Оглавление




НазваниеОглавление
страница1/40
Дата публикации23.02.2013
Размер5.97 Mb.
ТипСправочник
shkolnie.ru > Информатика > Справочник
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   40
в. п. Дьяконов
СПРАВОЧНИК

по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных

ЭВМ
Scan Pirat


ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие.......................... 5

Как пользоваться справочником................... 7

Глава 1. Основные характеристики и возможности персональных ЭВМ ... 9

§ 1.1. Современные типы персональных ЭВМ и их возможности...... 9

§ 1.2. Карманные персональные ЭВМ (Pocket Computers)........ 11

§ 1.3. Персональные ЭВМ среднего класса (Home Computers)...... 13

§ 1.4. Профессиональные ЭВМ и вычислительные микросистемы индивидуаль­ного пользования................... 16

§ 1.5. Периферийное оборудование персональных ЭВМ......... 19

Глава 2. Бейсик — основной язык программирования персональных ЭВМ ... 21

§ 2.1. Алфавит и основные операторы языка бейсик......... 21

§ 2.2. Модификации языка бейсик................ 27

§ 2.3. Арифметические и алгебраические операции, работа в режиме каль­кулятора ...................... 41

§ 2.4. Элементарное программирование на языке бейсик......... 43

§ 2.5. Специальные вопросы программирования на языке бейсик...... 48

§ 2.6. Перевод программ с одной версии языка бейсик на другую...... 51

Глава 3. Алгоритмы и программы элементарных вычислений........ 54

§3.1. Операции с действительными числами............ 54

§ 3.2. Операции и функции с комплексными числами и переменными 56

§ 3.3. Вычисление степенных многочленов и дробно-рациональных функций 61

§ 3.4. Вычисление ортогональных многочленов ........... 63

§ 3.5. Операции с матрицами.................. 65

§ 3.6. Вычисление факториалов и комбинаторика........... 70

§ 3.7. Преобразования координат и векторный анализ......... 71

Глава 4. Алгоритмы и программы реализации основных численных методов ... 75

§ 4.1. Решение систем линейных уравнений............. 75

§ 4.2. Интерполяция и экстраполяция............... 78

§ 4.3. Решение нелинейных и трансцендентных уравнений........ 86

§ 4.4. Решение систем нелинейных уравнений............ 91

§ 4.5. Решение алгебраических уравнений с действительными и комплексными

коэффициентами.................... 93

§ 4.6. Поиск экстремумов функций одной и множества переменных..... 96

§ 4.7. Численное дифференцирование и вычисление коэффициентов чувстви­тельности...................... 100

§ 4.8. Вычисление определенных интегралов............. 104

§ 4.9. Вычисление определенных интегралов специального вида ...... 108

§ 4.10. Решение систем дифференциальных уравнений.......... 111

§ 4.11. Гармонический синтез.................. 116

§ 4.12. Вычисление собственных значений и векторов матриц....... 117

Глава 5. Спектральный, статистический, корреляционный и регрессионный анализ 122

§ 5.1. Спектральный анализ на основе дискретного преобразования Фурье . . 122

§ 5.2. Специальные виды спектрального анализа........... 128

§ 5.3. Статистический анализ и подготовка гистограмм......... 133

§ 5.4. Реализация метода Монте-Карло.............. 136

§ 5.5. Корреляционный анализ................ 137

§ 5.6. Регрессионный анализ (приближение функций по методу наименьших

квадратов)...................... 138

§ 5.7. Сглаживание данных эксперимента.............. 144

Глава 6. Вычисление специальных функций.............. 147

§ 6.1. Методы вычисления специальных функций........... 147

§ 6.2. Интегральные показательные функции............ 147

§ 6.3. Интегральные синус и косинус............... 148

§ 6.4. Гамма-функции (включая неполные)............. 149

§ 6.5. Функции Бесселя (включая модифицированные)......... 151

§ 6.6. Функции Эйри..................... 153

§ 6.7. Интегралы Френеля................... 153

§ 6.8. Эллиптические интегралы................. 154

§ 6.9. Функции Струве, Ангера и Вебера.............. 155

§ 6.10. Гипергеометрические функции............... 156

§ 6.11. Дилогарифм...................... 156

§ 6.12. Функции Кельвина................... 157

§ 6.13. Функции Дебая и Зиверта................. 157

§ 6.14. Интеграл вероятности и родственные ему функции........ 157

§ 6.15. Некоторые статистические функции............. 159

Глава 7. Прикладные программы технических и экономических расчетов .... 162

§ 7.1. Типовые электротехнические расчеты............. 162

§ 7.2. Расчет индуктивных элементов............... 166

§ 7.3. Расчет емкостных элементов и конденсаторов.......... 171

§ 7.4. Расчет линий передачи и задержки.............. 174

§ 7.5. Расчет усилителей.................... 180

§ 7.6. Расчет активных фильтров........,......... 186

§ 7.7. Расчет нелинейных и ключевых электронных устройств....... 207

§ 7.8. Расчеты в механике и термодинамике ............ 215

§ 7.9. Финансово-экономические расчеты............. 217

Приложение 1. Подготовка к работе системы подготовки программ на базе

микроЭВМ Электроника-ДЗ-28............ 220

Приложение 2. Номера ошибок и их содержание для систем подготовки программ на базе микроЭВМ Электроника-ДЗ-28..... 221

Приложение 3. Подготовка ПЭВМ FX-702P к работе......... 222

Приложение 4. Номера ошибок и их содержание для ПЭВМ FX-702P . . . 223

Приложение 5. Программная реализация некоторых численных методов частного применения ............... 223

§ П5.1. Построение полинома по его действительным корням....... 223

§ П5.2. Обращение матрицы, вычисление определителя и решение систем линей­ных уравнений с разными векторами свободных членов....... 224

§ П5.3. Решение системы линейных уравнений методом отражения..... 225

§ П5.4. Решение системы линейных уравнений методом простых итераций . . . 225

§ П5.5. Решение системы линейных уравнений методом Зейделя...... 226

§ П5.6. Решение системы линейных уравнений с переопределенной матрицей . 226

§ П5.7. Приближенное вычисление нормального решения системы линейных уравнений с вырожденной матрицей............ 227

§ П5.8. Решение системы нелинейных уравнений методом простых итераций . . 228

§ П5.9. Вычисление спектра реакции нелинейной системы с аналитически заданной передаточной характеристикой на гармоническое воздействие . 228

§ П5.10. Регрессия для 16 видов парных зависимостей у(х)........ 228

§ П5.11. Сплайн-аппроксимация, интерполяция и экстраполяция...... 231

§ П5.12. Пакет программ с матричными операторами.......... 232

§ П5.13. Приближение функций по Чебышеву............ 234

Список литературы....................... 237

Предметный указатель........................ 239


Прогресс в экономике, промышленности, науке и технике, в сфере образования сейчас во многом зависит от массового внедрения вычислительной техники. Не случайно задача повышения «компьютерной грамотности» населения стала государственной и политической задачей. Ее решение возможно благодаря интенсивному развитию нового поколения вычислительных средств — микроЭВМ индивидуального пользования или персональных ЭВМ (ПЭВМ).

Уже сейчас у нас в стране в пользовании находятся многие десятки тысяч таких ЭВМ — от настольных отечественных вычислительных микросистем индивидуального пользо­вания (на базе микроЭВМ Электроника-60, Электроника-ДЗ-28, Электроника-ТЗ-59, Искра-226 и др.) и диалоговых вычислительных комплексов (ДВК-1, ДВК-2, ДВК-3) до зарубежных кар­манных компьютеров (Pocket Computers FX-702P, PC-1211, РС-1500 и др.). Осваивается производство дешевых и массовых домашних компьютеров (Home Computers) типа Агат, Элек-троника-БК-0010 и др.

Однако пока даже существующий парк таких ЭВМ используется недостаточно эффективно. Главная причина этого в том, что пользователями ПЭВМ являются в основном непрофессионалы в области вычислительной техники и вычислительной математики. Они слабо знакомы с эксплуатацией ЭВМ, языками и основами их программирования, разнообразными численными методами. Литературы, где все эти вопросы, с учетом специфики персонального использования ПЭВМ, рассматривались бы одновременно, пока практически нет. Многие ПЭВМ поставляются пользователям с весьма краткими (и рассчитанными на профессионалов) описаниями, часто без библиотек прикладных программ. В результате ПЭВМ нередко превращается в «черный ящик» на столе пользователя, таинственные возможности которого остаются нераскрытыми.

Справочник ориентирован на отмеченную выше обширную категорию пользователей ПЭВМ. При его подготовке учтена специфика нынешнего этапа применения ПЭВМ в СССР, т. е. исполь­зование ПЭВМ главным образом для автоматизации решения рутинных научно-технических, статистических и экономических задач. Поэтому, а также с учетом ограниченного объема справочника в нем мало внимания уделено игровым задачам, применению ПЭВМ в быту, решению сложных информационных задач (обработка графиков, редактирование текстов и т. д.). Описание таких применений должно быть предметом специальной литературы.

По построению справочник похож на ранее изданную книгу автора [10], посвященную расчетам на программируемых микрокалькуляторах (ПМК). Более того, сохранена значи­тельная часть контрольных примеров [10]. Это, по мнению автора, облегчит массовой категории пользователей ПМК освоение новой, гораздо более мощной вычислительной техники — ПЭВМ.

В справочнике кратко описаны основные типы отечественных и зарубежных ПЭВМ, их периферийное оборудование и основной язык программирования — бейсик (BASIC). Рассмотрен ряд типовых версий бейсика, от простых до расширенных, содержащих команды обработки символьных переменных, косвенной адресации и построения графиков. Даны основы програм­мирования на бейсике и перевода программ с одной версии бейсика на другую.

Основное внимание в справочнике уделено описанию общего прикладного математического, алгоритмического и программного обеспечения ПЭВМ, рассчитанного прежде всего на научно-технические и статистические расчеты. По сравнению с [10] существенно расширено описание алгоритмов и увеличена сложность решаемых задач. Так, в справочнике описаны универсальные программы для решения систем линейных и дифференциальных уравнений (в том числе с автоматическим выбором шага интегрирования), численного интегрирования с заданной точностью, вычисления всех корней полиномов с действительными и комплексными коэффициентами и т. д. Существенно расширен круг вычисляемых специальных функций. В последней главе дан ряд прикладных программ для решения задач в некоторых конкретных областях науки и техники. Разумеется, эти программы не исчерпывают решения всего многообразия таких задач. При использовании всех возможностей персональных ЭВМ на них можно решать сложные научно-технические задачи, вплоть до проектирования космических аппаратов [29].

Справочник ориентирован на научно-технических работников, инженеров, техников и студентов вузов и техникумов. Поскольку подобное справочное руководство подготовлено впервые, автор отдает себе отчет в том, что книга не лишена недостатков, и с благодарностью примет советы и замечания по ее содержанию. Автор выражает глубокую благодарность рецензенту доктору технических наук, профессору С. В. Черемных, кандидату технических наук, доценту Т. А. Самойловой, Т. А. Калаевой и всем коллегам, оказавшим помощь автору в подготовке программ и рукописи. Пожелания по книге следует направлять по адресу: 117071 Москва В-71, Ленинский просп., 15. Главная редакция физико-математической литера­туры издательства «Наука».

В. П. Дьяконов
^ КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ СПРАВОЧНИКОМ
1. Приведенные в справочнике программы даны на версии языка бейсик умеренной слож­ности, применяемой в массовых отечественных системах подготовки программ на базе настольной микроЭВМ Электроника-ДЗ-28. Они легко переводятся на версии бейсика, применяемые в диалоговых вычислительных комплексах ДВК.-1, ДВК-2 и ДВК.-3, микроЭВМ Электроника-60, Искра-226 и др. Для перевода программ рекомендуется изучить материал гл. 2 и описание версии языка бейсик, применяемой в ПЭВМ, которой располагает пользователь.

2. Программы содержат детальный диалог с пользователем, который легко воспринимается при чтении листинга (текста) программы. В первой строке листинга дается подробное наиме­нование программы. Порядок использования программы указывается комментариями, выводи­мыми на экран дисплея. Поэтому в поясняющем тексте подробное описание правил использова­ния каждой программы не приводится.

3. Все программы рассчитаны на вывод результатов вычислений на экран терминала (дисплея) в экспоненциальной форме, как правило, с одним знаком до десятичной точки и девятью — после нее. Для вывода результатов на печать принтером и изменения формата в программу следует включить команды вида PRINT# 1 ... (на место многоточия записываются символы, задающие формат печати).

4. Программы даны в виде распечатки листингов, что исключает возникновение типограф­ских ошибок. Однако после ввода программ в ЭВМ нужно тщательно проверить их как по кон­трольным примерам, так и тестам пользователя, учитывающим специфику решаемых задач и области применения выбранных численных методов.

5. Между буквенными обозначениями в тексте описания и в программе могут быть легко интерпретируемые различия. Например, буква е в программе может обозначаться как Е, строчная буква т — как прописная М и т. д. Эти различия обусловлены тем, что в бейсике используются только прописные латинские (а в комментариях и русские) буквы. В отдельных случаях (но не всегда) эти различия оговорены. Как правило, смысл обозначений поясняется комментариями в программах.

6. Следует помнить, особенно при использовании программ, реализующих итерационные методы, что заданная погрешность вычислений е относится к погрешности метода, но не к при­меняемым исходным формулам! Например, приближенные формулы для инженерного расчета индуктивности или емкости могут иметь погрешность, существенно превосходящую 8. Оценка погрешности приближенных и эмпирических формул в ряде случаев не дается, поскольку она входит в сферу профессиональных познаний пользователя.

7. При проведении важных вычислений рекомендуется внимательно разобраться с алго­ритмом вычислений и применяемой программой. Следует помнить, что скрытые и неожиданно выявляющиеся ошибки могут быть даже в тщательно отлаженных программах, выдержавших испытания контрольными тестами. Лучший путь исключения таких ошибок заключается в применении программ, полностью понятных пользователю. Естественность и простота записи математических выражений и логических условий на бейсике существенно облегчает разбор программ и способствует осмысленному их применению.

8. В справочнике описаны полностью законченные программы. Однако, удалив строки программ, содержащие операторы ввода исходных данных и вывода результатов, большинство программ можно использовать в качестве подпрограмм в сложных расчетах. Разумеется, при этом может потребоваться изменение номеров строк и адресов.

9. Материал справочника ориентирован на решение расчетных (математических, инже­нерных и др.) задач общего характера. Поэтому основное внимание уделено алгоритми­ческой ясности программ. В программах по возможности использованы операторы, встре­чающиеся во всех версиях языка программирования бейсик. Применение некоторых опера­торов, например DEF FN, FN, ON и др., сознательно ограничено, так как в ряде версий языка бейсик они отсутствуют и могут быть заменены другими операторами. Эти меры направлены на придание программам большей универсальности и на облегчение перевода программ на другие версии бейсика.

10. Наиболее совершенные версии языка бейсик обладают обширными дополнительными возможностями: обработка текстов, графика, средства создания машинных фильмов, звуко­вые эффекты и т. д. Однако в реализациях этих возможностей у различных версий языка бейсик имеется много принципиальных отличий. Их описание, как отмечалось в предисловии, выводит за рамки данной книги. Однако пользователи ПЭВМ могут легко дополнить описан­ные в справочнике программы выводом графиков, заданием звуковых эффектов и другими возможностями.

11. Математические выражения и формулы в справочнике даны в окончательном виде без выводов. Читатель, желающий подробно разобраться с математическим обоснованием описанных в справочнике алгоритмов и программ может воспользоваться специальной лите­ратурой, включая приведенную в списке литературы справочника.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   40

Похожие:

Оглавление iconАб «Таатта» зао в г. Якутске Тарифы Оглавление Тарифы 1 Оглавление 2
Настоящий документ устанавливает ставки комиссионного вознаграждения на услуги, предоставляемые аб «Таатта» зао физическим лицам
Оглавление iconДоклад Совету при Президенте Российской Федерации по науке и образованию...
«Наука, образование и инновации в России: взгляд молодых ученых на проблемы и перспективы»
Оглавление iconОглавление

Оглавление iconОглавление

Оглавление iconОглавление: Стр

Оглавление iconМоя биография оглавление

Оглавление iconГромов Сергей, реферат по химии
Оглавление
Оглавление iconОглавление
Общая характеристика строения и функций соединительной ткани
Оглавление iconПрактическая работа по текстовому редактору word «Структура документа. Оглавление»

Оглавление iconФедеральный государственный образовательный стандарт дошкольного образования оглавление
Общие положения
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница