Санкт-Петербурзький державний технологічний інститут
(Технічний університет)
Кафедра Математичного моделювання та оптимізації хіміко-технологічних процесів
Факультет 5
Курс I
Група 517
Дисципліна: інформатика.
Курсова робота
Тема: Створення програмних продуктів для вирішення завдань.
Студент: Хохленко Сергій Дмитрович
Науковий керівник:
Гайко Андрій Володимирович
Санкт-Петербург
2002
Зміст
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
Завдання на роботу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
Опис методу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
Алгоритм побудови рішення задачі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
Глава I ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
Проект. Робоча форма Visual Basic ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
Програмний код ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 9
Властивості об'єктів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
Робоча форма з даними ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
Глава II ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....... 12
Рішення в MathCad'е ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
Графіки № 1 і
№ 2 ................................................ ..........................< br>................... 14
Глава
III ................................................. ........................< br>......................................... 15
Рішення завдання в
Excei'е ............................................... ......................< br>............ 16
Графікизалежностей ................................................. ...............< br>...................... 17
Висновок ................................................. .................< br>........................................... 18
Анотація ................................................. ..................
......................... .................. 19
Анотація
У цій роботі розглянуто Метод найменших квадратів,що дозволяє вести розрахунки в різних фізико-хімічних завданнях.
Головними законами, необхідними для вирішення поставленого завдання, є:
Закон Ньютона і Закон Стефана-Больцмана.
Робота виконана в трьох програмних середовищах: Visual Basic, Excel і Math-Cad.
Програмний код, написаний на мові програмування Visual Basic,читається легко і простий в розумінні. Побудовані графіки дозволяютьвибрати найбільш відповідний закон для розрахунку швидкості охолодження.
Введення
Сучасне програмування розвивається і широко використовується длявирішення таких завдань, як програмування баз даних, реалізація обмінуміж додатками, використання мережевих технологій тощо; современ-нісистеми програмування забезпечують генерацію коду.
Більшість комп'ютерів в рамках всього світу працюють під управліннямопераційної системи Windows корпорації Microsoft. Кожен користувач хочаб раз у житті працював з програмами Word, Excel або Access. Практичнізавдання іноді вимагають обміну даними між прог-женіямі, і нехай, наприклад,є база даних, потрібно зробити запит до неї, а потім - математичнуобробку результатів запиту, яку, можна виконати тільки звикористанням Excel; тут слід передати резуль-тати запиту вдодаток Excel і для цього потрібно використовувати мову про-граммірованія.
Базовою мовою програмування корпорації Microsoft є Visual
Basic. Сучасні його версії дозволяють, і реалізувати в програмі SQL -запит до бази даних і виконати вищезгадану передачу даних.
Особливість мови Visual Basic полягає в реплікації і синхронізації базданих.
Курсова робота включає в себе три різні варіанти введення данихзначень: автоматичний (найбільш простий) і дві ручних: відкриття файлу ісамостійний введення кожного окремого числа (значення). Крім цього,робота включає в себе універсальний інженерний калькулятор, необхід-мыйдля будь-яких обчислень. Побудовані графіки залежностей в про-грамахдозволяють вибрати найбільш прийнятний закон, а також сама мовапрограмування.
Завдання № 7
Закон Ньютона має вигляд: V = AQ (1) де V-швидкість охолодження, а Q-надлишок температури.
За даними спостережень, що подаються в таблиці:
| № Досвіду | V (I) | Q (I) | V (I) розр. | V (I) |
| 1 | 8.81 | 220 | | |
| 2 | 7.40 | 200 | | |
| 3 | 6.10 | 180 | | |
| 4 | 4.89 | 160 | | |
| 5 | 3.88 | 140 | | |
| 6 | 3.02 | 120 | | |
| 7 | 2.30 | 100 | | |
Знайти значення коефіцієнта A; швидкість охолодження, обчислюється за формулою
(1); відносну похибку.
(2)
Для обчислення коефіцієнта A необхідно вирішити систему рівнянь:
(3)
Для цього слід вирішити рівняння:
(4)
Якщо максимальна відносна похибка (2) виявиться більше 5%,перевірити, чи узгоджується з даними досвіду закон Стефана: V = k ((Q +273) ^ 4 -
273 ^ 4) (5).
Позначивши Z = k ((Q +273) ^ 4-273 ^ 4), де k = 5,67 * 10 ^ (-9), підібрати коефіцієнти - ціент
A, швидкість охолодження, відносну похибку, вирішити сле-дмесистему рівнянь:
V = AZ (6)
План рішення задачі
1. Скласти алгоритм і програму обчислення коефіцієнта А,
V (I) розрахункового і відносну похибку.
2. Обчислення А оформити у вигляді підпрограми загального вигляду.
3. Надрукувати таблиці.
4. Побудувати графіки залежностей V (I) розрахункового і V (I) від Q (I).
5. Вибрати закон, за яким розрахункові значення V (I) розрахункові краще узгоджуються з даними досвіду.
Проект. Робоча форма Visual Basic:
Програмний код в середовищі Visual Basic:
Option Explicit
Dim I As Integer
Dim a (7) As Single
'ENTER, Елементи масиву
Private Sub Комманда1_Click ()
Dim V (7) As Single, Q (7) As Single
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 0) = "№ Досвіду"
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 1) = "V (I)"
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 2) = "Q (I)"
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 3) = "V (I) розр."
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 4) = "V (I),%"
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 0) = I
Next I
'АВТОМАТИЧНИЙ ENTER,
If Проверка1.Value = 1 Then
Open "A: Данние.txt" For Input As # 1
For I = 1 To 7
Input # 1, V (I), Q (I)
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1) = V (I)
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2) = Q (I)
Next I
Close # 1
End If
'ENTER, Елементи масиву Вручну
If Проверка1.Value = 0 Then
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1) = InputBox ( "ВВЕДІТЬ елемент масиву V (I)")
Next I
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2) = InputBox ( "ВВЕДІТЬ елемент масиву Q (I)")
Next I
End If
End Sub
'РІШЕННЯ A = V/Q, знаходження MIN (MAX), СУМИ Елементи масиву
Private Sub Комманда2_Click ()
Спісок1.Clear
For I = 1 To 7
Спісок1.AddItem (CCur (MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1)/
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2)))
Next I
Dim Summ As Single
Summ = 0
For I = 1 To 7
Summ = Summ + MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1)
Next I
Текст1.Text = CSng (Summ)
Dim Summa As Single
For I = 1 To 7
Summa = Summa + MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2)
Next I
Текст2.Text = CSng (Summa)
'Розрахунок коефіцієнта "А"
Dim a As Singlea = Текст1.Text/Текст2.Text
Текст3.Text = CSng (a)
End Sub
'V (I) Розрахункові
Private Sub Комманда3_Click ()
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 3) = Текст3.Text * MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2)
Next I
End Sub
'Похибка
Private Sub Комманда4_Click ()
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 4) = Ccur (Sqr ((((MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 3) -
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1))/MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1)) * 100) ^ 2))
Next I
'СОРТИРОВКИ
Dim min As Single
Dim max As Singlemin = MSFlexGrid1.TextMatrix (7, 4)
'Знаходження MIN
For I = 1 To 7
If MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 4) 4)
Next I
Текст4.Text = CSng (min)max = MSFlexGrid1.TextMatrix (1, 4)
'Знаходження MAX
For I = 1 To 7
If MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 4)> max Then max = MSFlexGrid1.TextMatrix (I,
4)
Next I
Текст6.Text = CSng (max)
End Sub Private Sub Комманда5_Click ()
'Закон Стефана-Больцмана
'V = k * Q ^ 4, де k-постійна Стефана-Больцмана: k = 5.67 * 10 ^ -8
Dim z (7) As Single, V (7) As Single
For I = 1 To 7z (I) = 0.0000000567 * ((MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2) + 273) ^ 4 - 273 ^ 4)
'V = AZ
V (I) = 0.1 * Текст3.Text * z (I)
'ВИСНОВОК ШВИДКОСТІ ОХОЛОДЖЕННЯ
Спісок2.AddItem (Ccur (V (I)))
Next I
End Sub
Private Sub Комманда6_Click ()
End Sub
Private Sub Command7_Click ()
Dim V (7) As Single, Q (7) As Single
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 0) = "№ Досвіду"
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 1) = "V (I)"
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 2) = "Q (I)"
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 3) = "V (I) розр."
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 4) = "V (I),%"
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 0) = I
Next I
'АВТОМАТИЧНИЙ ENTER,
If Проверка1.Value = 1 Then
Open "A: Данние.txt" For Input As # 1
For I = 1 To 7
Input # 1, V (I), Q (I)
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1) = V (I)
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2) = Q (I)
Next I
Close # 1
End If
'ENTER, Елементи масиву Вручну
If Проверка1.Value = 0 Then
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1) = InputBox ( "ВВЕДІТЬ елемент масиву V (I)")
Next I
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2) = InputBox ( "ВВЕДІТЬ елемент масиву Q (I)")
Next I
End If
Спісок1.Clear
For I = 1 To 7
Спісок1.AddItem (Ccur (MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1)/
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2)))
Next I
Dim Summ As Single
Summ = 0
For I = 1 To 7
Summ = Summ + MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1)
Next I
Текст1.Text = CSng (Summ)
Dim Summa As Single
For I = 1 To 7
Summa = Summa + MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2)
Next I
Текст2.Text = CSng (Summa)
'Розрахунок коефіцієнта "А"
Dim a As Singlea = Текст1.Text/Текст2.Text
Текст3.Text = CSng (a)
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 3) = Текст3.Text * MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2)
Next I
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 4) = Ccur (Sqr ((((MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 3) -
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1))/MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1)) * 100) ^ 2))
Next I
'СОРТИРОВКИ
Dim min As Single
Dim max As Singlemin = MSFlexGrid1.TextMatrix (7, 4)
'Знаходження MIN
For I = 1 To 7
If MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 4) 4)
Next I
Текст4.Text = CSng (min)max = MSFlexGrid1.TextMatrix (1, 4)
'Знаходження MAX
For I = 1 To 7
If MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 4)> max Then max = MSFlexGrid1.TextMatrix (I,
4)
Next I
Текст6.Text = CSng (max) 'закон Стефана-Больцмана
'V = k * Q ^ 4, де k-постійна Стефана-Больцмана: k = 5.67 * 10 ^ -8
Dim z (7) As Single, W (7) As Single
For I = 1 To 7z (I) = 0.0000000567 * ((MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2) + 273) ^ 4 - 273 ^ 4)
'V = AZ
W (I) = 0.1 * Текст3.Text * z (I)
'ВИСНОВОК ШВИДКОСТІ ОХОЛОДЖЕННЯ
Спісок2.AddItem (Ccur (W (I)))
Next I
End Sub
Private Sub mnuВключіть_Click ()
'ВКЛЮЧЕННЯ КАЛЬКУЛЯТОР
'OLE1.SourceDoc = "C: WINDOWSCALC.EXE"
OLE1.Action = 7
End Sub
Private Sub mnuВиход_Click ()
End
End Sub
Private Sub mnuОткрить_Click ()
Dim V (7) As Single, Q (7) As Single
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 0) = "№ Досвіду"
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 1) = "V (I)"
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 2) = «Q (I)«
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 3) = "V (I) розр."
MSFlexGrid1.TextMatrix (0, 4) = «V (I),%»
For I = 1 To 7
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 0) = I
Next I
'АВТОМАТИЧНИЙ ENTER,
Open "A: Данние.txt" For Input As # 1
For I = 1 To 7
Input # 1, V (I), Q (I)
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 1) = V (I)
MSFlexGrid1.TextMatrix (I, 2) = Q (I)
Next I
Close # 1
End Sub
Private Sub mnuСкрить_Click ()
'ПРИХОВАТИ ЧАС
Часи1.Enabled = False
Текст5.Text = ""
End Sub
Private Sub mnuПоказать_Click ()
'ПОКАЗАТИ ЧАС
Часи1.Enabled = True
Часи1.Interval = 250
End Sub
Private Sub Часи1_Timer ()
'ВИСНОВОК ЧАСУ
Текст5.Text = CStr (Time)
End Sub
Значення властивостей об'єктів:
VERSION 5.00
Object = "(5E9E78A0-531B-11CF-91F6-C2863C385E30) # 1.0 # 0"; "MSFLXGRD.OCX"
Begin VB.Form Форма1
Caption = "Курсова робота"
ClientHeight = 4905
ClientLeft = 165
ClientTop = 735
ClientWidth = 6660
LinkTopic = "Form1"
ScaleHeight = 4905
ScaleWidth = 6660
StartUpPosition = 3 'Windows Default
Begin VB.ListBox список2
Height = 1425
ItemData = "Курсова РАБОТА.frx": 0000
Left = 3600
List = "Курсова РАБОТА.frx": 0002
TabIndex = 16
Top = 3240
Width = 1095
End
Begin VB.ListBox список1
Height = 1425
ItemData = "Курсова РАБОТА.frx": 0004
Left = 2400
List = "Курсова РАБОТА.frx": 0006
TabIndex = 15
Top = 3240
Width = 1095
End
Begin VB.TextBox Текст6
Height = 285
Left = 5040
TabIndex = 14
Top = 3480
Width = 1095
End
Begin VB.TextBox Текст5
Height = 285
Left = 5280
TabIndex = 13
Top = 360
Width = 855
End
Begin VB.TextBox Текст 4
Height = 285
Left = 5040
TabIndex = 12
Top = 2880
Width = 1095
End
Begin VB.TextBox Текст 3
Height = 285 < p> Left = 5040
TabIndex = 11
Top = 2280
Width = 1095
End
Begin VB.TextBox Текст 2
Height = 285
Left = 5040
TabIndex = 10
Top = 1680
Width = 1095
End
Begin VB.TextBox Текст 1
Height = 285
Left = 5040
TabIndex = 9
Top = 1080
Width = 1095
End
Begin VB.Timer Часи1
Interval = 250
Left = 4800
Top = 3840
End
Begin VB.CommandButton Комманда6
Caption = "Вихід"
Height = 195
Left = 240
TabIndex = 7
Top = 4440
Width = 1575
End
Begin VB.CommandButton Команда 5
Caption = "ПЕРЕВІРКА"
Height = 195
Left = 240
TabIndex = 6
Top = 4200
Width = 1575
End
Begin VB.CommandButton Команда 4
Caption = "похибки"
Height = 195
Left = 240 < p> TabIndex = 5
Top = 3960
Width = 1575
End
Begin VB.CommandButton Команда 3
Caption = "Vрасч .= AQ"
Height = 195
Left = 240
TabIndex = 4
Top = 3720
Width = 1575
End
Begin VB.CommandButton Команда 2
Caption = "РІШЕННЯ"
Height = 195
Left = 240
TabIndex = 3
Top = 3480
Width = 1575
End
Begin VB.CommandButton Команда 1
Caption = "ВВЕСТИ"
Height = 195
Left = 240
TabIndex = 2
Top = 3240
Width = 1575
End
Begin VB.CheckBox Проверка1
Caption = "Автоматична"
Height = 375
Left = 120
TabIndex = 1
Top = 240
Width = 2775
End
Begin MSFlexGridLib.MSFlexGrid MSFlexGrid1
Height = 2055
Left = 0
TabIndex = 0
Top = 840
Width = 4935
_ExtentX = 8705
_ExtentY = 3625
_Version = 393216
Rows = 8
Cols = 5
End
Begin VB.OLE OLE1
Class = "Package"
Height = 495
Left = 5280
OleObjectBlob = "Курсова РАБОТА.frx": 0008
SourceDoc = "C: WINDOWSCALC.EXE"
TabIndex = 24
Top = 3840
Width = 855 < p> End
Begin VB.Label Метка8
Caption = "ПЕРЕВІРКА"
Height = 255
Left = 3600
TabIndex = 23
Top = 3000
Width = 1095
End
Begin VB.Label Мітка 7
Caption = "A = V/Q"
Height = 255
Left = 2280
TabIndex = 22
Top = 3000
Width = 1095
End
Begin VB.Label Позначка 6
Caption = "Max V (I) ,% "
Height = 255
Left = 5040
TabIndex = 21
Top = 2640
Width = 1095
End
Begin VB.Label Мітка 5
Caption = "Min V (I),%"
Height = 255
Left = 5040
TabIndex = 20
Top = 3240
Width = 1095
End
Begin VB.Label Мітка 4
Caption = "Коефф-нт А"
Height = 255
Left = 5040
TabIndex = 19
Top = 2040
Width = 1095
End
Begin VB.Label Мітка 3
Caption = "Сума Q (I)"
Height = 255
Left = 5040
TabIndex = 18 < p> Top = 1440
Width = 1095
End
Begin VB.Label Мітка 2
Caption = "Сума V (I ) "
Height = 255
Left = 5040
TabIndex = 17
Top = 840
Width = 1095
End
Begin VB.Label Мітка 1
Caption = "ПОТОЧНИЙ ЧАС"
Height = 255
Left = 3720
TabIndex = 8
Top = 360
Width = 1575
End
Begin VB.Menu mnuФайл
Caption = "Файл"
Begin VB.Menu mnuОткрить
Caption = "Відкрити"
End
Begin VB.Menu mnuВиход
Caption = "Вихід"
End
End
Begin VB. Menu mnuВремя
Caption = "Час"
Begin VB.Menu mnuПоказать
Caption = "Показати"
End
Begin VB.Menu mnuСкрить
Caption = "Сховати"
End
End
Begin VB.Menu mnuКалькулятор
Caption = "Калькулятор"
Begin VB.Menu mnuВключіть
Caption = "Увімкнути"
End
End
End
Attribute VB_Name = "Форма1"
Attribute VB_GlobalNameSpace = False
Attribute VB_Creatable = False
Attribute VB_PredeclaredId = True
Attribute VB_Exposed = False
Робоча форма з даними:
Рішення завдання за допомогою MathCad.
Обчислення сумиелементів масивів:
Відносна похибка:
Розрахунок швидкості охолодження за законом Стефана: V = kT ^ 4
Постійне Стефана-Больцмана:
< p>
Графік № 1 побудований за даними, а № 2 - за розрахунками.
Рішення задачі в Excel
| | | V (I) розр | V (I),% |
| V (I) | Q (I) | | |
| 8,81 | 220 | 7,15 | 18,84222 |
| 7,4 | 200 | 6,5 | 12,16216 |
| 6,1 | 180 | 5,85 | 4,098361 |
| 4,89 | 160 | 5,2 | 6,339468 |
| 3,88 | 140 | 4,55 | 17,26804 |
| 3,02 | 120 | 3,9 | 29,13907 |
| 2,3 | 100 | 3,25 | 41,30435 |
| 36,4 | 1120 | | |
| | | | |
| A = V/Q | Коеф. А | Z | СТЕФАНА |
| 0,040045 | 0,0325 | 303,4484467 | 9,862075 |
| 0,037 | | 252,3155307 | 8,200255 |
| 0,033889 | | 207,2734376 | 6,736387 |
| 0,030563 | | 167,8181271 | 5,454089 |
| 0,027714 | | 133,4673316 | 4,337688 |
| 0,025167 | | 103,7605564 | 3,372218 |
| 0,023 | | 78,25907956 | 2,54342 |
Графіки залежностей:
Висновок: < p> На підставі отриманих в програмах даних:розрахунків та графіків, можна зробити висновок, що найбільш пріе-млемим мовоюпрограмування є Visual Basic, а закон найбільш точно що даєсхожі результати з даними досвіду є закон Стефана.
