Шпаргалка по дисциплине "Компьютерные технологии"

 

Автоматизированные обучающие системы (АОС) относятся к специфическому виду технических средств обучения и, как всякое средство, призваны облегчить труд преподавателя, освободить его от рутинной, но трудоемкой работы. Поэтому при создании и внедрении АОС в первую очередь необходимо определить место автоматизированных обучающих систем в едином учебном процессе, выявить и обосновать формы их применения, соотношение между традиционными и автоматизированными методами обучения на основе оптимального сочетания их возможностей.

Таким образом, главной задачей является определение взаимодействия педагогической и технической систем. Со стороны педагогической системы исходит перечень требований к обеспечивающей технической системе, которая должна этим требованиям сопоставить совокупность реализуемых возможностей, как правило, с некоторыми ограничениями, уменьшающимися по мере развития науки и техники.

При решении проблемы синтеза педагогических систем с применением средств автоматизированного обучения было бы методически правильно исходить из психолого-педагогических теорий учения. Однако прямое решение задачи в этом случае затруднено, так как практически отсутствуют возможности формального описания деятельности педагогической системы. В педагогической психологии существуют или находятся в стадии создания несколько теорий, концепций и направлений их развития: теория формирования умственных действий, ассоциативно-рефлекторная теория усвоения, теория установок, концепция проблемного обучения и ряд других. При этом глубина разработки этих теорий различна, а взгляды представителей этих теорий на место и роль технических средств обучения не всегда совпадают. Такая ситуация обусловливает существующее положение, заключающееся в том, что при создании технических систем, предназначенных для учебного процесса, разработчики занимаются проработкой прикладных вопросов психолого-педагогической теории, исходя при этом из существующей организации учебного процесса. Это, конечно, не означает, что при создании методики автоматизированного обучения имеет место отказ от ведущей роли психолого-педагогической теории или принижение ее возможностей, хотя бы потому, что концепция, на которой построена традиционная система обучения, имеет внутреннюю логику, вобравшую в себя не только передовой опыт многих поколений, но и то лучшее, что может дать педагогическая психология практике. Поэтому на данном этапе развития автоматизированных обучающих систем вполне логично принять за основу формы и виды организации современного учебного процесса высшей школы, раскрыть его внутренние резервы и обеспечить предпосылки для подлинно научного развития этих форм, а затем на этой основе в случае необходимости сформулировать и обосновать новые формы учебной деятельности, по возможности наиболее оптимально использующие показатели эффективности автоматизированных обучающих систем.

 

44. Операции в  системе MathCAD.

 

Система MathCAD по праву называется современной универсальной массовой математической системой для всех пользователей. Отличительной чертой интегрированных математических систем MathCAD, является подготовка документов, в которых объединяются задание исходных данных, математическое описание их обработки и результаты вычислений в виде числовых данных, таблиц и графиков.

В MathCAD удачно решена проблема передачи изменений числовых данных по всей цепочке вычислений. Текст документа MathCAD почти ничем не отличается от текста научных статей. Графическая среда программы позволяет записывать математические формулы в привычном виде.

Система позволяет выполнять как численные, так и аналитические (символьные) вычисления, имеет чрезвычайно удобный математичски интегрированный интерфейс и прекрасные средства научной графики. Встроенный текстовый процессор позволяет оформить текст документа без применения Word.

MathCAD предназначен, в частности, для:

- проведения расчетов  с действительными и комплексными  числами;

- решения линейных и  нелинейных уравнении и систем  уравнений;

- упрощения, развертывания  и группировки выражений;

- транспонирования, обращения  матриц, вычисления определителя;

- построения двумерных  и трехмерных графиков;

- оформления научно-технических  текстов, содержащих сложные формулы;

- дифференцирования и  интегрирования, аналитического и  численного;

- проведения статистических  расчетов и анализа данных.

Математический интерпретатор системы - наиболее интересная её часть. Математические формулы, подлежащие интерпретации, записываются в общепринятом виде. Для ввода формул используются шаблоны, вводимые определёнными комбинациями клавиш. Имеется возможность изменения формата представления чисел, например числа знаков после разделительной точки, погрешности вычислений и обозначения мнимой единицы (i на j и наоборот) при операциях с комплексными числами. Кроме работы с десятичными числами существуют возможность работы с восьми - и шестнадцатеричными числами. Так же есть набор процедур для возможности функционирования не только над числами, векторами или матрицами, но и над более сложными объектами, таких как деревья, списки или наборы.

В пакете широко используются встроенные функции. К основным встроенным функциям относятся тригонометрические и обратные, гиперболические и обратные, экспоненциальные и логарифмические, статистические, Фурье, Бесселя, комплексных переменных.

MathCAD позволяет строить самые разнообразные графики: в декартовой и в полярной системе координат, с масштабной сеткой и без неё, с линейным и логарифмическим масштабом, с отметкой линий прямоугольниками, крестами, ромбами и т.д. Задание вида и размера графика осуществляется вводом соответствующего формата.

 

45. Моделирование  на основе системы рекуррентных  уравнений (модель эпидемии). Регрессионный  анализ зависимости.

????????????????

 

46. Коммуникационная  среда и передача данных.

 

1 НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамические способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных. Управление крупными предприятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия в этом процессе достаточно крупных коллективов. Такие коллективы могут располагаться в различных районах города, в различных регионах страны и даже в различных странах. Для решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становятся важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участвующих в процессе выработки управленческих решений.

В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы их задач.

Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из следующих направлений:

• многомашинные вычислительные комплексы (МВК)

• компьютерные (вычислительные) сети.

Многомашинный вычислительный комплекс – группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно-вычислительный процесс.

Под процессом понимается некоторая последовательность действий для решения задачи, определяемая программой.

Многомашинные вычислительные комплексы могут быть:

• локальными при условии установки компьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудования и каналов связи;

• дистанционными, если некоторые компьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ и для передачи данных используются телефонные каналы связи.

Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Выделим основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса.

Первое отличие – размерность. В состав многомашинного вычислительного комплекса входят обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысяч километров.

Второе отличие – разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном вычислительном комплексе функции обработки данных, передачи данных и управления системой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ.

 Третье отличие –  необходимость решения в сети  задач маршрутизации сообщений. Сообщение от одной ЭВМ к  другой в сети может быть  передано по различным маршрутам  в зависимости от состояния  каналов связи, соединяющих ЭВМ  друг с другом.

Объединение в один комплекс средств вычислительной техники, аппаратуры связи и каналов передачи данных предъявляет специфические требования со стороны каждого элемента многомашинной ассоциации, а также требует формирования специальной терминологии.

Абонентские сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети.

Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д. Любой абонент сети подключается к станции.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации.

Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда.

Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.

Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

Классификация вычислительной сети.

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

• глобальные сети (WAN – Wide Area Network);

• региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network);

• локальные сети ( LAN – Local Area Network).

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах..

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга..

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории.

 

2 ХАРАКТЕРИСТИКА  ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Режимы передачи данных

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: передатчик, сообщение, средство передачи, приемник.

Передатчик – устройство, являющееся источником данных.

Приемник - устройство, принимающее данные.

Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо устройство.

Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи.

Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средство передачи – физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи. Наиболее распространены выделенные телефонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информации. Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи.

Для характеристики процесса обмена сообщениями в вычислительной сети по каналам связи используются понятия: режим передачи, код передачи, тип синхронизации.

Режим передачи. Существуют три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный.

Симплексный режим – передача данных только в одном направлении.

Примером симплексного режима передачи является система, в которой информация, собираемая с помощью датчиков, передается для обработки на ЭВМ. В вычислительных сетях симплексная передача практически не используется.

Полудуплексный режим – попеременная передача информации, когда источник и приемник последовательно меняются местами.

Яркий пример работы в полудуплексном режиме – разведчик, передающий в Центр информацию, в затем принимающий инструкции из Центра.