, AMD K6-2 или более мощных;

64 Мб свободной оперативной памяти;

OC Microsoft Windows 95/98/Me/NT4/2000/XP/2003.

Краткое описание УМК

Лабораторный практикум состоит из работ, выполняемых с использованием ПСУН «СТРИН», по следующим темам:

1.Решение базовых задач структурной информатики методом визуального редактирования структур (две части);

2.Автоматическая прорисовка диаграмм структур по их бескоординатному представлению;

26

3.Задачи различения структур и методы их решения;

4.Определение, сравнение и упорядочение структур по их сложности;

5.Задачи определения сходства структур и методы их решения;

6.Задачи моделирования структуры объекта и поиска структурной информации в базе структур с визуализацией результатов поиска;

7.Исследование визуальных интерактивных алгоритмов решения переборных задач на примере задачи поиска гамильтонова цикла или цепи.

Выполнение курсовых работ заключается в создании алгоритмов и программ на различных языках программирования для решения базовых задач структурной информатики. Исследовательская часть курсовой работы связана с анализом корректности и эффективности студенческой программы с использованием ПСУН «Полигон». Одним из результатов исследования является экспериментальная оценка вычислительной сложности разработки.

Типовые расчетные задания включают в себя разработку программы для сравнительного анализа пары структур с использованием заданной характеристики (инварианта) и интеграцию её в среду ПСУН «СТРИН».

Основные компоненты ПСУН «СТРИН»:

Редактор структур: визуальное создание структур, демонстрация

практического применения решаемых задач на структурах объектов из различных прикладных областей. Пользовательский интерфейс

редактора объединяет средства ручного редактирования структур и их алгоритмической обработки.

Решатели задач: различение (изоморфизм, вложение) структур, упорядочение структур на основе их сложности; определение сходства структур и сходства расположения фрагментов в структуре, анализ симметрии и автоматическая прорисовка диаграмм. Обеспечивается наглядная демонстрация результатов. Предоставляется программный интерфейс для подключения новых решателей.

Структурный поиск: поиск структур, изоморфных с заданной, содержащихся в заданной, содержащих заданную или сходных с заданной структур.

Импорт и экспорт структур из файлов различных форматов. Позво-

ляет ознакомить студентов с различными способами представления структур в файлах.

Обучающие игры: иллюстрация и интерактивное исследование базовых понятий структурной информатики в игровой форме.

Основные компоненты ПСУН «Полигон»:

Базы структурной информации: ПСУН «Полигон» работает со структурами, организованными в базы. Для каждой базы структур

27

ведётся база результатов решения задач. Базы структур заполняются с помощью генераторов структур, импорта структур из различных форматов, или с помощью ПСУН «СТРИН».

Пакетный запуск решателей: Запуск решателей задач осуществляется в ПСУН «Полигон» по различным схемам вычисления в пакетном режиме (входные данные – все структуры из базы либо определённые наборы пар структур). В одном пакете возможен последовательный запуск нескольких решателей. Схема вычислительного эксперимента (набор решателей и их параметров) может быть сохранена для последующего запуска на другом наборе данных. Результаты пакетного запуска сохраняются в базе данных.

Измерение времени вычисления с построением графиков: Время решения задачи на каждой структуре (паре структур) измеряется и заносится в базу данных. Впоследствии оно может обрабатываться так же, как и остальные данные: изображаться в виде графика, аппроксимироваться полиномом и т.д.

Анализ и сравнение результатов: Различные средства анализа и сравнения результатов, такие как проверка на равенство и эквивалентность, отображение на числовой оси с выделением кластеров, сравнение различных упорядочений структур и др.

Условия применения УМК

ПСУН’ы функционируют в демонстрационном режиме без ограничения функциональности в течение месяца. После этого требуется регистрация.

28

Учебно-методический комплекс «ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА»

Авторы: Кирсанов М.Н., Корецкий А.В., Осадченко Н.В., Кузнецов А.А.

Направление Для всех направлений подготовки специалистов в об- подготовки: ласти техники и технологий

Дисциплина: Теоретическая механика

Адрес ресурса: http://vuz.exponenta.ru, http://termech.mpei.ac.ru

Контактная 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14,

информация: ГОУВПО «МЭИ (ТУ)», кафедра ТМиМ,

тел.: (095) 362-7314, E-mail: mpei2004@yandex.ru

29

Состав ресурса

В состав УМК «ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА» входят:

Электронный учебник (по статике, кинематике, динамике и дискретной математике) в формате PDF и HTML;

Электронный задачник (решебник) в формате PDF;

Набор оригинальных задач с ответами и образцами решений (более

20000 задач);

Программы для Maple, позволяющие снять рутинную часть вы-

числительной работы и получить анимированное представление задач о кинематике и динамике.

Подсистема тестирования знаний по теоретической механике.

Конспект лекций по высшей математике с элементами анимации.

Методические рекомендации по применению ресурса.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Комплекс предназначен для использования при очной, очнодистанционной и дистанционной формах обучения.

Требования к оборудованию и к программному обеспечению

На стороне пользователя: ПК с процессором с частотой не менее 300

МГц, объемом оперативной памяти не менее 32 Мб.

Windows 98/Me/2000/XP, Internet Explorer, программа Acrobat Reader.

Краткое описание ресурса

УМК «ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА» представляет собой Интернет ресурс, состоящий из отдельных разделов, который включает семь обучающих программ по теоретической механике, охватывающих в совокупности основные разделы курса:

«Кинематика плоского движения»;

«Статика системы твёрдых тел»;

«Динамика материальной точки»;

«Динамика тела с неподвижной осью вращения»;

«Уравнения Лагранжа 2-го рода»;

«Общие теоремы динамики»;

«Метод кинетостатики».

Применяемая в УМК техника компьютерной мультипликации (анимации) позволяет наглядно демонстрировать переходные процессы, облегчая интерпретацию получаемых при решении задач результатов.

Задачи по статике:

равновесие цепи,

теорема о трех силах,

равновесие одного тела,

30

расчет фермы с различными видами решеток (аналитические и графические методы расчета),

задачи с трением,

пространственная статика (приведение системы сил к простейшему виду, равновесие плиты, полки, вала),

задачи на центр тяжести (плоская и пространственная задача).

Задачи по кинематике:

кинематика точки (определение скорости, ускорения и радиуса кривизны траектории в плоском и пространственном случае, естественный способ задания движения точки и движение точки в полярных координатах),

вращательное движение тела и передача вращения;

сложное движение точки, включая задачу о муфте: сферическое движение тела.

Задачи по динамике:

динамика точки (постоянные силы, переменные силы);

динамика системы (теорема о движении центра масс, кинетическая энергия механической системы, теорема об изменении кинетической энергии, теорема о моменте количества движения системы, динамический расчет механизма с неизвестным параметром, плоское движение системы, динамические реакции в подшипниках ротора);

аналитическая механика (принцип возможных скоростей, общее уравнение динамики (одна и две степени свободы), уравнение Лагранжа 2-го рода (две степени свободы), уравнение Лагранжа 2-го рода для консервативных систем, уравнения Гамильтона);

малые колебания системы, колебания узла фермы.

теория стабильности механической системы.

Задачи по дискретной математике:

Операции над множествами.

Транзитивное замыкание.

Остов наименьшего веса.

Кратчайшие пути в орграфе.

Радиус и диаметр графа.

Пути в орграфе.

Десятичная кодировка дерева (36 вершин).

Сеть. Алгоритм Форда-Фалкерсона (14 вершин).

Кодировка Прюфера.

Раскодировка Прюфера.

Задача о назначениях "Венгерский алгоритм".

Хроматический полином.

31

Компоненты сильной связности графа.

Центроид дерева.

Подсистема дистанционного тестирования по кинематике плоского

движения ДАЛТ реализована в среде программирования Borland Builder C++ 6.0 для операционных систем на платформах Microsoft Windows 98, Windows NT и Windows XP и включает программы RemoteTeacher (сервер) и RemotePupil (клиент).

Работая с системой, учащийся, имея условие задачи, может, наблюдая за анимацией, составить достаточно полное представление о движении рассматриваемой механической системы, а затем решить поставленную задачу, ввести ответы в виде формул и получить информацию о правильности данных им ответов вместе с итоговой оценкой. Система ДАЛТ носит открытый характер. Включение в неё новых задач не требует программирования, а предусматривает лишь создание новых текстовых файлов заданий с использованием достаточно простого формата. Система обеспечивает ведение статистики и учёт всех запросов и ответов пользователей, а также их хранение.

Условия применения ресурса

Комплекс доступен по Интернету. Все ресурсы комплекса (кроме программы тестирования TEST2004) имеют свободный доступ. Условие опла-

ты пользования программой тестирования (через кассу колледжа МЭИ) опубликовано на странице сайта.

32

Комплекс электронных образовательных ресурсов по направлению подготовки

«ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА»

В данном разделе представлены разнообразные электронные образовательные ресурсы, разработанные сотрудниками института «Теплоэнергетики и технической физики» ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» по основным учебным дисциплинам направления «Теплоэнергетика»:

Учебно-методический комплекс «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях»;

Учебно-методический комплекс «Водоподготовка в энергетике»;

Учебно-методический комплекс «Паровые турбины ТЭС и АЭС»;

Электронный курс «Тепломассообмен в энергетических установках»;

Комплекс программ для расчета теплофизических свойств воды, водяного пара, газов и смесей газов «WaterSteamPro»;

«Энциклопедия тепломеханических и химико-технологических процессов в энергетике».

33

34

Учебно-методический комплекс «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЯХ»

Авторы: Гаряев А.Б., Данилов О.Л., Яковлев И.В.

Направление Теплоэнергетика

подготовки:

Дисциплина: Энергосбережение в теплоэнергетике

и теплотехнологиях

Адрес ресурса: http://www.trie.ru

http://htex.mpei.ac.ru/~gar

Контактная 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14,

информация: ГОУВПО «МЭИ (ТУ)», кафедра ТМПУ,

тел.: (095) 362-7149, E-mail: DanilovOL@mpei.ru

35