Методичні вказівки для студентів Модуль 2
.pdf
2
3
Определить выходные значения переменных A и C после выполнения алгоритма
1)1, -1
2)1, 0
3)0, 0
4)0, -1
5)зацикливание
Вычисленное по блок-схеме значение переменной F для входных данных A=1,
B=1, C=4
Література. Основна
1.Булах І. Є., Лях Ю. Є., Марценюк В. П., Хаїмзон І. І. Медична інформатика. Підручник для студентів ВМ(Ф)НЗ ІІІ-IV р.а. — Тернопіль: Укрмедкнига, 2008. — 308 с.
2.Медична інформатика в модулях: практикум / І.Є.Булах, Л.П.Войтенко, М.Р.Мруга та ін.; за
ред. І.Є. Булах. - К.:Медицина, 2009. - 208 с.
Додаткова
1.Доценко В.І., Сілкова О.В. Медична інформатика. Полтава: 2006.
6
Міністерство охорони здоров’я України Вищий державний навчальний заклад України "Українська медична стоматологічна академія"
"Затверджено"
на засіданні кафедри медичної інформатики, медичної та біологічної фізики
Завідувач кафедри
професор Іщейкіна Ю.О. протокол №1 "_31_"____08___2012_р.
Методичні вказівки для самостійної роботи студентів
під час підготовки до практичного заняття
Навчальна |
Медична інформатика |
дисципліна |
Медичні знання та прийняття рішень в медицині |
Модуль №2 |
|
Змістовний модуль |
Медичні знання та прийняття рішень |
№ 3 |
|
Тема заняття |
Складання структурних схем алгоритмів до медичних |
|
задач |
Курс |
2 |
Факультет |
Медичний, стоматологічний |
Полтава – 2012
7
1.Актуальність теми. Складання алгоритму природною мовою полягає у формулюванні послідовності чітких конкретних вказівок, реалізація яких викличе розв’язання поставленої задачі.
2.Конкретні цілі:
-знати основні етапи розв’язування задач (а=2); -вміти використовувати основні блок-схеми для графічного зображення розв’язку медичних задач (а=3).
розвивати наукове мислення студентів;
розвивати зацікавленість студентів своєю майбутньою професією;
формувати професійний розвиток психічних процесів майбутнього медичного працівника;
розвивати систему професійно-значимих рис особистості : відповідальність, комунікабельність, стриманість, толерантність, витримку, мобільність що до різних екстрених професійних ситуацій.
3. БАЗОВІ ЗНАННЯ ВМІННЯ НАВИЧКИ, НЕОБХІДНІ ДЛЯ ВИВЧЕННЯ ТЕМИ
Попередні дисціплини |
Отримані навики |
1. Основи інформатики |
- знати основні етапи розв’язку задач; |
|
-давати характеристику основним етапам розв’язку; |
-знати призначення основних блок-схем;
--застосовувати знання для розв’язку медичних задач
4.Завдання для самостійної роботи під час підготовки до занять
4.1.Перелік основних термінів, які повинен засвоїтистудент при підготовці до заняття
Термін |
Визначення |
Алгоритм |
метод (спосіб) розв’язання задачі, |
|
записаний за певними правилами, які |
|
забезпечують однозначність його розуміння і |
|
механічного виконання за всіх значень |
|
початкових даних. |
Типи алгоритмів |
Лінійний алгоритм – це алгоритм, у |
|
якому дії (блоки) виконуються послідовно |
|
один за одним (лінійно). |
|
Розгалужений алгоритм – це алгоритм, |
|
у якому хід розв’язання змінюється залежно |
|
від перевірки і виконання певних умов. |
|
Циклічний алгоритм – це алгоритм, у |
|
якому багато разів використовуються одні й ті |
|
ж математичні та логічні операції (цикли) над |
|
даними. |
4.2.Теоретичні питання до заняття
1.Назвіть види алгоритмів.
2.Поясніть і намалюйте основні блоки структурної схеми складання алгоритмів.
3.Назвіть правила організації циклічних алгоритмів.
4.3.Практичні завдання, які виконуються на занятті:
1.Побудуйте структурну схему алгоритму для обчислення об’єму вмісту води (ОВВ) для дорослого пацієнта залежно від ваги, статі пацієнта, на підставі умов:
1) для чоловічої статі ОВВ = вага * 0,8,
2) для жіночої статі ОВВ = вага *0,75.
2.Побудувати структурну схему алгоритму для визначення тиску крові в аорті за формулою:
P = P0 * e -t/(x k) в інтервалі 0 t 1 (с) із кроком t = 0,1 (с), Pо – початкове значення тиску крові, x – гідравлічний опір аорти, k – коефіцієнт еластичності аорти.
3.Побудувати структурну схему алгоритму для визначення скорочення м’яза, згідно з рівнянням
Релея:
Y = b * t * e –(k * t * t)/2 ,
де t – час, b- стала, k – стала.
8
4. Побудувати структурну схему алгоритму для призначення аскорбінової кислоти дитині залежно від її віку:
1)1-2 роки - по 0,05 мг,
2)3-4 роки - по 0,1 мг,
3)5-10 років - по 0,15 мг за добу.
5.Побудувати структурну схему алгоритму для призначення серцевого препарату корглікону залежно від віку пацієнта:
1)до 2 років не призначається,
2)2-6 років - по 0,1-0,5 мг,
3)6-12 років - по 0,5-0,75 мг,
4)після 12 років - по 0,75-1,0 мг
Зміст теми
Опис методу, виконаний за цими правилами, називається алгоритмом розв’язання задачі. Алгоритм – це метод (спосіб) розв’язання задачі, записаний за певними правилами, які забезпечують однозначність його розуміння і механічного виконання за всіх значень початкових даних.
на мову, що “зрозуміла” для ПК.
Є три способи написання алгоритмів:
3)природною мовою;
4)мовою схем;
5)алгоритмічною мовою.
Складання алгоритму природною мовою полягає у формулюванні послідовності чітких конкретних вказівок, реалізація яких викличе розв’язання поставленої задачі.
Графічний спосіб завданості алгоритму передбачає зображення послідовності операцій за допомогою схеми.
Структурною схемою називають графічне зображення алгоритму, коли його окремі дії (етапи) зображаються за допомогою геометричних фігур (блоків), а зв’язки між етапами вказують за допомогою стрілок, що з’єднують ці фігури.
Для зображення різних етапів алгоритму на схемі використовують фігури різної форми (мал.1).
Блок-схема дозволяє наочно представити структуру алгоритму. За характером зв’язків між блоками розрізняють алгоритми лінійні, розгалужені, циклічні.
Лінійний алгоритм – це алгоритм, у якому дії (блоки) виконуються послідовно один за одним (лінійно).
Розгалужений алгоритм – це алгоритм, у якому хід розв’язання змінюється залежно від перевірки і виконання певних умов.
Циклічний алгоритм – це алгоритм, у якому багато разів використовуються одні й ті ж математичні та логічні операції (цикли) над даними.
Для організації циклічних алгоритмів необхідно:
4)до входу в тіло циклу задати початкове значення параметра циклу;
5)перед кожним новим повторенням необхідно змінити параметр циклу;
6)перевірити умову закінчення циклу і залежно від результату перевірки повернути управління в початок циклу або вийти із циклу.
Матеріали для самоконтролю:
А. Завдання для самоконтролю
9
Вариант 1
1
2
3
При каких начальных значениях переменных алгоритм закончит работу
1)А=-2; С=-3
2)А=-3; С=-2
3)А=-3, С=-3
4)А=-2; С=-1
5)А=-4, С=-3
Определить выходные значения переменных A и C после выполнения алгоритма
1)1, 7
2)0, -4
3)1, 3
4)0, -5
5)зацикливание
Вычисленное по блоксхеме значение переменной F для входных данных A=3,
B=3, C=1
Вариант 2
10
1
2
3
При каких начальных значениях переменных алгоритм закончит работу
1)А=-2; С=-1
2)А=-2; С=-3
3)А=-3, С= 3
4)А=-3; С=-2
5)А=-4, С=-3
Определить выходные значения переменных A и C после выполнения алгоритма
1)1, -1
2)1, 0
3)0, -1
4)0, 0
5)зацикливание
Вычисленное по блоксхеме значение переменной F для входных данных A=1, B=1, C=4
Література. Основна
1.Руденко В.Д., Макарчук О.М.Практичний курс інформатики. – К.Фенікс, 1997.
Додаткова
1. Доценко В.І., Сілкова О.В. Медична інформатика. Полтава: 2006.
11
Міністерство охорони здоров’я України Вищий державний навчальний заклад України "Українська медична стоматологічна академія"
"Затверджено"
на засіданні кафедри медичної інформатики, медичної та біологічної фізики
Завідувач кафедри
професор Іщейкіна Ю.О. протокол №1 "_31_"____08___2011_р.
Методичні вказівки для самостійної роботи студентів
під час підготовки до практичного заняття
Навчальна |
Медична інформатика |
дисципліна |
Медичні знання та прийняття рішень в медицині |
Модуль №2 |
|
Змістовний модуль |
Медичні знання та прийняття рішень |
№ 3 |
|
|
Математичне моделювання у біології та медицині. |
Тема заняття |
|
|
2 |
Курс |
|
Факультет |
Медичний, стоматологічний |
Полтава – 2011
12
1.Актуальність теми: Вивчаючи складні процеси, що відбуваються в природі, в людському організмі або ж при проведенні наукових експериментів, ми не завжди можемо врахувати всі існуючи фактори: деякі з них виявляються більш вагомі, а деякими можна проігнорувати. При цьому з’являються моделі таких процесів, явищ, які спроможні їх замінити повністю та при їх вивченні ми зможемо отримати нову інформацію про них.
2. Конкретні цілі:
загальна : а) знати визначення поняття моделі, їх різновидів (а=2);
б) знати основні етапи математичного моделювання (а=2); конкретна : в) вміти розробляти математичні моделі, досліджувати їх (а=3).
розвивати наукове мислення студентів;
розвивати зацікавленість студентів своєю майбутньою професією;
формувати професійний розвиток психічних процесів майбутнього медичного працівника;
розвивати систему професійно-значимих рис особистості : відповідальність, комунікабельність, стриманість, толерантність, витримку, мобільність що до різних екстрених професійних ситуацій.
3. БАЗОВІ ЗНАННЯ ВМІННЯ НАВИЧКИ, НЕОБХІДНІ ДЛЯ ВИВЧЕННЯ ТЕМИ
Дисціплини |
|
Отримані навики |
1.Попередні: |
|
|
- вища математика |
- |
правила диференціювання, розв’язувати диференційовані рівняння |
2.Наступні: |
- |
форми перебігу інфекційного захворювання визначати коефіцієнти |
- терапія, госпітвльна терапія |
для диференційних рівнянь згідно результатів лабораторних аналів. |
|
4. Завдання для самостійної роботи під час підготовки до заняття.
4.1. Перелік основних термінів, які повинен засвоїти студент при підготовці до заняття
|
Термін |
|
Визначення |
|
|
Модель |
це |
штучно створений |
людиною |
|
|
об’єкт довільної природи, який замiнює |
||
|
|
або вiдтворює об’єкт, що розглядається, |
||
|
|
так, що при вивченні моделi можемо |
||
|
|
отримати |
нову iнформацiю |
про даний |
|
|
об’єкт. |
|
|
4.2. Теоретичні питання до заняття: |
|
|
|
|
1.Дати означення моделі, основним моделям, що використовуються в медицині та біології. 2.Які ви знаєте етапи моделювання.
3. Приклади математичних моделей у медицині, біології..
4.3. Практичні завдання, які виконуються на занятті:
1. Виконання лабораторної роботи по розробці індивідуальних біоритмів.
Зміст теми
Модель - це штучно створений людиною об’єкт довільної природи, який замiнює або вiдтворює об’єкт, що розглядається, так, що при вивченні моделi можемо отримати нову iнформацiю про даний об’єкт. Модель завжди бiднiша за реальний об’єкт, вона завжди вiдображає тiльки деякі його риси, причому, в рiзних випадках - рiзнi, все залежить вiд задачi, для вирiшення якої створюється модель.
Об’єктом дослiдження в бiологiї та медицинi є живий органiзм, який представляє собою дуже складну систему. Ось чому дослiдник вибирає спрощену точку зору, яка пiдходить для вирiшення конкретно поставленої задачi. Вибiр моделi визначається метою дослiдження. Можна видiлити 4 типи моделей, якi використовуються в бiологiї та медицинi.
1.Бiологiчнi предметнi моделi використовують для вивчення загальних бiологiчних закономiрностей, дiї рiзних ліків, методiв лiкування. До цього типу моделей вiдносяться лабораторні тварини, змодельованi органи, культури клiтин. Цей вид моделювання самий давнiй i вiдiграє велику роль в сучаснiй науцi (першi польоти у космос, випробування нових лiків i та ін.).
2.Фiзичнi (аналоговi) моделi - це фiзичнi системи чи пристрої, якi мають аналогiчну поведiнку із предметом, що моделюється. Фiзична модель може бути реалiзована у виглядi механiчного пристрою або ж у виглядi електричного ланцюга. Наприклад, процес руху кровi по великим судинам може бути змодельований електричним ланцюгом із конденсаторiв та опорів. До фiзичних моделей вiдносяться
13
технiчнi пристрої, що замiнюють органи та системи живого органiзму. Це - апарати штучного дихання, якi моделюють легенi i т.д. Фiзичне моделювання являється традицiйним для медицини та на сьогоднішній час достатньо широко використовується в лiкувальнiй практицi та у дослiдженнях.
3.Кiбернетичнi моделi - це рiзнi пристрої, частiше за усе електроннi, за допомогою яких моделюються iнформацiйнi процеси в живому органiзмi. Серед iнформацiйних процесiв один iз самих поширених - це керування (наприклад, рухом руки, тiла та ін.). Припускається, що розвиток ЕОМ дозволить вирiшити проблему “штучного iнтелекту”, тобто він буде кiбернетичною моделлю роботи мозку людини.
4.Математична модель - це система формул, функцiй, рiвнянь, якi описують тi чи iншi можливостi об’єкту, явища чи процесу, що вивчається. Закон всесвiтнього тяжiння, закон Ома та ін. - все це математичнi моделi реальних фiзичних явищ. Коли ж вивчають динамiчнi процеси, то математичною моделлю частiше є система диференційних рiвнянь (тобто рiвнянь, що мiстять похiднi), оскільки тiльки похiднi вiдображають змiну величин у дослiднiй системi, що нас цікавить. Математичне моделювання якогось процесу можливо тоді, коли достатньо добре вивченi його фiзичнi та бiологiчнi закономiрностi. Але перелiк таких процесiв у живому органiзмi поки що незначний. Застосування ЕОМ значно збільшило можливостi математичного моделювання в медицинi, оскільки стало можливим моделювання бiльш складних систем.
Цiннiсть методу полягає в тому, що по - перше, математичне моделювання дозволяє дослiджувати поведiнку бiологiчної системи в таких умовах, якi важко відтворити при експериментi у клiнiцi, причому без явних матерiальних витрат; по - друге, зменшується час дослiдження, оскільки на ЕОМ можна за досить короткий час “розiграти” велике число варiантiв дослiду; по - третє, математична модель полегшує вирiшення задач з лiкування хвороб, тому що вона дозволяє дуже швидко вiдповiсти на запитання, які виникають при лiкуваннi.
ЕТАПИ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
Можна видiлити три етапи при вивченнi якого - не будь процесу за допомогою математичного моделювання.
I етап - створення основи математичної моделi. При цьому потрiбно: накопичити експериментальнi данi про процеси в системі, що вивчається; скласти рiвняння чи схему рiвнянь, що будуть описувати вiдомi факти;
II етап - перевiрка та корегування моделi. При цьому потрiбно: знайти числові значення коефiцiєнтiв та задати початковi умови; розв’язати систему рiвнянь;
• порiвняти отриманий розв’язок із даними експерименту, та виявити розбiжностi, визначити їх причини; ввести виправлення в мат. модель.
III етап - дослiдження математичної моделi, тобто використання її на практиці. Кiнцевою метою цього етапу є отримання нової iнформацiї про об’єкт, що вивчається.
Матеріали для самоконтролю:
І варіант
1Моделювання - це:
a)процес заміни реального об'єкта (процесу, явища) моделлю, що відбиває його істотні ознаки з погляду досягнення конкретної мети;
b)процес неформальної постановки конкретного завдання;
c)процес заміни реального об'єкта (процесу, явища) іншим матеріальним або ідеальним об'єктом;
d)процес виявлення істотних ознак розглянутого об'єкта.
2Модель - це:
a)матеріальний або абстрактний замінник об'єкта, що відбиває його просторово-тимчасові характеристики;
b)матеріальний або абстрактний замінник об'єкта, що відбиває його істотні характеристики;
c)опис досліджуваного об'єкта засобами образотворчого мистецтва;
d)інформація про несуттєві властивості об'єкта.
3При вивченні об'єкта реальної дійсності можна створити:
a)одну єдину модель.
b)кілька різних видів моделей, кожна з яких відбиває ті або інші істотні ознаки об'єкта;
c)одну модель, що відбиває сукупність ознак об'єкта;
d)точну копію об'єкта у всіх проявах його властивостей і поводження;
14
4Процес побудови моделі, як правило, припускає:
a)опис всіх властивостей досліджуваного об'єкта;
b)виділення найбільш істотних з погляду розв'язуваного завдання властивостей об'єкта;
c)опис всіх просторово-тимчасових характеристик досліджуваного об'єкта;
d)виділення не більше трьох істотних ознак об'єкта.
5Інформаційною моделлю об'єкта не можна вважати:
a)опис об'єкта-оригіналу за допомогою математичних формул;
b)інший об'єкт, що не відбиває істотних ознак і властивостей об'єкта-оригіналу;
c)сукупність даних у вигляді таблиці, що містять інформацію про якісні й кількісні характеристики об'єкта-оригіналу;
d)опис об'єкта-оригіналу на природній або формальній мові;
6Математична модель об'єкта - це:
a)опис у вигляді схеми внутрішньої структури досліджуваного об'єкта;
b)сукупність даних, що містять інформацію про кількісні характеристики об'єкта і його поводження у вигляді таблиці;
c)сукупність записаних мовою математики формул, що відбивають ті або інші властивості об'єкта-оригіналу або його поводження;
d)послідовність електричних сигналів
ІІ варіант
1До числа математичних моделей ставиться:
a)правила дорожнього руху;
b)формула знаходження корінь квадратного рівняння;
c)кулінарний рецепт;
d)інструкція зі зборки меблів.
2Таблична інформаційна модель являє собою:
a)набір графіків, малюнків, креслень, схем, діаграм;
b)опис ієрархічної структури будови моделируемого об'єкта;
c)опис об'єктів (або їхніх властивостей) у вигляді сукупності значень, розташовуваних у таблиці;
d)систему математичних формул;
3Малюнки, карти, креслення, діаграми, схеми, графіки являють собою:
a)табличні інформаційні моделі.
b)натурні моделі;
c)графічні інформаційні моделі;
d)ієрархічні інформаційні моделі.
4Опис глобальної комп'ютерної мережі Інтернет у вигляді системи взаємозалежних варто розглядати як:
a)натурну модель;
b)графічну модель;
c)математичну модель;
d)мережну модель.
5Файлова система персонального комп'ютера найбільше адекватно може бути описана у вигляді:
a)табличної моделі;
b)графічної моделі;
c)ієрархічної моделі;
d)натурної моделі;
6Розклад рух поїздів може розглядатися як приклад:
a)табличної моделі;
b)графічної моделі;
c)комп'ютерної моделі;
d)математичної моделі.
Література. Основна
1.Руденко В.Д., Макарчук О.М.Практичний курс інформатики. – К.Фенікс, 1997.
2. Медична інформатика в модулях: практикум / І.Є.Булах, Л.П.Войтенко, М.Р.Мруга та ін.; за ред. І.Є. Булах. - К.:Медицина, 2009. - 208 с.
3.Марчук Г.І. Математичні моделі в імунології. М.: Наука. 1990.
Додаткова
1. Доценко В.І., Сілкова О.В. Медична інформатика. Полтава: 2006.
15