Добавил:
Голудин Иван Андреевич 42.03.01 Реклама и связи с общественностью Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Введение (основы) в информационные технологии учебное пособие к практическим занятиям и выполнению лабораторных работ

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
14.09.2024
Размер:
3.58 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ВВЕДЕНИЕ (ОСНОВЫ) В ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Учебное пособие

к практическим занятиям и выполнению лабораторных работ для обучающихся машиностроительных направлений и специальностей

всех форм обучения

Ульяновск

УлГТУ

2023

УДК [004:621](075.8)

ББК 32.973.26018.2я73+34.4я73 В 24

Рецензенты: кафедра «Математическое моделирование технических систем и процессов» УлГУ;

д-р техн. наук, профессор, генеральный директор ООО «УНИТЭК» В. В. Епифанов.

Утверждено редакционно-издательским советом УлГТУ в качестве учебного пособия

В 24 Введение (основы) в информационные технологии : учебное пособие к практическим занятиям и выполнению лабораторных работ для обучающихся машиностроительных направлений и специальностей всех форм обучения / О. Г. Крупенников, Д. В. Кравченко, Ю. В. Псигин, С. И. Рязанов. – Ульяновск : УлГТУ, 2023. – 169 c.

ISBN 978-5-9795-2314-9

В пособии содержатся основные теоретические положения к практическим занятиям и задания для выполнения лабораторных работ по решению задач машиностроения средствами языка программирования Pascal, опираясь на его современные диалекты, включая PascalABC.net.

Пособие подготовлено на кафедре «Инновационные технологии в машиностроении» УлГТУ.

 

УДК [004:621](075.8)

 

ББК 32.973.26 –018.2я73+34.4я73

 

Крупенников О. Г., Кравченко Д. В.,

 

Псигин Ю. В., Рязанов С. И., 2023

ISBN 978-5-9795-2314-9

Оформление. УлГТУ, 2023

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................

4

1. РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛЕЙ МАШИН.........

6

2. РАСЧЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ ПО УСЛОВИЯМ........................................................

13

3. РЕШЕНИЕ ПРОЕКТНЫХ ЗАДАЧ С ИНВАРИАНТНЫМ

 

ВЫБОРОМ................................................................................................................

33

4. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СИСТЕМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ОДНОГО ФАКТОРА...........................................

38

5. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СИСТЕМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ НЕСКОЛЬКИХ ФАКТОРОВ..............................

47

6. ОБРАБОТКА МАССИВОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

 

ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ .........................................

54

7. СОЗДАНИЕ И РАБОТА С БАЗАМИ ДАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

 

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.....................................................................................

62

8. СОЗДАНИЕ И РАБОТА СО МНОЖЕСТВЕННЫМИ БАЗАМИ ДАННЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ...........................................................

73

9. СОХРАНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ ПАРАМЕТРОВ

 

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.....................................................................................

79

10. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕДУР И ФУНКЦИЙ ПРИ РАСЧЕТАХ

 

ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.........................................................

86

11. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ОТОБРАЖЕНИЯ

 

РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.................

93

12. СОЗДАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ

 

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.....................................................................................

98

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................................

122

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ...............................................................................

123

ОСНОВНЫЕ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ПОНЯТИЯ................................................

124

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК....................................................................

128

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Общие указания к выполнению лабораторных работ .......

129

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Примеры разработки алгоритмов программ .......................

131

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Примеры апробации программ.............................................

145

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Математические подпрограммы PascalABC.net .................

163

3

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее пособие предназначено для методического обеспечения подготовки студентов (обучающихся) машиностроительных направлений и специальностей всех форм обучения в рамках проведения практических занятий и выполнения лабораторных работ по дисциплинам «Введение в информационные технологии» и «Основы информационных технологий».

Целью изучения дисциплины является освоение фундаментальных понятий по каждой из областей дисциплины, умение ориентироваться в их взаимосвязи, приобретение навыков практической работы с важнейшими техническими и программными средствами, применение современных информационных технологий в профессиональной деятельности.

Задачами дисциплины являются:

научить студентов системному подходу к решению комплекса вопросов, связанных с получением, хранением, преобразованием, передачей

ииспользованием информации по средствам ЭВМ;

обучить студентов основам алгоритмизации и программирования задач в области конструкторско-технологического обеспечения машиностроительных производств;

дать студентам представление о современных технических и программных средствах реализации информационных процессов;

подготовить студентов к самостоятельному решению профессиональных задач прикладного характера по средствам ЭВМ;

обучить студентов в качестве пользователя персонального компью-

тера;

привить студентам навыки работы по поиску и передаче информации по сетям;

обучить студентов методам защиты информации.

Кроме того, в результате изучения дисциплины «Введение (основы) в информационные технологии» обучающиеся на основе приобретенных знаний, умений и навыков достигают освоения компетенций на определенном уровне их формирования.

4

Опираясь на вышесказанное, в предлагаемом к изучению пособии предпринята попытка акцентировать внимание на одном из важнейших разделов дисциплины «Введение (основы) в информационные технологии» «Алгоритмизация и программирование» в рамках проводимых практических занятий и выполнения лабораторных работ.

Впособии рассматриваются вопросы программирования простых и структурированных типов данных, процедур и функций, а также организации элементов линейных структур, инвариантного выбора, ветвления, повторения и создания графических моделей элементов технических систем.

Впособии изложены основные теоретические положения к практическим занятиям и представлены задания к выполнению двенадцати лабораторных работ, содержание которых обобщает многолетний опыт вычислительного практикума на машиностроительном факультете УлГТУ.

Каждый студент до выполнения лабораторной работы должен

изучить настоящее пособие, а также повторить материал, изложенный в соответствующих темах лекционного курса «Введение (основы) в информационные технологии», по конспекту лекций и рекомендованной литературе. При изучении следует обратить внимание на особенности разработки программ по соответствующим темам, а также на рекомендации по оформлению отчета и формулированию выводов по проделанной работе.

В настоящем учебном пособии авторы опирались, в том числе, на собственные ранние разработки в области алгоритмизации и программирования задач машиностроения [1-3].

5

1.РАСЧЕТКОНСТРУКТИВНЫХПАРАМЕТРОВДЕТАЛЕЙМАШИН

1.1.Разработка программ линейной структуры (практическое занятие)

Программы, разрабатываемые на данном практическом занятии, должны быть реализованы на основе алгоритмов линейной структуры. Такие программы представляют собой совокупность следующих друг за другом операторов. Определенность расположения операторов зависит от условий конкретной задачи и от субъективных предпочтений программиста.

Пример 1.1. Составить программу для вычисления массы стальной заготовки в виде пластины длиной А, шириной В и высотой Н. Алгоритм программы представлен в приложении Б на странице 131, а результат ее апробации в приложении В на странице 145.

PROGRAM MASSA;

VAR MAS, A, B, H, G: REAL; BEGIN

WRITE (' ВВЕДИТЕ ДЛИНУ ЗАГОТОВКИ В MМ : '); READLN (A);

WRITE (' ВВЕДИТЕ ШИРИНУ ЗАГОТОВКИ В ММ : '); READLN (В);

WRITE (' ВВЕДИТЕ ВЫСОТУ ЗАГОТОВКИ В ММ : '); READLN (Н);

WRITE (' ВВЕДИТЕ ПЛОТНОСТЬ ЗАГОТОВКИ В КГ/М^3 : '); READLN (G);

MAS:= (G*A*B*H)/1000000000;

WRITELN (' МАССА ЗАГОТОВКИ РАВНА ', MAS:4:2, ' КГ '); END.

6

1.2. Задания к лабораторной работе

Согласно выданному преподавателем варианту задания разработать программу для определения массы детали.

Таблица 1.1 – Исходные данные к лабораторной работе

№ варианта

 

 

Эскиз детали

 

1

 

 

2

 

 

 

 

d2

d3

1

d1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l1

l2

 

 

 

l

 

2

 

d1

d2

c

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

b

 

 

 

 

s

 

r

3

a

d2

d1

 

 

b a

4

c

 

g

b

 

d

f

s

 

 

 

 

 

7

Продолжение таблицы 1.1

1

2

b

5

a

c

h

d

 

 

 

e

f

s

 

 

c

f

 

6

a

b

d1

 

 

 

s

d2

 

 

 

 

s

 

7

b

h

 

 

 

d

 

a

c

 

 

 

 

s

 

 

 

d1

 

8

a

g

d2

 

 

c

 

 

 

b

 

 

 

f

s

 

 

 

9

a d

g

e

 

 

c

b

 

 

 

 

 

8

 

Продолжение таблицы 1.1

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

b

R = d/2

 

 

 

 

 

d

 

r = c/2

 

10

c

 

 

 

 

 

 

 

a

l

 

 

 

 

 

 

 

b

c

r = d1/2

11

d1

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d4

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

 

c

 

 

13

d1

d2

 

d3

d4

d

 

 

l

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

14

d1

d2

d3

d4

 

 

a

b

 

l

9

Продолжение таблицы 1.1

 

1

2

 

c

 

h

15

d

 

a

g

 

b

f

 

 

g

16

 

c

 

 

 

d

b

 

 

a

d

c

17

f

g

h

 

 

 

 

a

e b

e

f

 

 

c

d

k

h

18

 

 

 

a

 

 

g

 

b

 

 

 

 

d

e

 

 

c

 

 

g

19

 

 

a

 

 

f

 

b

 

 

 

 

10