Дисциплина изучается в 1, 2, 4 и 5 семестрах.
Объем курса:
1 семестр - 32 часа лекций и 36 часов лабораторных работ; экзамен.
2 семестр - 32 часа лекций и 48 часов лабораторных работ; экзамен.
4 семестр - курсовая работа.
5 семестр - 34 часа лекций и 16 часов лабораторных работ; теоретический зачет.
Лектора - доцент Чернышев А.В., доцент Тюменцев Ю.В.

Цель дисциплины:

- дать студентам знания в области информатики и привить навыки программирования, необходимые для выполнения лабораторных работ, курсовых работ и проектов, дипломного проекта с использованием ЭЦВМ и библиотек научных программ, т.е. подготовить студента к самостоятельной работе с применением современной вычислительной техники и программного обеспечения.

Содержание дисциплины:

1 семестр

История развития ЭЦВМ, алгоритмических языков, программирования. Архитектура современных ПЭВМ. Назначение, состав и структура операционных систем. Программы-оболочки. Информация и её представление в памяти ЭВМ. Системы счисления. Модели и моделирование. Понятие алгоритма. Разветвляющиеся и циклические вычислительные процессы. Этапы подготовки и решения задачи на ЭВМ. Языки программирования. Трансляторы и интерпретаторы. Трансляция, редактирование связей (компоновка) и выполнение программы. Объектно-ориентированное и визуальное программирование. История создания Visual Basic (VB), его назначение, области применения. QBasic, Visual Basic, Visual Basic for Application (VBA). Рабочая среда. Управление проектом. Интерфейс Visual Basic: интегрированная среда разработки, форма, окна инструментов, управляющих элементов и свойств. Использование встроенных элементов управления. Работа со свойствами, методами и событиями. Алфавит, типы данных, константы и переменные. Специальные функции. Правила записи арифметических выражений. Оператор присваивания. Оператор вывода информации. Условный оператор. Подпрограмма-функция и ее использование в EXCEL. Построение графиков с помощью мастера диаграмм EXCEL. Циклы. Массивы. Ввод и вывод информации. Интерполяция. Разработка программы моделирования заданной в виде таблицы функции. Процедуры. Модульная структура программы. Локальные и глобальные переменные. Пользовательские типы данных. Понятие о классах и объектах в VB.

2 семестр

Система программирования MS-Fortran 5.1. Команды трансляции, редактирования связей (компоновки) и выполнения программы. Структура программы на Фортране. Алфавит алгоритмического языка Фортран. Типы переменных. Стандартные функции. Правила записи и вычисления арифметических выражений. Отношения и условный логический оператор. Документирование, отладка, тестирование программ.

Операторы ввода-вывода последовательного доступа. Оператор OPEN. Список ввода-вывода. Управляемые списком ввод и вывод. Оператор FORMAT. Спецификации формата, повторители, масштабные множители. Взаимодействие спецификаций формата со списком ввода-вывода.

Операторы цикла: перечисляемый цикл и цикл с предусловием. Использование метки и оператора CONTINUE. Операторы CYCLE и EXIT. Переменные с индексами. Одномерные и многомерные массивы. Ввод и вывод массивов. Логические константы и переменные. Логические операции и логические выражения. Ввод и вывод логических переменных. Управляющие операторы Фортрана: условный логический оператор, оператор SELECT CASE, условный арифметический оператор.

Модульная структура программы. Подпрограмма-функция. Формальные и фактические параметры. Оператор EXTERNAL. Примеры использования подпрограмм. Подпрограмма общего типа. Подпрограмма линейной интерполяции одной функции одного аргумента и пример её использования. Метакоманда $INCLUDE и оператор INCLUDE. Общие блоки памяти и подпрограмма присваивания начальных значений BLOCK DATA. Оператор SAVE. Оператор-функция.

Переменные двойной точности. Комплексные константы и переменные. Стандартные функции, используемые при вычислениях с переменными двойной точности и комплексными переменными. Ввод, вывод. Программы решения квадратного уравнения, определения корней полинома, вычисления собственных значений и собственных векторов матрицы.

Символьные константы и переменные, их кодирование, ввод и вывод. Операции и стандартные функции, предназначенные для обработки данных символьного типа. Примеры программ сортировки списка, записи спецификации ввода-вывода в символьной переменной, управления принтером из программы на Фортране (печать узким шрифтом, изменение межстрочного интервала, шрифта и т.п.).

Моделирование характеристик внешней среды. Подпрограммы вычисления параметров стандартной атмосферы. Моделирование аэродинамических характеристик самолета и характеристик двигателя с использованием библиотечных программ линейной интерполяции.

Решение нелинейного уравнения методом деления отрезка пополам. Программы определения максимальной скорости или максимальной высоты установившегося горизонтального полёта самолета.

Библиотеки научных программ на Фортране. Состав, примеры использования. Обзор программного обеспечения для решения инженерных и научно-технических задач. Создание из написанных на Фортране модулей DLL-библиотек и их использование в других языках.

4 семестр

Курсовая работа

Курсовая работа состоит из двух частей: теоретической и практической. Теоретическая часть включает углубленное изучение вопросов, необходимых для непосредственного выполнения расчетной работы. Студенты должны проработать литературу по системе программирования MS Fortran 5.1, по имеющемуся программному обеспечению, а также литературу по теме задания. Практическая часть содержит задания на разработку одной или нескольких задач, которые решаются в течение семестра.

Задание включает следующие виды работ:
1) анализ условия задачи и выбор метода её решения;
2) разработка алгоритма решения, его обоснование и описание;
3) выбор и обоснование представления входных и выходных данных;
4) запись алгоритма на языке программирования;
5) подготовка набора тестов, отладка программы и демонстрация её правильной работы на выбранном наборе тестов;
6) выполнение расчетов;
7) документирование программы в соответствии с требованиями и написание отчета.

5 семестр

Базы данных. Терминология. Эволюция методов организации и обработки данных в автоматизированных системах. Реляционные базы данных, нормализация данных. Система управления базами данных Access. Создание новой базы данных. Редактирование данных в таблице. Формы, запросы, отчеты. Работа с базами данных в Visual Basic 6.

Компьютерные сети. Локальные вычислительные сети. Топология сетей, сетевое оборудование, сетевые программные продукты. Одноранговые сети в Windows 95/98.

Глобальная сеть Internet. Сетевая инфраструктура: протоколы, адреса. Браузеры. Поиск информации в сети. Создание документов в формате HTML. Средства и способы создания Web-страниц. Поисковые серверы. Коммуникационные возможности Windows 95.

Компьютерные сети Intranet. Инструменты фирмы Microsoft: Microsoft Office, FrontPage. Создание Web-документов с помощью текстового процессора Word.

Объектно-ориентированное программирование (ООП). Классы, объекты, наследование, полиморфизм. Языки ООП. Объектно-ориентированный язык программирования Java. Типы данных и основные операторы. Потоки и исключения. Апплеты для Web-страниц.

Программное обеспечение, предназначенное для решения инженерных и научных задач: MathCad, MatLab.