И.Г.Семакин, О.Л. Русакова, , Е.Л.Тарунин, А.П.Шкарапута

программирование, численные методы и математическое моделирование

Учебное пособие

Оглавление

ГЛАВА 1. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ В КОМПЬЮТЕРЕ

1.1. Принципы представления данных 7

1.2. Системы счисления, используемые для представления данных

(с основанием 2ⁿ) 8

1.3. Представление символьной информации в ПК 12

1.4. Форматы представления чисел 14

Глава 2. Основы алгоритмизации

2.1. Алгоритмы и величины 20

2.2. Линейные вычислительные алгоритмы 24

2.3. Ветвления и циклы в вычислительных алгоритмах 27

2.4. Вспомогательные алгоритмы и процедуры 34

Глава 3. Программирование на ФОРТРАНЕ-90

3.1. Версии Фортрана 37

3.2. Работа в системах программирования на Фортране 37

3.3. Структура и формат программы на Фортране 90 40

3.4. Элементы языка Фортран 43

3.5. Данные. Типы данных 44

3.6. Арифметические выражения. Присваивание. Ввод-вывод 52

3.7. Логические выражения. Программирование ветвлений 61

3.8. Программирование циклов 67

3.9. Ввод-вывод 73

3.10. Подпрограммы и функции 79

3.11. Массивы 85

3.12. Символьный тип данных 96

3.13. Файлы Фортрана 101

3.14. Производные типы данных 109

ГЛАВА 4. ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА СИ (СИ++)

4.1. Введение 115

4.2. Состав языка 116

4.3. Типы данных 120

4.4. Описание переменных 123

4.5. Операции 127

4.6. Как вводить и выводить информацию 138

4.7. Программирование ветвлений 147

4.8. Программирование циклов 152

4.9. Функции 154

4.10. Массивы 160

4.11. Указатели 164

4.12. Символьные строки 168

4.13. Структуры 170

4.14. Оператор typedef 174

4.15. Файлы 175

ГЛАВА 5. Практикум по программированию

Лабораторная работа 1. Представление чисел 183

Лабораторная работа 2. Алгоритмы 183

Лабораторная работа 3. Линейные программы 184

Лабораторная работа 4. Программирование ветвлений 186

Лабораторная работа 5. Программирование циклов 193

Лабораторная работа 6. Рекуррентные последовательности 194

Лабораторная работа 7. Процедуры 195

Лабораторная работа 8. Одномерные массивы 197

Лабораторная работа 9. Двумерные массивы 199

Лабораторная работа 10. Работа со строками 203

Лабораторная работа 11. Числовые файлы 208

Лабораторная работа 12. Файлы записей 210

ГЛАВА 6. ПРАКТИКУМ ПО ЧисленныМ методАМ и математическоМУ моделированиЮ

6.1. Введение 217

6.2. Основные правила работы с MathCAD 13 218

6.3. Теория погрешностей 225

Лабораторная работа 1 231

6.4. Методы решения нелинейных уравнений 237

Лабораторная работа 2 244

Лабораторная работа 3 246

Лабораторная работа 4 250

Физическая задача 1 252

6.5. Интерполирование функций 254

Лабораторная работа 5 258

Лабораторная работа 6 262

Лабораторная работа 7 267

Физическая задача 2 269

6.6. Линейная аппроксимация по МНК 271

Лабораторная работа 8 272

Физическая задача 3 273

6.7. Решение систем линейных уравнений (СЛУ) 275

Лабораторная работа 9 279

Лабораторная работа 10 282

6.8. Численное интегрирование 284

Лабораторная работа 11 287

Лабораторная работа 12 290

6.7 Обыкновенные дифференциальные уравнения 292

Лабораторная работа 13 295

Лабораторная работа 14 297

Лабораторная работа 15 299

Физическая задача 4 301

Физическая задача 5 304

6.8 Краевые задачи для уравнений в частных производных 305

Лабораторная работа 16 308

Лабораторная работа 17 311

Лабораторная работа 18 313

Физическая задача 6 315

Физическая задача 7 315

Физическая задача 8 316

Физическая задача 9 317

Список авторов

Семакин Игорь Геннадьевич

Русакова Ольга Леонидовна

Тарунин Евгений Леонидович

Шкарапута Александр Петрович

Аннотация

Содержится теоретический и практический материал для организации обучения студентов физико-технических специальностей по программированию, практикуму на ЭВМ, численным методам и математическому моделированию. В разделе программирования излагаются принципы представления данных в компьютере, основы алгоритмизации и два языка программирования: Фортран-90 и СИ. Практикум по программированию включает в себя задания для лабораторных работ в компьютерном классе по основным разделам курса. По численным методам содержится краткий справочный материал и задания для лабораторных работ, выполняемых с использование языков программирования, электронных таблиц и пакета MathCad. Имеются задания на математическое моделирование физических процессов, выполнение которых требует применения численных методов и программирования.

6