Программирование

В пособии изложены основы программирования на языке C++, приведены примеры составления алгоритмов и программных кодов по разделам курса «Технологии программирования», представлены задания для самостоятельной работы студентов. Автором также учтен опыт проведения лекционных, практических и лабораторных занятий по программированию для студентов направления 09.03.02 Информационные системы и технологии. Предназначено для студентов младших курсов, специализирующихся в области ин-формационных технологий, и преподавателей, ведущих практические занятия по программированию.

Пособие подготовлено по курсу программирования, читаемому в Оренбургском государственном педагогическом университете для студентов физико-математического факультета. Содержит примеры программ, написанных в среде PascalABC.NET, а также задачи для самостоятельного решения. Пособие может использоваться в качестве задачника при изучении других языков программирования высокого уровня.

В данном пособии дети смогут познакомиться с основами программирования в среде Scratch (Скретч). Особенность этой среды заключается в том, что программированию обучаются играя. В Скретче можно сочинять истории, рисовать, оживлять придуманные персонажи, создавать презентации и игры. В книге содержится множество проектных заданий, при этом задания на компьютере чередуются с чтением и выполнением заданий в письменном виде. Все задания носят творческий характер, что позволит детям развивать знания об алгоритмах, полученные в начальной школе в предметной области «Математика и информатика», а также овладевать инструментами программирования в среде Скретч и применять эти знания и умения при выполнении проектных заданий из других предметных областей.

Учебно-методическое пособие содержит базовый теоретический материал и большое количество практических творческих заданий, позволяющих получить основные навыки работы с векторной графикой в среде графического редактора Inkscape. Пособие ориентировано на уровень начинающего пользователя и может использоваться как на учебных занятиях, так и для самостоятельного изучения, как студентами и преподавателями высших учебных заведений, так и школьниками.

Рассмотрены используемые в системном анализе методы количественно обоснованного принятия решений, которые применяются в транспортной задаче линейного программирования, математической теории игр и динамическом программировании. Пособие содержит теоретический материал, задачи с приведенным решением, задачи для самостоятельной работы студентов, вопросы для контроля знаний.

Изложены основные приемы работы в пакете MathCAD версии 15, описаны порядок и правила создания и редактирования основных вычислений, выполнение символьных и матричных вычислений, а также применение численных методов для решения типовых задач с примерами их реализации.

Рассмотрены примеры создания приложений с графическим интерфейсом с помощью библиотеки Tkinter. Приведены необходимые сведения по стандартным графическим компонентам, описана технология работы с ними. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.

Рассмотрены возможности языка программирования Python в области визуализации данных. Для построения графиков использована библиотека Seaborn. Приведены примеры построения двумерных графиков, гистограмм и диаграмм, а также рассмотрены вопросы форматирования построенных графиков. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.

Рассмотрены возможности языка программирования Python в области интерактивной визуализации данных. Для визуального анализа данных использован модуль plotly.express библиотеки Plotly. Приведены примеры построения диаграмм распределений: histogram, bar, kde, violin, ecdf, strip, density_heatmap и dencity_contour. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.

Рассмотрены задачи по математическому анализу, вычислительной и прикладной математике, информационным технологиям и их реализация на языке Python. Описана технология работы с библиотекой SymPy, приведены необходимые теоретические сведения и формулы для решения рассмотренных задач. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.

Представлены задачи по теории вероятностей и математической статистике и их реализация на языке Python. Описана технология работы с модулями scipy.stats и statistics, приведены необходимые теоретические сведения и формулы для решения рассмотренных задач. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.

Рассмотрены задачи по линейной алгебре, вычислительной и прикладной математике, информационным технологиям и их решения с использованием языка программирования Python. Описана технология работы с библиотекой SciPy, приведены необходимые теоретические сведения и формулы для решения рассмотренных задач. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.

Рассмотрены возможности создания интерактивных графиков в Python с помощью библиотеки Plotly. Приведены примеры построения базовых графиков, таких как scatter-plot, line charts, bar charts, area chart, funnel chart и gantt chart. Рассмотрены вопросы форматирования построенных графиков: работа с макетом, обновление свойств объектов оси, добавление к графику кнопок, ползунков. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.

Содержит лабораторные работы, предусматривающие освоение основных возможностей тестового редактора Microsoft Word.

Рассмотрены некоторые задачи математического моделирования химико-технологических процессов: описание свойств веществ и условий фазового равновесия, моделирование процессов разделения и химических превращений в аппаратах. Разобраны математические методы, используемые при решении этих задач, а также их реализация в среде математического пакета Mathcad.

Автор, исходя из позиций своей теории «Автономного адаптивного управления», представленной в книге «Автономный искусственный интеллект», предлагает ряд дополнительных аспектов и понятий к общей теории систем (ОТС), которые могут сделать ОТС более конкретным инструментом для разработчиков систем. Особое внимание уделяется системам, конфигурация которых близка к наиболее важным для нас системам — к живому мозгу. С предлагаемых позиций анализируются основные подходы ОТС — математический, физический и теория функциональных систем.

Освещаются вопросы анализа динамических и стационарных систем массового обслуживания (СМО) с дважды стохастическим входным потоком заявок. Такие системы для краткости в работе названы дважды стохастическими СМО. Исследуются дважды стохастические СМО с диффузионной или скачкообразной (ступенчатой) интенсивностью входного потока, экспоненциальным обслуживанием, конечным накопителем. Монография содержит 5 глав. В 1-й главе выводятся уравнения относительно характеристик числа заявок для диффузионной интенсивности входного потока, во 2-й – для скачкообразной интенсивности входного потока. В 3-й главе исследуются СМО с диффузионной интенсивностью входного потока и отказами (с нулевым накопителем), в 4-й – с конечным ненулевым накопителем. В 5-й главе исследуются СМО с диффузионной интенсивностью входного потока. Исследуются вопросы существования и единственности стационарного режима по числу заявок, неотрицательности характеристик числа заявок.

Освещаются вопросы анализа динамических и стационарных систем массового обслуживания (СМО) с детерминированной интенсивностью входного потока. Монография содержит 4 главы. В 1-й главе исследуются СМО с конечным и бесконечным накопителем с переменной детерминированной интенсивностью входного потока. Для анализа нестационарных характеристик числа заявок таких СМО предлагается функционально-аналитический метод. Марковские нестационарные СМО с постоянными интенсивностями входного потока и обслуживания рассматриваются во 2-й главе с бесконечным накопителем и в 3-й главе – с конечным накопителем. Для анализа нестационарного и стационарного распределения заявок в СМО применяется матричный метод. В 4-й главе рассматривается время ожидания в СМО с постоянной интенсивностью входного потока и обслуживания.

Знаете, что общего между выбором новой квартиры, поиском спутника жизни и продажей жилья? Важно не продешевить и жить долго и счастливо. Как это сделать с максимально возможной гарантией успеха? Ответ — «правило 37%», которое позволяет найти оптимальный баланс между временем, потраченным на поиски, и конечной выгодой. А как разобраться с грудой вещей в шкафу или быстро расставить по алфавиту семейную библиотеку после переезда? Алгоритм кеширования данных вам в помощь! Ну а если вы мучаетесь с рассадкой гостей на свадебном банкете, метод релаксации — ваше спасение. Даже если ни один из упомянутых выше терминов вам не знаком, не расстраивайтесь и обязательно прочтите книгу журналиста Брайана Кристиана и ученого-когнитивиста Тома Гриффитса. По их мнению, программисты и математики уже давно разработали алгоритмы, которые позволяют компьютерам найти оптимальное решение в заданное время и с минимальными затратами сил и средств. Авторы считают, что нам просто необходимо воспользоваться этими наработками, и популярно объясняют, как именно применять сложные математические алгоритмы для решения повседневных задач, успешно избегая в своих объяснениях наукообразности и излишнего упрощения.

Прямо сейчас человечество достигает новых высот научного понимания — и в тоже время, кажется, постепенно сходит с ума. Почему вид, меньше чем за год разработавший вакцины против ковида, погряз в фальшивых новостях, медицинском шарлатанстве и теориях заговора? Пинкер сразу отказывается от циничного клише, гласящего, что человек попросту нерационален — что это вечный троглодит, готовый среагировать на льва в траве ворохом предрассудков, слепых пятен, ложных умозаключений и иллюзий. В конце концов, это мы смогли открыть законы природы, преобразить планету, продлить и обогатить свою собственную жизнь и (не в последнюю очередь) вывести правила рациональности. На самом деле наш разум приспособлен не к одной только саванне плейстоценовой эпохи. Он прекрасно справляется везде, где не решаются научные или технологические вопросы, а люди, собственно, редко сталкиваются с чем-то подобным. Но они, увы, не умеют в полной мере пользоваться инструментами познания, которые сами и выработали за последние тысячелетия: логикой, критическим мышлением, теорией вероятности, представлениями о корреляции и причинности, а также оптимальными способами уточнять мнения и проводить в жизнь принятые решения — как в одиночку, так и коллективно. Этим инструментам не обучают в рамках типичных образовательных программ, и о них никогда до сих пор не рассказывали доходчиво в одной книге. Рациональность важна. Она помогает нам делать правильный выбор как на индивидуальном уровне, так и на уровне общества в целом и в конечном итоге является первопричиной роста социальной справедливости и нравственного прогресса. Пропитанная характерными для Пинкера проницательностью и юмором, «Рациональность» просвещает, вдохновляет и ободряет.

Пособие посвящено изложению учебного материала, необходимого для освоения студентами практической части учебных курсов. В пособии определены цели, которые необходимо достигнуть на лабораторно-практических занятиях, дана теоретическая часть для помощи при выполнении лабораторно-практического занятия и практическая часть для детальной реализации поставленных целей и получения практических навыков, приведены контрольные вопросы для закрепления теоретических знаний и практических умений.

Методические указания предназначены для студентов 1-го курса очной, очно-заочной и заочной форм обучения направления подготовки 15.03.03 «Прикладная механика» профиля «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг» и содержат описание порядка прохождения и подготовки отчёта по ознакомительной практике.

Благодаря компьютерам мы не только можем создать программу, которая займётся нашими финансами, проконтролирует отопление в доме или вычислит траекторию полета ракеты, но и построить машину, взаимодействующую с людьми или видеоигру со сложными виртуальными противниками, которые поступают как живые. В этой книге изложены основы искусственного интеллекта и машинного обучения. Благодаря ей вы сможете создать свои собственные игры, а также программы, которые могут распознавать естественную речь и изображения. Все проекты на языке Scratch сопровождаются подробными пошаговыми инструкциями, так что не беспокойтесь, если вы не эксперт в применении этого языка визуального программирования.

Методические указания содержат краткую теорию по математическому планированию эксперимента, описываются способы построения моделей, расчет коэффициентов моделей и их статические оценки. Выполнение практических заданий может способствовать лучшему освоению лекционного материала,обеспечивать формирование у студентов навыков использования методов математической статистики для обработки медико-биологических данных. Освоение дисциплины «Планирование биотехнического эксперимента» необходимо как предшествующее для изучения следующих дисциплин: «Основы моделирования биологических процессов и систем», «Управление в биотехнических системах».

Учебник предназначен для изучения информатики на углублённом уровне в 11 классах общеобразовательных организаций. Содержание опирается на изученный в 7–9 классах курс информатики для основной школы и разработано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом среднего общего образования и примерной основной образовательной программой среднего общего образования. Рассматриваются информационные системы, методы программирования, компьютерное моделирование, информационная деятельность человека. Учебник входит в учебно-методический комплект для 10–11 классов, включающий также практикум, примерную рабочую программу и методическое пособие.

Учебник предназначен для изучения информатики на базовом и углублённом уровнях в 11 классах общеобразовательных организаций. Содержание учебника является продолжением курса 10 класса и опирается на изученный в 7–9 классах курс информатики для основной школы. Рассматриваются вопросы передачи информации, базы данных, разработка веб-сайтов, компьютерное моделирование, алгоритмизация и программирование, методы объектно-ориентированного программирования, компьютерная графика и анимация. Учебник входит в учебно-методический комплект, включающий также учебник для 10 класса, методическое пособие и задачник. Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования.

Учебник предназначен для изучения информатики на базовом и углублённом уровнях в 10 классах общеобразовательных организаций. Содержание учебника опирается на изученный в 7–9 классах курс информатики для основной школы. Рассматриваются теоретические основы информатики, аппаратное и программное обеспечение компьютера, компьютерные сети, алгоритмизация и программирование, информационная безопасность. Учебник входит в учебно-методический комплект, включающий также учебник для 11 класса, методическое пособие и задачник. Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования.

Учебник для 10–11 классов входит в состав УМК, наряду с электронной формой учебника, методическим пособием, рабочей тетрадью, задачником с типовыми заданиями и задачником по моделированию. Материал излагается в рамках концентрического подхода: на основе повторения изученного в основной школе и освоения нового формируется расширенное и углублённое представление учащегося о содержании каждой темы. В части 2 учебника излагается общая теория моделирования и рассматриваются различные модели в программных средах. Дана методика обучения программированию с использованием моделирования, основанная на системно-деятельностном подходе к формированию метапредметных, предметных и личностных результатов. Рассматриваются ситуационные задачи, приводятся решения и технология проведения моделирования и анализа в программных средах Basic и Pascal. Для каждого задания приведены программы на языках Basic и Pascal, что позволяет провести сопоставительный анализ инструментария каждой среды и выбрать наиболее рациональный вариант программы. Освоение предлагаемых в учебнике заданий по программированию в полном объёме позволяет учащемуся успешно сдать ЕГЭ на уровне C. К параграфам приводятся вопросы, задания для самостоятельной работы, предлагаются темы для исследования, поисковой работы, выполнение проекта. Происходит знакомство с основами социальной информатики. Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования.

Пособие содержит материалы по основным вопросам функционирования и разработки микропроцессорных систем. В издание включены лабораторные работы, которые выполняются с использованием современных интегрированных систем разработки программного обеспечения для микроконтроллеров, а также расчетно-графическое задание по проектированию микропроцессорной системы.

Рассмотрены архитектура AVR микроконтроллеров, периферийные узлы микроконтроллеров и принципы их работы, описание команд, принципы построения программ на языке ассемблера с примерами.

Учебное пособие посвящено современным средствам программного и аппаратного обеспечения цифровых систем. Рассмотрены принципы действия, характеристики и функциональные возможности применения программного и технического обеспечения для реализации практических задач профессиональной деятельности. Представлены задания для усвоения теоретического материала, поясняющие примеры, справочные материалы и контрольные вопросы.

Представлены возможности использования математических методов и моделей в современной экономике для изучения и прогнозирования, оценки вероятности тех или иных событий. Приведены основные формулы и примеры расчетов для практического применения.

В учебном пособии изложены вопросы математического моделирования экономических процессов. Рассмотрены модели линейного, нелинейного и динамического программирования, элементы теории игр. Описано использование программного продукта MATLAB для решения конкретных задач. Приведены лабораторные работы.

На основе аналитического обзора нормативно-технической документации и литературных источников изложен теоретический материал по алгоритмизации и проектированию структур данных в прикладном программировании, даны методические указания по выполнению расчетно-графической и лабораторных работ.

Представлены краткие сведения об устройстве и структуре микроконтроллера архитектуры AVR. Рассмотрены приемы работы в современных интегрированных средах программирования микроконтроллеров, подходы к отладке программного обеспечения с применением JTAG отладчика-программатора. Приведены алгоритмы разработки программного обеспечения для периферийных устройств. Каждый из разделов снабжен краткой теоретической справкой и индивидуальными заданиями для самостоятельного выполнения.

Рассматриваются теоретические и практические аспекты алгоритмизации задач и программирования в среде Scilab. Приводятся основные приемы и методы программирования, типовые алгоритмы для решения задач различных классов и примеры их применения.

В учебном пособии приведены сведения об использовании компьютерных технологий при проектировании пространственных каркасов зданий и основные положения расчета металлических конструкций. На примере металлического каркаса здания с купольным покрытием рассмотрены практические аспекты подготовки данных для компьютерных расчетов на разных этапах проектирования. Подробно показано выполнение отдельных этапов в разных компьютерных программах, приведен анализ полученных результатов и рассмотрено их применение в дальнейшем проектировании. Проектирование выполнено с использованием авторской программы GERA, специализированного программного комплекса SCAD, программы автоматизированного проектирования и черчения AutoCAD и табличного процессора Excel.

В учебно-методическом пособии приводится материал, необходимый для изучения разделов дисциплины «Основы теории управления и логистики», связанных с теорией и практикой стратегического управления на предприятиях и организациях строительного комплекса. Рассматриваются теоретические основы стратегического управления, анализируются функциональные стратегии, уделено внимание подходам к вопросам стратегического управления на предприятиях отрасли строительства Российской Федерации. Для проведения контрольных мероприятий в рамках практических занятий и для самоконтроля при самостоятельном изучении дисциплины приведены тестовые задания.

Учебное пособие составлено в соответствии с программой дисциплины «Теория принятия решений». Представлены теоретические выкладки, основные методы теории принятия решений. Даны примеры и практические задания по изучаемой дисциплине для закрепления приобретенных обучающимися знаний.

В учебно-методическом пособии по дисциплине «Теория алгоритмов» представлены разделы, традиционно изучаемые в курсе теории алгоритмов: машины Тьюринга, нормальные алгоритмы Маркова, рекурсивные функции и т.д. Рассмотрены вопросы интуитивного и формального определения алгоритмов, сложности и нумерации алгоритмов, алгоритмически неразрешимых проблем, конструирования машин Поста.

В учебно-методическом пособии содержатся указания к компьютерным практикумам по дисциплине «Операционные системы и базы данных», приводятся примеры выполнения заданий в рамках проектирования и создания электронных баз данных, разработки .bat-файлов. Представлены списки практических заданий.

В учебном пособии излагается теоретический материал и приводятся примеры решения типовых задач по разделам: линейная и векторная алгебра, аналитическая геометрия, математический анализ, дифференциальное и интегральное исчисления функций одной переменной, функции нескольких переменных, обыкновенные дифференциальные уравнения, числовые и функциональные ряды. В учебном пособии рассмотрено применение математических методов и понятий для решения прикладных задач в экономике.

Пособие разработано на основе ФГОС 3+ и в соответствии с компетентностным подходом к реализации образовательной деятельности. В частности, содержание пособия ориентировано на формирование профессиональных компетенций в сфере научно-исследовательской и информационно-аналитической деятельности. Пособие знакомит обучающихся с общими принципами и методами системного анализа и его приложением к исследованию социально-политических процессов. Структура пособия ориентирована на формирование у студентов комплексного представления об истоках, предназначении и теоретико-методологических основах системного анализа. В содержание учебного материала включены теоретические сведения о различных подходах к определению систем, системных признаках, принципах поведения и развития систем, методах их исследования. Обсуждаются проявления системных свойств в социальных и политических системах. По каждой теме приведены задания для самостоятельной работы, направленные на более глубокое осмысление и практическое усвоение теоретического материала.

В первой части учебного пособия рассматриваются математические модели динамических систем в виде дифференциальных уравнений, передаточных функций и переменных состояния. Представлен пример разработки программного модуля для исследования системы управления с двигателем постоянного тока. Во второй части пособия рассмотрен процесс разработки автоматных моделей систем на примере коптильной установки.

В работе приведены эффективные приемы работы с распространенными офисными приложениями, программными средствами математического и имитационного моделирования.

В пособии рассмотрены основные понятия модели и моделирования, процесс имитационного моделирования систем массового обслуживания, прикладные аспекты имитационного моделирования в микроэлектронике, производственных процессах, бизнесе, логистике, а также современные средства моделирования и перспективы их развития.

Предложен альтернативный подход к оценке влияния факторов воспроизводства крупного рогатого скота на экономику молочного животноводства, путей стабилизации и повышения эффективности при активизации внутренних ресурсов хозяйств. Пособие поможет провести текущий анализ и создать систему перспективного планирования, станет настольной книгой.

В пособии приведено содержание раздела «Алгоритмизация и программирование на языке высокого уровня» дисциплины «Информатика», необходимые теоретические сведения, примеры и практические задания. Также приведены вопросы для самопроверки и задания для самостоятельной работы.

Рассмотрен способ разработки программируемых устройств, основанный на модельно-ориентированном проектировании. Приведены примеры использования данного способа при разработке типовых радиотехнических устройств на наиболее распространенных микроконтроллерах фирмы Atmel. Освоение модельно-ориентированного проектирования на бюджетных, массового применения платах Arduino обеспечивает готовность разработчиков к широкому и эффективному использованию программируемых микроконтроллеров, сигнальных процессоров и ПЛИС при разработке радиотехнических систем различного назначения.

Рассмотрены возможности языка программирования Python в области визуализации данных. Для построения графиков использована библиотека Matplotlib. Приведены примеры построения двумерных и трехмерных графиков, гистограмм и диаграмм, а также рассмотрены вопросы форматирования построенных графиков и добавления на них графических примитивов. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.