Алгоритмізація та програмування
Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни
"Обчислювальна техніка та програмування"
Автор роботи Архипова Е.В. 0611
( "Менеджмент")
Пензенський державний університет, Кафедра
"Математичне забезпечення і застосування ЕОМ"
Пенза 1998
Скласти схему алгоритму і програму на
алгоритмічній мові C + + для вирішення наступної задачі.
Знайти максимальне значення внутрішнього радіусу
циліндричної труби R1 (R1ізменяется від L до N з кроком М), для якого
обсяг циліндричної труби не менше обсягу прямокутного паралелепіпеда зі сторонами А, В і С. Зовнішній радіус R2 і
висота Н циліндричної труби залишаються незмінними.
Вихідні дані
L
N
M
A
B
C
R2
H
2.3
12.5
0.1
2.4
3.7
10.4
12.6
2.3
Обсяг роботи за проектом
1. Розрахункова частина
Вибір математичних формул для вирішення поставленої
завдання
Реферат
Пояснювальна записка містить 16 аркушів, 4 малюнка, 2 формули
3 використаних джерела, 2 додатки.
С + +, ПРОГРАМА, РЕЗУЛЬТАТИ, Схема алгоритму.
У цій курсовій роботі наведено завдання,
що вимагає для вирішення використання сучасних засобів обчислювальної техніки.
Дана структура і описано функціональне призначення основних блоків ЕОМ.
Викладено математичні підходи до
розв'язання задачі, поставленої в роботі. Розроблено схему алгоритму
реалізації її вирішення. Запропоновано текст програми на алгоритмічній мові С + +,
представлені результати розрахунків та проведено їх аналіз.
Вступ
Історія появи та розвитку персональних
комп'ютерів є одним з
найбільш вражаючих явищ нашого
століття. З моменту появи перших зразків персональних
комп'ютерів пройшло менше 25 років, але зараз без них вже немислимо величезна кількість областей людської
діяльності - економіка, управління, наука, інженерна справа,
видавнича справа, освіта,
культура і т.д. Інтерес до персональних комп'ютерів постійно росте, а коло їх
користувачів безперервно расшіряется.В число користувачів ПЕОМ
залучаються як новачки в комп'ютерному
справі, так і фахівці з інших
класів ЕОМ.
Мова С + + - універсальна мова загального призначення,
область додатків якого - програмування систем в самому широкому сенсі.
Крім цього, С + + успішно використовується як у
багатьох додатках, так і в
потужних операційних системах. Реалізація С + +
здійснена для машин в діапазоні від найпростіших персональних
комп'ютерів до найпотужніших суперкомп'ютерів і для всіх операційних систем.
1. Структура сучасних ЕОМ
Основними
компонентами комп'ютера є
процесор, пам'ять, пристрої введення та
виводу. За допомогою пристрою введення програма і вихідні дані
потрапляють в память.Программа містить послідовність інструкцій, яку виконує процесор. Результати виконання
програми надходять в
пристрою виводу. Як пристрій введення, як правило, використовується клавіатура, в
як пристрій виводу --
дисплей, на якому висвічуються
результати виконання програм, або принтер.
Поряд з клавіатурою, дисплеєм і принтером використовуються дисководи і накопичувачі на
жорстких дисках - пристрої, що здійснюють запис і читання
інформації. Це означає, що
результати, отримані на певному етапі виконання програми і записані на магнітний диск,
можуть бути використані на наступних
етапах виконання програми як вихідні дані.
Рис.2. Структурна схема ПЕОМ
На рис.2 зображена структурна схема ПЕОМ, яка
містить наступні основні компоненти:
1) ЦП --
центральний процесор, який керує роботою ПЕОМ а й виконує всі
обчислення;
2) ОЗУ --
оперативний запам'ятовуючий пристрій, в якому розташовуються програми,
виконувані ПЕОМ, що використовуються програмами дані.
3) ПЗУ --
постійний запам'ятовуючий пристрій, в якому розташовуються програми,
виконувані ПЕОМ при своєму включенні.
Схема містить
наступні компаненти, які призначені для зв'язку ПЕОМ з зовнішніми
устроуствамі:
1) Контролер
дисплея - дозволяє підключити процесор до відео контрольного пристрою,
забезпечує передачу відеоінформації і перемикання видеорежимов дисплея;
2) Контролер
клавіатури - дозволяє підключити процесор до пристрою ручного введення
інформації, забезпечує опитування кожної клавіші і передає процесору код
натиснутою клавіші;
3) Порти введення
- Виведення, через які процесор обмінюється даними з зовнішніми пристроями
, Призначені для підключення до них зовнішніх пристроїв, таких як принтер,
динамік, зовнішні пристрої пам'яті;
4) Контролер
накопичувача на диску - пов'язує накопичувачі зовнішньої оперативної пам'яті з ОЗУ,
забезпечує прийом, передачу інформації від носія;
На схемі
показані наступні зовнішні пристрої ПЕОМ:
1) Дисплей - основний засіб оперативного виведення інформації
, Призначений для виведення текстової або графічної інформації на екран.
2) Клавіатура - стандартний пристрій вводу
інформації, основний засіб взаємодії користувача з ПЕОМ.
3) Принтер - пристрій друку текстової та графічної
інформації.
Принтери бувають 3х типів - матричні, струменеві та
лазерні.
4) Накопичувач на гнучких магнітних дисках - пристрій
зовнішньої пам'яті - служить для
довготривалого зберігання інформації - програм, архівних даних і т.д. Ємність
носія та швидкість передачі даних незначна.
5) Накопичувач на жорстких магнітних дисках - пристрій
зовнішньої пам'яті - служить для
довготривалого зберігання інформації - програм, архівних даних і т.д. Ємність
носія та швидкість передачі даних висока.
2. Математична частина
На Рис.3
зображено геометричні фігури: циліндрична труба і прямокутний
паралелепіпед.
Рис.3. Геометричні фігури
Обчислення значень необхідних величин проводилося за
формулами:
Формула (1) --
об'єм прямокутного паралелепіпеда:
(1)
де A, B, C --
сторони прямокутного паралелепіпеда.
Формула (2) --
обсяг циліндричної труби:
(2)
де h - висота
циліндричної труби;
R1 - внутрішній діаметр циліндричної
труби;
R2 - зовнішній діаметр циліндричної
труби.
3. Опис алгоритму рішення завдання
За умовами,
заданих в задачі, значення внутрішнього радіусу циліндричної труби R1
змінюється сo значення L до N з кроком M.
Причому обсяг
циліндричної труби не може бути меншим за обсяг прямокутного
паралелепіпеда.
Отже, необхідно перебирати результати
обчислення обсягу циліндричної труби з кожною зміною внутрішнього радіусу
підстави, до тих пір, поки обсяг циліндричної труби не стане більше або
дорівнює обсягу прямокутного паралелепіпеда.
Відповідно до наведених словесним описом
алгоритму розв'язання поставленої задачі розроблено схему розв'язуваної задачі,
яка зображена на мал.4.
У зображеному алгоритмі блоки мають описане нижче
призначення:
Блок 1. Початок програми;
Блок 2. Введення L, N, M, R2, H, A, B, C з клавіатури;
Блок 3. Обчислення об'єму прямокутного
паралелепіпеда;
Блок 4. Встановлення початкового максимального значення
внутрішнього радіусу циліндричної труби;
Блок 5. Організація циклу змінної R1;
Блок 6. Обчислення обсягу циліндричної труби;
Блок 7. Перевірка умови Vc <= Vt, якщо воно
виконується, то перехід на блок 8, якщо ні, то на блок 10;
Блок 8. Перевірка умови MAX
Блок 9. Обчислення максимального значення внутрішнього
радіусу, обсягу циліндричної труби;
Блок 10. Висновок значень обсягу циліндричної труби,
об'єму прямокутного паралелепіпеда, максимального значення внутрішнього
радіусу;
Блок 11. Кінець програми.
4. Аналіз результатів обчислень
Розрахунки, проведені за програмою, що реалізує
описаний в 3 алгоритм (текст програми див. у додатку), дозволили отримати
наступні результати:
Введіть L, N, M:
2.3 12.5 0.1
Введіть R2, H:
12.6 2.3
Введіть A, B, C:
2.4 3.7 10.4
Об'єм циліндричної труби = 106.595131
Об'єм прямокутного паралелепіпеда = 92.352005
Максимальне значення внутрішнього радіусу = 12.00001
Аналіз цих
результатів дає можливість зробити висновок, що складена програма
дозволяє правильно вирішити поставлене завдання тому результати її роботи
збігаються з результатами, отриманими при обчисленні вручну. Виведені на
екран величини об'єму прямокутного паралелепіпеда, обсягу циліндричної
труби та її максимальне значення внутрішнього радіусу відповідають умовам
поставленого завдання.
Висновок
У курсової роботі вирішена задача визначення
максимального значення внутрішнього радіусу циліндричної труби, для якого обсяг циліндричної труби не
менше обсягу прямокутного паралелепіпеда
зі сторонами А, В і С.
Розроблено алгоритм розв'язання поставленої задачі,
складена і налагоджена програма на мові С + +. , Що реалізує зазначений алгоритм.
З її допомогою проведені розрахунки, проаналізовані отримані результати. Аналіз
результатів показав, що поставлена задача успішно вирішена.
Список літератури
1. Бронштейн И.Н. , Семендяев К.А. Довідник по
вищої математики для інженерів і учнів втузов. - М.: Наука, 1981. - 718
с.
2. Б'ярне Страуструп. Мова програмування С + +. У двох
частинах. Пер. з англ. Київ: "ДіаСофт", 1993.-296 с., Іл.
3. Корріган Джон: С + + основи програмування: Пер з
англ. -М.: Ентропія, 1995. - 352 с., Іл.
ДОДАТОК 1
ТЕКСТ ПРОГРАМИ
# include
# include
# include
void main () (
float L, N, M, R2, R1, H, A, B, C, MAX, VC, VT, V;
clrscr ();
cout << "n" << "Введіть L, N, M:" << "n";
cin>> L>> N>> M;
cout << "n" << "Введіть R2, H:" << "n";
cin>> R2>> H;
cout << "n" << "Введіть A, B, C:" << "n";
cin>> A>> B>> C;
VC = A * B * C;
MAX =- 1E38;
for (R1 = L; R1 <= N; R1 = R1 + M)
(VT = H * 3.14 * (R2 * R2-R1 * R1);
if (VC <= VT) if (MAX
cout << "n" << "Обсяг
циліндричної труби = "<
cout << "n" << "Об'єм прямокутного
паралелепіпеда = "<
cout << "n" << "Максимальне
значення внутрішнього радіусу = "<
getch ();
)
ДОДАТОК 2
РЕЗУЛЬТАТИ
РОБОТИ ПРОГРАМИ
Введіть L, N, M:
2.3 12.5 0.1
Введіть R2, H:
12.6 2.3
Введіть A, B, C:
2.4 3.7 10.4
Об'єм циліндричної труби = 106.595131
Об'єм прямокутного паралелепіпеда = 92.352005
Максимальне значення внутрішнього радіусу = 12.00001
Для підготовки даної роботи були використані
матеріали з сайту http://kurslab.chat.ru/
