Примеры моделей в физике, химии и биологии (Диплом (ПМ-53 Нечаев))

Посмотреть архив целиком

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУВПО «МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»


Кафедра прикладной математики и информатики

Специальность 010200 – Прикладная математика и информатика




ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ

Зав. кафедрой

канд. экон. наук, доцент

Гусакова Т.М.



« » 2006г.






Нечаев Дмитрий Евгеньевич



КВАЛИФИКАЦИОННАЯ (ДИПЛОМНАЯ) РАБОТА


на тему: «Использование информационных технологий при изучении элементов математического анализа на основе задач физического содержания»



Дипломант

студент ПМ-53

Нечаев Дмитрий Евгеньевич


Научный руководитель

Профессор, доктор ф-м.н.

Ижуткин Виктор Сергеевич






ЙОШКАР-ОЛА, 2006

Содержание

Список сокращений 3

Введение 4

Структура дипломной работы 6

Глава 1: теоретическая основа исследуемого вопроса. 7

1.1. Выбор языка программирования. 7

1.2. Системные требования. 11

1.3. Информационные технологии, их значение в современном мире. 12




Список сокращений

ИТ – информационные технологии.

ПО – программное обеспечение

ООП – объектно-ориентированное программирование.

ОС – операционная система.

ЭВМ – электронно-вычислительная машина.

GUIGraphical User Interface (графический интерфейс пользователя).

JREJava Runtime Environment

JVM – Java Virtual Machine (виртуальная машина Java)

SDK – Standard Developer Kit (стандартный пакет разработчика)

WWW, webWorld Wide Web (всемирная сеть Интернет).









Введение

В современном мире человек все чаще начинает использовать информационные технологии (ИТ) в различных сферах жизни: на производстве, в быту, в обучении.

С древнейших времен человек пытался передать накопленный опыт и информацию последующему поколению. В начале при помощи наскальных рисунков, затем, используя буквенные обозначения, и, наконец, человечество освоило цифровые технологии. Благодаря ЭВМ появлись возможность не только сохранения накопленных знаний, но и решения разных задач во всех сферах жизни.

В частности, широкое применение ЭВМ нашло в такой сфере, как образование. Казалось бы, что здесь уже все устоялось, и ничего нового появиться не может. Но, как известно, с каждым годом учебная нагрузка возрастает, а интерес к учебе ослабевает. Что делать в такой ситуации? Надо расширить и разнообразить учебный процесс за счет внедрения информационных технологий.

Например, требуется построить график сложной функции, поведение которой сложно представить в уме. Обозначив задачу на ЭВМ, пользователь может исследовать поведение функции, понять, как и на что, влияет тот или иной параметр, как надо использовать данную функцию для решения данной задачи.

Таким образом, благодаря использованию информационных технологий учебный процесс выходит на более высокий уровень, и позволяет обучающемуся решать те задачи, на которые раньше требовали месяцы и годы вычислений и моделирований.

В настоящее время, получение учебной информации происходит, как в традиционной форме, то есть лекционно и практически, так и с использованием информационных технологий. Но необходимо отметить, что ЭВМ применяются в учебной практике в ограниченном количестве.

Поэтому очевидным стало создание программ, моделирующих законы и процессы из разных областей науки, способствующих скорейшему усвоению знаний у обучаемого и привлечения внимания к кажущейся «сухой» математике.

В частности, цель данной работы – создание сборника законченных программных продуктов, демонстрирующих на задачах физического содержания важность изучения элементов математического анализа и применение информационных технологий в обучении.

Задачи:

  1. выявление круга исследуемых задач;

  2. выбор языка программирования;

  3. выбор оптимального интерфейса пользователя (GUIgraphics user interface);

  4. создание программного продукта на выбранном языке;

  5. описание созданного программного продукта.

Актуальность работы состоит в том, что в ней затронуты малоизученные методы обучения элементам математического анализа с использованием информационных технологий.

Методы, использованные при написании данной работы:

  1. аналитический;

  2. описательный.


Структура дипломной работы

Дипломная работа состоит из списка сокращений, введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы.

Во введении изложены цели и задачи данной работы, затронута проблематика исследуемого вопроса. Выделены методы создания работы, подчеркнута актуальность проводимого исследования.

В первой главе обосновывается выбор языка программирования для создания программного продукта, системные требования. Также объясняется специализация программного продукта на задачах физического содержания. Затронут вопрос значимости внедрения информационных технологий в процесс обучения.

Во второй главе дано описание каждого программного продукта (скриншоты), в частности, значимость его в учебном процессе, особенности программной реализации.

Третья глава представляет собой руководство пользователя. В ней предлагаются рекомендации по использованию разработанного программного продукта.

В заключении подводятся итоги проделанной работы, сделаны выводы об успешном выполнений поставленных задач.

Список использованной литературы.


Глава 1: теоретическая основа исследуемого вопроса.

1.1. Выбор языка программирования.

В настоящее время существует более 200 языков программирования, поэтому выбору языка программирования уделяется большое внимание.

Для успешного выполнения поставленных задач программный продукт, созданный на выбранном языке программирования должен соответствовать следующим требованиям:

  1. высокая совместимость. Программный продукт должен быть совместим со всеми (или с большинством) применяемых в мире операционных систем, начиная от однопользовательских ОС и заканчивая серверными ОС. Например, Windows 98, Windows XP, Windows 2003 server, Linux, Unix и тому подобное;

  2. возможность публикации в Web (размещение в сети Интернет). Размер готового программного продукта должен быть не большой, чтобы каждый пользователь, вне зависимости от скорости его подключения к сети Интернет, мог легко воспользоваться им;

  3. доступность программных средств, использование которых обязательно при работе с данной программой;

  4. низкая ресурсоемкость. Каждый пользователь вне зависимости от возможностей его ЭВМ, может использовать программный продукт в обучении.

  5. простота программирования. Любой программист, который захочет дополнить данный сборник обучающих программ новыми, может с легкостью разобраться в существующем коде, его организации и общем виде представленной информации.

  6. распространенность языка программирования. Для работы не потребуется длительного изучения языка, на котором выполнены существующие программы.

Таким образом, исходя из выше сказанного, языком программирования будет Java.

Создание Java уходит своими корнями в не далекий 1990 год: «Язык Java зародился как часть проекта создания передового программного обеспечения (ПО) для различных бытовых приборов. Реализация проекта была начата на языке С++, но вскоре возник ряд проблем, наилучшим средством борьбы с которыми было изменение самого инструмента - языка программирования. Стало очевидным, что необходим платформо-независимый язык программирования, позволяющий создавать программы, которые не приходилось бы компилировать отдельно для каждой архитектуры и можно было бы использовать на различных процессорах под различными операционными системами»1.

Рассмотрим Java в сравнении с другими существующими и популярными языками.

Рисунок 12.

Простота. Насколько быстро программист сможет разобраться в синтаксисе языка и начать на нем программировать. В Java фундаментальные основы очень похоже на распространенный и хорошо известный многим язык С++. Казалось бы это «копия» С++, но разработчики не оставили некоторые сложные и редко используемы функции, а кроме этого добавили «сборщика мусора», который облегчает работу программиста. Таким образом, программисту не составит труда освоить Java.

Объектно-ориентированность. С самого начала Java создавался как язык объектно-ориентированного программирования, поэтому он имеет все достоинства ООП.

Надежность. Платформа Java разработана таким образом, что большое внимание уделяется проверке на ошибки на этапе компиляции, за которой следует динамическая проверка. Такая комбинация проверок позволяет предупредить большой класс ошибок связанных с выделением памяти, которые часто возникают при написании программ на С++.

Независимость от архитектуры. Компилятор Java генерирует такой промежуточный код, который является архитектуро-независимым. А после этот код может быть выполнен на любой платформе виртуальной машиной Java. Таким образом, один и то же код выполняется на разных не совместимых платформах.

Многопоточность. В настоящее время в большинстве приложений требуется выполнять несколько действий одновременно. Поэтому в Java разработан режим многопоточности.

Динамичность. Динамичность Java заключается в том, что на этапе компилирования сборка происходит динамически. Классы связываются только тогда, когда в этом есть необходимость. Дополнительные модули могут подключаться из любого источника, в том числе и Интернет.

Вывод. Обращаясь к рисунку 1, мы видим, что все эти характеристики присутствуют во многих языках, но по отдельности, и только Java был разработан таким образом, чтобы соединить в себе все достоинства разных языков. Поэтому Java идеально подходит для создания сборника обучающих программных продуктов, который может быть в любой момент опубликован в сети Интернет и каждый пользователь сможет без каких либо проблем воспользоваться им, а также любой программист может дополнить его, имея на руках исходные коды двух-трех программ или даже не имея их.


Случайные файлы

Файл
CBRR2233.DOC
23520-1.rtf
109107.rtf
25105.rtf
160551.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.