Методические указания и задания для выполнения курсовой работы по дисциплине : " конструирование программ и языки программирования "
| скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет информационных технологий и робототехники Кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем Профессор Р.И.Фурунжиев, доцент Н.Н.ГУРСКИЙ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯдля выполнения курсовой работы по дисциплине: " КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОГРАММ И ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ " Минск - 2003СОДЕРЖАНИЕ
^ Введение Цель курсовой работы - закрепление и углубление знаний, полученных при изучении курса «Конструирование программ и языки программирования» посредством разработки программного обеспечения для компьютера.
Разработку курсового задания рекомендуется проводить в следующей последовательности:
Отчет по работе оформляется в виде расчетно-пояснительной записки, которая должна содержать следующие черты:
Краткое содержание некоторых частей записки. 2.1. Введение Проблематика и актуальность решаемой задачи.
Математическая формулировка задачи и, если необходимо, ее графическое описание. Обоснование выбора численного метода решения задачи.
Введение (наименование и область применения программы). Назначение разработки (функциональное и эксплуатационное назначение программы). Требования к программе:
Структурная схема программы. Словесное описание по схеме особенностей алгоритма (или его частей), наличие которых обусловлено, например, желанием сделать программу более удобной в эксплуатации или необходимостью обеспечить контроль вводимых данных. Описание разработанных классов: полей, методов и свойств. Описание последовательности и формы задания исходных данных (инструкция пользователю). Текст программы.
Цель испытаний. Порядок проведения испытаний (последовательность испытаний, состав технических средств, требуемые программные средства). Методика испытаний (описание испытательных методов, перечень текстовых примеров и контрольных задач, распечатки контрольных задач и экранных форм).
Анализ результатов отладочного расчета, выводы. 3. Основные требования
Литература.
Приложение 1 ^ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет информационных технологий и робототехники (ФИТР) Кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем ^ по дисциплине: ” КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОГРАММ И ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ” на тему: ”Программное моделирование вынужденных колебаний жестко защемленного стержня” Выполнил: ст. гр. 107216 Исаев В.А. Принял: доц. Гурский Н.Н. Минск 2003 Приложение 2 Задания. ^ Тема «Программное моделирование динамических перемещений в стержне, возникающих вследствие внезапного приложения постоянной поперечной силы  в середине стержня»^ Динамические перемещения произвольной точки стержня описываются уравнением  Здесь  - длина стержня, м; - соответственно ширина и высота прямоугольного сечения стержня; - модуль Юнга,  ; - плотность материала,  ; - внешняя сила, н; - соответственно начальное и конечное время наблюдения за системой, с. - шаг изменения времени, с.Расчетная схема показана на рис.1  Рис.1 Расчетная схема Начальные значения: P=2500н, l=15м, b=0.02м, h=0.04м,  ;  ;  Результаты получить для x=1м, x=2м, x=3м в табличной и графической форме. Все графики совместить в единой системе координат. ^ Тема «Программное моделирование полного прогиба свободного конца балки при косом изгибе». Исходные данные Полный прогиб свободного конца балки при косом изгибе определяется по следующей формуле:   Начальные значения: P=2500н, l=2000мм, b=120мм, h=200мм,  ; Расчетная схема показана на рис.1.   Рис.1. Расчетная схема Определить прогиб  в зависимости от приложения силы. Направление приложения силы изменять в диапазоне  . Шаг изменения угла - .^ Тема «Программное моделирование колебаний свободно опертого стержня, внезапно приобретающего скорость». Исходные данные Поперечные динамические перемещения свободно опертого стержня, для которого задано, что в момент времени t=0 все точки его, за исключением концевых точек, внезапно приобретают скорость V, описываются уравнением:  Начальные значения: V=2м/c, l=3,5м, b=0.02м, h=0.05м,  ;  Шаг дискретизации по времени H=0.1c.Расчетная схема показана на рис.1.  Рис.1.Расчетная схема Результаты получить в 2-х точках x=1м, x=3м и представить в табличной и графической форме. ^ Тема «Программное моделирование реакции одномассовой модели без демпфирования под действием силы тригонометрического вида». ^ Вертикальные колебания подрессоренной массы определяются по формулам:   Начальные значения параметров:  Расчетная схема показана на рис.1.  Рис.1. Расчетная схема Результаты представить в табличном и графическом виде. ^ Тема «Программное моделирование вынужденных установившихся колебаний жестко закрепленного со стороны X=0 стержня»Динамическое перемещение точек стержня при вынужденных установившихся колебаниях жестко закрепленного на конце Х=0 стержня и не закрепленного на конце X=l , если на него действует равномерно распределенная по его длине сила  , описывается уравнением  Начальные данные:  Расчетная схема показана на рисунке. Исследования провести для X=l при частотах возмущения    0 t 200. Шаг дискретизации по времени 1с. Результаты получить в виде таблицы и графиков.^ Тема «Программное моделирование движения системы с одной степенью свободы под действием заданной нагрузки». Исходные данные Вертикальные колебания системы с одной степенью свободы определяются по формулам:   Начальные значения параметров:  Расчетная схема показана на рис.1.  Рис.1. Расчетная схема Результаты представить в табличном и графическом виде. ^ Тема «Программная реализация временного поведения системы с одной степенью свободы под действием нагрузки треугольного вида». ^ Вертикальные колебания системы с одной степенью свободы определяются по формулам:   Начальные значения параметров:  Расчетная схема показана на рис.1, а вид нагрузки - на рис.2.   Рис.1. Расчетная схема Рис.2. Вид нагрузки Результаты представить в табличном и графическом виде. ^Тема «Разработка приложения анализа вынужденных установившихся колебаний жестко закрепленного со стороны x=0 стержня»Динамическое перемещение точек стержня при вынужденных установившихся колебаниях жестко закрепленного на конце ^ =0 стержня и не закрепленного на конце X=l , если на него действует равномерно распределенная по его длине сила , описывается уравнением Начальные данные: Расчетная схема показана на рисунке.Исследования провести для X=l при частотах возмущения 0 t 200. Шаг дискретизации по времени 1с. Результаты получить в виде таблицы и графиков.^Тема «Разработка приложения анализа колебаний свободно опертого стержня при внезапном снятии равномерно распределенной нагрузки»^ К свободно опертому стержню приложена равномерно распределенная нагрузка с интенсивностью  . Динамические поперечные перемещения в любой внутренней точке  , возникающие в результате внезапного снятия нагрузки, описываются уравнением.   Начальные данные:  Решение получить для двух точек Расчетная схема показана на рисунке.  Результаты колебаний в двух точках получить в виде таблицы и графиков. Графики представить в единой системе координат. ^Тема «Разработка приложения анализа поперечных динамических перемещений стержня при внезапном снятии силы»Исходные данные Свободно опертый стержень прогнулся под действием силы Р, приложенной к середине пролета. Поперечные динамические перемещения стержня при колебаниях, возникающих от внезапного снятия силы Р, описываются уравнением:   Начальные данные:  Расчетная схема показана на рисунке.  Результаты колебаний получить в виде таблицы и графика. ^Тема «Программная реализация разложения временного процесса в тригонометрический ряд»Исходные данные: Требуется получить численные значения, описываемые следующей функциональной зависимостью:  Начальные данные:  Вычисления провести для трех значений  : Результаты получить в виде таблицы и графиков, совмещенных в одной системе координат. ^Тема «Разработка приложения вычисления определенных интегралов по формуле трапеций»Исходные данные: Требуется составить программу вычисления определенного интеграла по формуле трапеций и сравнить полученный результат с известным аналитическим решением.  Начальные данные:  Формула трапеций имеет вид:  Аналитическое решение:  Вычислить значение интеграла и погрешность. Подинтегральную функцию представить в графическом виде, показать геометрическое значение интеграла в виде заштрихованной площади. ^Тема «Программная реализация анализа напряжений в балке при изгибе»Исходные данные: Требуется составить программу вычисления напряжений в поперечном сечении балки при воздействии на нее изгибающим моментом, заданной величины. Расчетная схема балки представлена на рисунке.  Напряжения в поперечном сечении балки вычисляются по формуле:  Начальные данные:  Получить табличные значения u для различных y. Вычертить на экране сечение балки и соответствующую ей эпюру напряжений. ^Тема «Разработка приложения вычисления определенных интегралов по формуле средних прямоугольников»Исходные данные: Требуется составить программу вычисления определенного интеграла по формуле средних прямоугольников.  Начальные данные:  Формула средних прямоугольников имеет вид:  Вычислить значение интеграла Подинтегральную функцию представить в графическом виде, показать геометрическое значение интеграла в виде заштрихованной площади. ^Тема «Разработка приложения вычисления определенных интегралов по формуле левых прямоугольников»Исходные данные: Требуется составить программу вычисления определенного интеграла по формуле левых прямоугольников.  Начальные данные:  Формула левых прямоугольников имеет вид:  Вычислить значение интеграла Подинтегральную функцию представить в графическом виде, показать геометрическое значение интеграла в виде заштрихованной площади. ^Тема «Разработка приложения вычисления определенных интегралов по формуле правых прямоугольников»Исходные данные: Требуется составить программу вычисления определенного интеграла по формуле правых прямоугольников.  Начальные данные:  Формула правых прямоугольников имеет вид:  Вычислить значение интеграла. Подинтегральную функцию представить в графическом виде, показать геометрическое значение интеграла в виде заштрихованной площади. ^Тема «Разработка приложения вычисления определенных интегралов по формуле Симпсона»Исходные данные: Требуется составить программу вычисления определенного интеграла по формуле Симпсона.  Начальные данные:  Формула Симпсона имеет вид:  Аналитическое решение:  Вычислить значение интеграла и погрешность. Подинтегральную функцию представить в графическом виде, показать геометрическое значение интеграла в виде заштрихованной площади. ^Тема «Программное моделирование разложения временного процесса в тригонометрический ряд»Исходные данные: Требуется получить численные значения, описываемые следующей функциональной зависимостью: Начальные данные: Вычисления провести для трех значений : Результаты получить в виде таблицы и графиков, совмещенных в одной системе координат. ^Тема «Программная реализация решения нелинейного уравнения методом простой итерации»Исходные данные: Требуется найти корень уравнения  на интервале [a;b], используя метод итераций. Начальным приближением  задаться самостоятельно, процесс вычисления корня закончить при выполнении условия  Сущность метода итераций заключается в следующем: заменим уравнение  эквивалентным ему уравнением Это можно сделать различными способами, например  Предположим, что выбрано некоторое начальное приближение корня уравнения . Определим числовую последовательность по формулам Такую последовательность называют итерационной. Начальные данные: Интервал нахождения корня [3;4].  Вычисления корня должны сопровождаться графическим отображение текущих значений корня на каждой итерации на графике уравнения. ^Тема «Программная реализация решения нелинейного уравнения методом половинного деления»Исходные данные: Требуется найти корень уравнения  на интервале [a;b], используя метод половинного деления отрезка. Начальным приближением задаться самостоятельно, процесс вычисления корня закончить при выполнении условия ^ заключается в следующем: предположим, что на отрезке [a;b] уравнение пересекает ось абсцисс, т.е. Разделим отрезок [a;b] пополам и вычислим значение функции в точке  Может случиться так, что  , тогда корень уравнения найден. Если же  , то на концах одного из отрезков[a;(a+b)/2] или [(a+b)/2;b] функция будет принимать значения разных знаков. Обозначим этот отрезок через  и заметим, что  . Если  , то любая точка из интервала  может быть принята за приближенное значение корня. Если же  , то положив  и продолжая процесс деления отрезка пополам, на каком-то конечном шаге получим точное значение корня, либо через конечное число шагов длина [a;b] станет меньше  . В последнем случае за приближенное значение корня можно принять любую точку отрезка [a;b], например середину.^ : Интервал нахождения корня [0;2]. Вычисления корня должны сопровождаться графическим отображение текущих значений корня и выбранных отрезков на каждой итерации на графике уравнения. ^Тема «Программная реализация решения нелинейного уравнения методом касательных (метод Ньютона)»Исходные данные: Требуется найти корень уравнения  на интервале [a;b], используя метод Ньютона. Начальным приближением задаться самостоятельно, процесс вычисления корня закончить при выполнении условия ^ заключается в следующем: Пусть  сохраняет знак на интервале [a;b]. Проведем касательную к графику функции  в том конце отрезка [a;b], в котором знаки  совпадают. Уравнение касательной имеет вид Найдем точку пересечения касательной с осью абсцисс. Полагаем  .Тогда  Полученное таким образом  примем за приближенное значение корня. Последующие приближения вычисляются по формуле Вычисления повторяются до тех пор, пока не выполняется одно из неравенств в зависимости от того, какой из критериев принят за условие окончания счета. ^ : Интервал нахождения корня [2;4]. Вычисления корня должны сопровождаться графическим отображение текущих значений корня и касательных на каждой итерации на графике уравнения. ^Тема «Разработка программной реализации сглаживания эмпирических данных» [10].Исходные данные: Стр.140-142 ЗАДАНИЕ №23Тема «Разработка программной реализации метода наименьших квадратов» [10].Исходные данные: Стр.142-144 ^ [10].Тема «Ортогональные полиномы Чебышева»Исходные данные: Стр.95-97 ЗАДАНИЕ №25Тема «Ортогональные полиномы Эрмита» [10].Исходные данные: Стр.97-99 ^Тема «Ортогональные полиномы Лежандра» [10].Исходные данные: Стр.99-101 ЗАДАНИЕ №27Тема «Разработка приложения Ортогональные полиномы Лагерра» [10].Исходные данные: Стр.103-104 ^Тема «Разработка приложения решения линейного интегрального уравнения Вольтера второго рода» [10].Исходные данные: Стр.76-77 ^Тема «Разработка приложения решения линейного интегрального уравнения Вольтера первого рода» [10].Исходные данные: Стр.78-80 ^Тема «Разработка приложения решения интегрального уравнения Фредгольма второго рода» [10].Исходные данные: Стр.80-82 ЗАДАНИЕ №31Тема «Разработка приложения решения ДУ модифицированным методом Эйлера» [10].Исходные данные: Стр.68-69 ^Тема «Разработка приложения решения ДУ метод Рунге-Кутта четвертого порядка » [10].Исходные данные: Стр.69-70 ЗАДАНИЕ №33Тема «Разработка приложения решения обыкновенных дифференциальных уравнения высших порядков» [10].Исходные данные: Стр.70-72 ^Тема «Разработка приложения решения ДУ методом Рунге-Кутта с автоматическим выбором шага» [10].Исходные данные: Стр.72-74 ЗАДАНИЕ №35Тема «Разработка процессора графиков»^ Реализации графиков в текстовом файле. Требуется разработать программу чтения реализаций и отображения их в одном графическом пространстве. ^Тема «Разработка приложения моделирования работы кривошипного механизма»Исходные данные: Стр. ЗАДАНИЕ №37Тема «Разработка приложения интерактивного графического редактора»^ Набор простейших примитивов: отрезок, окружность, полигон, текст. Требуется в масштабе с помощью параметрического задания примитивов строить произвольное изображение геометрических фигур, Предусмотреть возможность их закрашивания. ^Тема «Разработка приложения сплайн аппроксимация» [16]Исходные данные: Стр. 43-48. ЗАДАНИЕ №39Тема «Разработка приложения построения пространственных фигур» [16]Исходные данные: Стр. 188-193 Полусфера, тор ^Тема «Разработка приложения удаления невидимых линий» [16]Исходные данные: Стр. 117-174 Объемная буква А, Объемная буква К ^Тема «Разработка приложения отображения модели винтовой лестницы» [16]Исходные данные: Cтр. 184-188 ЗАДАНИЕ №42Тема «Разработка приложения отображения геометрических фигур с использованием рекурсий»Исходные данные: ^Тема «Разработка приложения вычерчивания геометрических фигур в заданной области» [16]Исходные данные: Стр. 37-43 ЗАДАНИЕ №44Тема «Разработка приложения преобразований геометрических фигур в трехмерном пространстве» [16]Исходные данные: Стр. 74-80 ^Тема «Разработка приложения отображения полого цилиндра» [16]Исходные данные: Стр. 179-182. ЗАДАНИЕ №46Тема «Разработка приложения отображения стержней по спирали» [16]Исходные данные: Стр. 182-184. ^Тема «Разработка приложения отображения реалистичного дерева» [16]Исходные данные: Cтр. 49 ЗАДАНИЕ №48Тема «Разработка приложения-отображения тора» [16]Исходные данные: Стр. 188-191 ^Тема «Разработка приложения отображения полусферы» [16]Исходные данные: Стр. 191-193 ЗАДАНИЕ №50Тема «Разработка приложения отображения функции двух переменных» [16]Исходные данные: Стр. 193-197 ^Тема «Разработка приложения обращения матриц с помощью расширенной матрицы» [10]Исходные данные: Стр.16-18 ЗАДАНИЕ №52Тема «Разработка приложения вычисления определителя методом триангуляции» [10]Исходные данные: Стр.18-20 ^Тема «Разработка приложения решения систем линейных алгебраических уравнений методом Гаусса» [10]Исходные данные: Стр.20-22 ^Тема «Разработка приложения обращения матриц методом Гаусса» [10]Исходные данные: Стр.22-24 ЗАДАНИЕ №55Тема «Разработка приложения формирования характеристик нелинейных упругих элементов подвески машины» [14]Исходные данные: Стр.13-16 ^Тема «Разработка приложения формирования кусочно-линейных характеристик упругих элементов подвески машины» [14]Исходные данные: Стр.17-20 ^Тема «Разработка приложения формирования характеристик амортизаторов и сухого трения подвески машины» [14]Исходные данные: Стр.20-23 ^Тема «Разработка приложения формирования упругой и диссипативной характеристик шины» [14]Исходные данные: Стр.24-25 ЗАДАНИЕ №59Тема «Разработка приложения интегрирования уравнений колебательных систем [14]Исходные данные: Стр.103-110 ^Тема «Разработка приложения формирования случайных возмущений» [14]Исходные данные: Стр.111-114 ЗАДАНИЕ №61Тема «Разработка приложения моделирования колебаний двухмассовой системы» [11]Исходные данные: Стр.311-312 ^Тема «Разработка приложения формирования реализаций одномерного случайного процесса с экспоненциальной корреляционной функцией» [11]Исходные данные: Стр.322 ^Тема «Разработка приложения формирования реализаций одномерного случайного процесса с экспоненциально-косинусной корреляционной функцией» [11]Исходные данные: Стр.322-323 ^Тема «Разработка приложения вычисления оценок статистических характеристик случайных величин» [11]Исходные данные: Стр.332-333 ^Тема «Разработка приложения визуализации сил и моментов, действующих на колесо» [17]Исходные данные: Стр.6-9 ЗАДАНИЕ №66Тема «Разработка приложения определения радиусов колеса» [17]Исходные данные: Стр.10-15 ^Тема «Разработка приложения визуализации внешних сил, действующих на машину» [17]Исходные данные: Стр.31-36 ЗАДАНИЕ №68Тема «Разработка приложения моделирования прямолинейного движения машины» [17]Исходные данные: Стр.40-43 ^Тема «Разработка приложения определения реакций, действующих на колеса двухосной машины» [17]Исходные данные: Стр.44-45 ^Тема «Разработка приложения определения реакций, действующих на колеса трехосной машины» [17]Исходные данные: Стр.45-46 ^Тема «Разработка приложения определения реакций, действующих на колеса многоосной машины» [17]Исходные данные: Стр.47-48 ^Тема «Разработка приложения визуализации способов поворота колесной машины» [17]Исходные данные: Стр.87-93 ЗАДАНИЕ №73Тема «Разработка приложения визуализации бокового увода колеса» [17]Исходные данные: Стр.93-98 ^Тема «Разработка приложения визуализации кинематики поворота машины» [17]Исходные данные: Стр.99-105 ЗАДАНИЕ №75Тема «Разработка приложения определения сил и моментов, действующих на машину при криволинейном движении» [17]Исходные данные: Стр.105-117 ^Тема «Разработка приложения распределения крутящих моментов, продольных и боковых реакций по колесам машины» [17]Исходные данные: Стр.117-123 ^Тема «Разработка приложения визуализации поворота сочлененных машин» [17]Исходные данные: Стр.124-127 ЗАДАНИЕ №78Тема «Разработка приложения визуализации сил, действующих на машину при заносе и опрокидывании» [17]Исходные данные: Стр.144-153 ^Тема «Разработка приложения визуализации сил и моментов, действующих на колесо при торможении» [17]Исходные данные: Стр.177-179 ЗАДАНИЕ №80Тема «Разработка приложения визуализации распределения тормозных сил по осям двухосной машины» [17]Исходные данные: Стр.179-184 ЗАДАНИЕ №81Тема «Разработка приложения визуализации распределения нормальных реакций по осям автопоезда при торможении» [17]Исходные данные: Стр.184-185 ЗАДАНИЕ №82Тема «Разработка приложения построения тормозной диаграммы машины» [17]Исходные данные: Стр.185-188
|
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 