3034

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И

ПРОЦЕДУР УПРАВЛЕНИЕМ ПРОИЗВОДСТВОМ В ЛПК

Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов по направлению подготовки 15.04.04 - Автоматизация технологических процессов и производств

Воронеж, 2016

УДК 658.5.011.56

Поляков, С. И. Алгоритмизация технологических процессов и процедур управлением производством в ЛПК [Текст]: метод. указания к выполнению курсового проекта для студентов по направлению подготовки

15.04.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / С. И.

Поляков; Мин-во обр-я и науки Рос. Фед., ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж,

2016. 18 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».

Рецензент: профессор кафедры автоматизации технологических процессов и производств Воронежского государственного архитектурно-

строительного университета В.И. Акимов

2

Общее задание Разработать приложение, реализующее решение двух задач.

Приложение должно содержать обязательные три формы: форма Главная, содержащая меню из пунктов Задача1, Задача2, Выход; форма Задача1, форма Задача2. Переход на формы Задача1 и Задача2 должен выполняться через меню на главной форме.

Заголовок главной формы должен содержать: ФИО, группа, номер варианта.

В первой задаче ввод исходных данных можно осуществить с рабочего листа или через диалоговые окна. Вывод результата осуществить на рабочем листе.

Предусмотреть проверку вводимых значений.

Во второй задаче ввод записей оформить через диалоговое окно или через файл, вывод осуществить на рабочем листе. Количество записей 10-15. Предусмотреть проверку ввода исходных данных, а также некоторые всплывающие подсказки.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и электронной версии отлаженных программ.

Впояснительную записку должны входить:

титульный лист;

задание с подписью студента и датой выдачи;

реферат (объѐм пояснительной записки, количество таблиц, рисунков, схем, программ, приложений, краткая характеристика и результаты работы);

содержание;

нормативные ссылки;

введение;

основная часть, включающая:

спецификации задачи (входные, выходные данные программы и используемых процедур и функций);

математическую постановку задачи;

описание методов вычислительной математики, используемых при решении;

алгоритмы решения задачи (блок-схемы алгоритмов, таблицы или словесное описание);

формы, используемые в приложении;

таблицы со свойствами элементов и их значениями (при изменении)

тексты программ на VBA;

ручной просчет отладочного варианта (или часть его);

результаты машинного тестирования программы;

инструкция пользователя;

заключение (основные результаты работы);

список используемых источников;

подпись, дата.

3

При оформлении пояснительной записки необходимо руководствоваться следующими требованиями.

Текст. Текст работы в редакторе Microsoft Word печатается на бумаге формата А4 через 1,5 интервала шрифтом «Times New Roman Cyr» размером 14 пт. (заголовки 16 пт.) с полями со всех сторон 20 мм.

Формулы. Формулы в тексте выполняются в редакторе Microsoft Equation Editor 3.0 cо следующими установленными размерами:

Обычный ………….. 16 пт. Крупный индекс ….. 12 пт. Мелкий индекс …… 10 пт. Крупный символ ….. 20 пт. Мелкий символ …… 14 пт.

Рисунки. Рисунки в тексте выполняются в редакторе Microsoft Power

Point.

Краткие методические указания Для утверждѐнного задания необходимо:

1. Дать математическую постановку задачи:

определив:

обозначения величин, являющихся исходными данными рассматриваемой задачи;

обозначение результатов ее решения;

частично-промежуточных результатов.

2.Записать условие задачи либо в виде уравнений, либо в виде последовательности формул, которая может быть использована при ее решении.

3.Составить схему алгоритма, учитывая следующие рекомендации:

необходимо выделить циклы и продумать их организацию;

при разработке алгоритма должны применяться только типовые

структуры алгоритмов и их сочетания.

4.Составить программу на языке VBA по схеме алгоритма, предусмотрев печать необходимых заголовков и пояснений к вводимым и выводимым результатам.

5.Ввести программу в компьютер.

6.Отладить и протестировать ее.

1. Цель и задачи

Целью курсового проектирования по дисциплине «Информатика и программирование» является формирование у студентов опыта комплексного решения конкретных вычислительных задач, реализованных в системе программирования Turbo Pascal.

К задачам курсового проектирования относятся:

4

закрепление, углубление, расширение и систематизация знаний, полученных при изучении дисциплин «Информатика и программирование», «Математический анализ» и «Линейная алгебра», а также приобретение практических навыков решения комплексных задач;

приобретение опыта аналитической и расчетной работы, развитие умений работы со специальной литературой и иными информационными источниками;

формирование умений формулировать логически обоснованные выводы, предложения и рекомендации по результатам выполненной работы;

формирование умения грамотно подготовить презентацию защищаемой работы;

формирование умения выступать перед аудиторией с докладом при защите курсовой работы, компетентно отвечать на вопросы, вести профессиональную дискуссию, убеждать оппонентов в правильности принятых решений;

развитие у студента системного мышления, а также

профессиональной устной и письменной речи [1].

Врезультате выполнения курсовой работы студент должен научиться:

создавать программу в среде TURBO PASCAL 7.0 в соответствии

сосновными этапами ее разработки;

грамотно формировать математическую модель с использованием соответствующих математических методов;

строить блок-схему алгоритма работы программы в соответствии

стребованиями ГОСТ 19.701-90;

грамотно тестировать программу;

анализировать результаты работы программы и делать выводы.

2. Содержание курсового проекта

Курсовой проект предполагает постановку и решение совокупности аналитических, расчетных, синтетических, исследовательских, оценочных задач, объединенных общностью рассматриваемого объекта.

В ходе курсового проектирования студент должен:

1.Выполнить постановку задачи в соответствии с вариантом задания;

2.Используя методы математического анализа, создать математическую модель решения поставленной задачи;

3.Сделать блок-схему алгоритма решения задачи с учетом требований ГОСТ;

4.Написать программу на языке Pascal, реализующую представленную математическую модель в соответствии с блок-схемой алгоритма;

5.Протестировать все ветви работы программы и проанализировать полученные результаты;

6.Написать руководство пользователя;

7.Сделать выводы по работе в целом.

5

3. Задание на выполнение курсового проекта

На младших курсах допускаются различные числовые варианты заданий одного и того же содержания [1].

Тематика заданий на курсовую работу по дисциплине «Информатика и программирование»:

Построение графиков функций (первая задана с помощью ряда Тейлора, корень второго уравнения необходимо найти при помощи метода Ньютона);

Графическое интегрирование методом Симпсона;

Графическое интегрирование методом Гаусса;

Графическое интегрирование методом прямоугольников;

Графическое интегрирование методом трапеций;

Решение систем линейных уравнений методом Гаусса;

Решение систем линейных уравнений методом Крамера;

Решение систем линейных уравнений методом Зейделя;

Решение систем уравнений методом Ньютона;

Решение уравнений методом половинного деления, секущих, Ньютона, хорд;

Сортировка методом простых вставок;

Сортировка методом бинарных вставок;

Сортировка методом слияния;

Сортировка методом выбора;

Сортировка методом пузырька;

Моделирование кипящей жидкости;

Моделирование броуновского движения;

Моделирование кругов на воде;

Изображение электронных часов;

Моделирование движения футбольного мяча после удара;

Модель атома.

4. Правила оформления пояснительной записки

Курсовой проект оформляется в соответствии с требованиями государственных и межгосударственных стандартов, действующих на территории Российской Федерации, а также соответствующих стандартов УГАТУ.

Текст пояснительной записки набирается на компьютере. Пояснительная записка оформляется аккуратно, текст не должен

содержать орфографических и пунктуационных ошибок. Все страницы нумеруются, графические изображения и таблицы также должны быть пронумерованы, снабжены подписями и иметь ссылки в тексте.

Титульный лист оформляется в соответствии с существующими требованиями.

6

Требования к оформлению текста: шрифт – Times New Roman, 14 pt., интервал полуторный, выравнивание по ширине, красная строка 1,25 см, поля страницы: верхнее, нижнее – 2 см, левое – 3 см, правое – 1,5 см. Названия разделов и заголовков – жирным шрифтом, с интервалом 6 пт.

Формулы – выделяются курсивом, выравнивание по центру, справа в круглых скобках проставляется нумерация. При необходимости можно использовать встроенный в MS Office Word редактор формул MS Equation.

Рисунки и схемы должны быть четкими, выравнивание по центру. Подрисуночная подпись также выравнивается по центру. Формат подрисуночной подписи:

Рисунок 1 График функции y = f(x)

Таблицы форматируются аналогичным образом. Для получения более подробной информации см. СТП УГАТУ.

Список литературы должен быть оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1 – 2003 Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления. В случае, если в качестве библиографических источников используются электронные издания или ресурсы Интернета, их необходимо оформить в соответствии с требованиями

ГОСТ 7.82 – 2001. Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов. Общие требования и правила составления, примеры оформления электронных источников приведены в приложении к стандарту. Ссылки на рисунки, таблицы и используемые источники обязательно должны располагаться в тексте пояснительной записки.

Пояснительная записка должна включать разделы в следующем порядке:

1.Титульный лист

2.Содержание

3.Задание на курсовой проект

4.Постановка задачи

5.Математическая модель решения задачи

6.Блок-схема решения задачи

7.Исходный текст программы

8.Руководство пользователя

9.Результаты работы для различных вариантов

10.Тестовые примеры

11.Выводы по курсовой работе

12.Библиографический список

5.Методика выполнения курсового проекта

В процессе создания любой программы можно выделить ряд этапов. Они могут различаться по длительности и трудоемкости, какие-то могут быть опущены, но, тем не менее, большинство программ проходят при своем развитии следующие этапы: постановка задачи, анализ и моделирование, разработка алгоритма, кодирование, тестирование и отладка, документирование и анализ результатов. Последовательное прохождение

7

каждого из этих этапов поможет создать качественную программу, сократить число ошибок и быть уверенным в правильности полученного результата.

5.1. Постановка задачи

Задача формулируется на естественном языке. Постановка задачи

включает определение сути задачи, ее исходных данных, совокупности критериев оценки качества процесса обработки данных и состава результатов.

Таким образом, данный раздел должен включать в себя следующую информацию: описание задачи, входные данные, выходную информацию, способы проверки результата. Кроме того, в данный раздел может быть включена информация о выборе языка программирования.

Основная цель данного этапа – разобраться в задаче, определить ее суть, все то, что необходимо для ее выполнения, а также результат, который должен быть получен.

5.2. Математическая модель решения задачи

После того, как задача поставлена, необходимо ее проанализировать, оценить возможные ограничения на значения входных и выходных данных. Анализ задачи обычно завершается ее формализованным описанием, которое часто предполагает ее математическую формулировку [5].

Математическая модель - это описание метода решения задачи, которое включает разработку или выбор численных методов или методов нечисловой обработки данных. На этом этапе может быть определена требуемая точность вычислений, частота счета, предельно допустимое время счета, требуемые ресурсы компьютера для решения задачи. Математическая модель может быть представлена в виде систем математических и логических уравнений и условий выбора вариантов обработки.

Вданном разделе необходимо представить математическую формулировку задачи, т.е. показать этапы ее решения с точки зрения математики, суть математического метода (все формулы, которые будут в дальнейшем использоваться при написании программного кода).

Ввычислительных задачах необходимо выполнить расчеты в соответствии с вариантом задания, основываясь на описанной методике. Это делается для того, чтобы в дальнейшем на этапе тестирования сравнить результат, выдаваемый программой с данными, полученными в ходе расчетов. Зачастую в силу логических или технических ошибок результат работы программы может отличаться от расчетного, поэтому необходимо удостовериться, что программа «посчитала правильно». В дальнейшем это поможет избежать неправильных выводов. Расчеты могут проводиться как вручную, так и с использованием специализированных пакетов: MS Excel, MathCad, Matlab и др.

5.3. Блок-схема решения задачи

Разработка алгоритма решения задачи (алгоритмизация) - один из самых сложных и ответственных этапов. Он включает формализацию процесса

8

обработки данных и представление его в форме, позволяющей упростить дальнейшее кодирование алгоритма, т. е. его запись на одном из алгоритмических языков. Алгоритмизация включает выделение предполагаемых этапов процесса обработки данных и запись их в определенной форме и последовательности, например в виде схем алгоритмов.

Алгоритм - это точное предписание по выполнению некоторого процесса обработки данных, который через разумное конечное число шагов приводит к решению задачи данного типа для любых допустимых вариантов исходных данных.

Для записи алгоритмов может использоваться естественный язык или формальный язык с ограниченным словарем (часто на основе английского языка), промежуточный между естественным языком и языком программирования.

Для разработки структуры программы удобнее пользоваться записью алгоритма в виде блок-схемы. Для изображения основных алгоритмических структур и блоков в блок-схемах используют специальные графические символы [5].

Блок-схема работы программы должна строиться в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701 – 90 (ИСО 5807 – 85) Схемы алгоритмов, программ, данных и систем.

Согласно данному стандарту, схема программы состоит из: символов процесса, указывающих фактические операции обработки данных, линейных символов, указывающих поток управления, специальных символов, используемых для написания и чтения схемы [4].

Основные элементы блок-схемы представлены в таблице ниже (табл.1).

Таблица 1 Некоторые обозначения, используемые в блок-схемах алгоритмов

9

10