Міністерство освіти і науки України

Черкаський державний технологічний університет

Ю. В Триус

І. В. Герасименко

Інформаційні технології аналізу систем

методичні рекомендації до лабораторних робіт

інструктивно-методичні матеріалів до лабораторних занять

ПОСІБНИК

для студентів напряму підготовки

122 «Комп’ютерні науки та інформаційні технології»

124 «Системний аналіз»

Черкаси 2017

УДК 519.8(075.8)

ББК 22.18я73

Т68

Автори:

Триус Юрій Васильович, доктор педагогічних наук, кандидат фізико-математичних наук, професор, завідувач кафедри комп’ютерних наук та інформаційних технологій управління Черкаського державного технологічного університету;

Герасименко Інна Володимирівна, кандидат педагогічних наук, доцент кафедри комп’ютерних наук та інформаційних технологій управління Черкаського державного технологічного університету.

Резензенти:

А. А. Тимченко – к.т.н, професор кафедри кафедри комп’ютерних наук та інформаційних технологій управління Черкаського державного технологічного університету

О. О Богатирьов – к.фіз.-мат.н., доцент кафедри прикладної математики та інформатики Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького.

Лабораторний практикум містить теоретичний матеріал з основ системного підходу до розвязуваня складних завдань. У посібнику також розглядаються сучасні інформаційні системи і технології, системи комп’ютерної математики. Наводяться розвязки типових задач математичного аналізу, екстремальних задач, задач інтерполювання функцій та задач наближення функцій та їх графічна візуалізація.

Для студентів, які навчаються за спеціальністю 6.050101 – «Компютерні науки» та 6.040303 – «Системний аналіз».

© ЧДТУ, 2014

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………………4

Лабораторна робота 1-2 «Інтерфейс, типи даних і математичні функції в СКМ Mathcad»……………………………………………………………………………………..…5

Лабораторна робота 3-4 «Лінійна алгебра в СКМ Mathcad»……………….…23

Лабораторна робота 5-6 «Основи математичного аналізу в СКМ Mathcad»……………………………………………………………………………………… 34

Лабораторна робота 7-8 «Графічна візуалізація обчислень в СКМ Mathcad»…..41

Лабораторна робота 9-10 «Розвязування задач оптимізації в СКМ Mathcad»……………………………………………………………………………………….52

Лабораторна робота 11-12 «Геометричний метод розв’язування задачі лінійного програмування»………………………………………………………………………………70

Лабораторна робота 13-14 «Параболічне інтерполювання. Інтерполяційна формула Лангранжа»……………… …………………………………………………….….75

Лабораторна робота 15-16 «Наближення функцій методом найменших квадратів за допомогою СКМ».…………………… ………………………………………………..…84

Лабораторна робота 17-18 «Основи програмування в СКМ Mathcad»…… ..91

Лабораторна робота 19-20 «Інтерфейс, типи даних і математичні функції в SMath Studio»

Лабораторна робота 21-22 «Основи роботи з СКМ Maxima»

Лабораторна робота 23-24 «Знайомство з Matlab»

Лабораторна робота 25-26 «Рішення рівнянь в Matlab»

Лабораторна робота 27-28 «Чисельне інтегрування в Matlab»

Перелік літератури та інших джерел курсу…………………………………..98

Приклад оформлення звіту…………………………………………………102

Вступ

Мета навчання дисципліни «Інформаційні технології аналізу систем» - ознайомлення студентів з теорією і практикою аналізу систем, що є необхідним для розробки та проектування інформаційних систем різного рівня складності, та оволодіння інформаційними технологіями щодо їх дослідження, зокрема універсальними математичними пакетами, котрі являють собою сукупність методів і засобів, що забезпечують максимально комфортну і швидку підготовку математичних моделей досить складних реальних задач, процесів і явищ, а також алгоритмів і програм, які реалізують аналітичні, графічні і чисельні методи їх розв’язання.

Завдання дисципліни:

• подати у систематизованій формі теоретичні відомості про системний підхід до дослідження систем, математичні методи та інформаційні технології їх аналізу;

• підвищити рівень математичної і професійної підготовки майбутніх фахівців у галузі інформатики та ІКТ;

• поглибити знання з питань, які стосуються математичного моделювання і комп’ютерного експерименту, дослідження ефективності математичних методів розв’язування складних задач за допомогою комп’ютерної техніки, аналізу та інтерпретації отриманих результатів;

• підвищити математичну та інформаційну культуру студентів, шляхом використання інформаційних технологій при вивченні і розв’язуванні задач дослідження систем;

• сформувати у студентів систематизовані знання про класифікацію і структуру систем комп’ютерної математики, можливості і сфери їх використання, а також на прикладі одного або кількох математичних пакетів, сформувати вміння і навички щодо застосування систем комп’ютерної математики для розв’язування різних класів математичних і прикладних задач.