Mathcad

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций

и информатики»

Кафедра Передача дискретных сообщений и метрологии (ПДСиМ)

11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи,

профиль Сети связи и системы коммутации

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине «СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГЛАВЫ МАТЕМАТИКИ»

для специальности «Сети связи и системы коммутации»

Выполнил: студент ФАЭС,

гр. ЗС-81 В.А. Сигаев

Проверил: Профессор П.Б. Зеленцов

Новосибирск 2019

Содержание

mathcad график функция алгоритм

1. Введение

• 2. Редактор Mathcad
• 2.1 Постановка задачи
• 2.2 Краткое описание редактора Mathcad
• 2.3 Построение графиков функций
• 2.4 Анимированное представление графиков в Mathcad
• Заключение
• Библиография

• Введение
• С изменениями в структуре производства, повышением деловой активности членов общества, ростом их образовательного и культурного уровня, расширением связей во всех сферах жизнедеятельности, как в национальном так и в интернациональном масштабах, существенно возрастает роль и значимость информации. Ее справедливо рассматривают как важнейший ресурс и составную часть национального богатства любой страны.
• Своевременность и качество доставки информации обусловлены способностью технических средств к ее передаче, обработке и распределению, которая в современном мире получила название инфокоммуникационного комплекса. Развитие техники и технологии, оптимальность методов хозяйствования и управления во многом определяют эффективность внедрения основ рыночных отношений в экономику страны и общества в целом. Поэтому в современном мире связь рассматривается в качестве одной из главных компонент повышения эффективности производства и благосостояния общества.
• В связи с этим целью курсовой работы являются:
• - углубленное изучение системы Mathcad и некоторых разделов математики;
• - изучение методов обработки информации при помощи Mathcad, возможных алгоритмов написания программ и способов отображения информации.
• Задачей контрольной работы является применение на практике полученных знаний, расчет количества информации при кодировании равномерным и неравномерным двоичным кодом.

• 2. Редактор Mathcad
• 2.1 Постановка задачи
• 1) Построить на оси времени график трех периодов синусоидальной функции s1(t) = sin(2р*t/T).
• 2) Построить на том же рисунке графики функций s2(t) = sin(2р*t/T+ц) и s3(t) = s1(t) + s2(t).
• 3) Изменяя сдвиг фаз в диапазоне ц=0..2*р, исследовать поведение функций s2(t) и суммы s3(t). Что происходит с функцией s2(t) относительно s1(t) и с амплитудой s3(t) при изменении фазы. Сделать выводы.
• 4) Сделать анимацию рисунка используя возможности Mathcad:
• - определить переменную, которая будет изменяться для каждого кадра ц=FRAME;
• - выбрать Инструменты/Анимация/Запись;
• - настроить начальное и конечное значение переменной FRAME в окне «Запись анимации», здесь же при необходимости можно изменять количество кадров в секунду;
• - выделить анимируемый график и нажать кнопку анимировать.
• 5) Теорема косинусов. Определить длину результирующего вектора при сложении двух единичных векторов по правилу параллелограмма. Записать выражение для длины результирующего вектора от угла между складываемыми векторами
• 6) . В полярных координатах построить график зависимости длины результирующего вектора от угла в диапазоне ц = 0..2р. Сравнить длины результирующего вектора и амплитуды суммы двух гармонических функций S(t) при одинаковых углах ц. Сделать выводы.

• 2.2 Краткое описание редактора Mathcad
• Практические занятия по дисциплине «Основы инфокоммуникационных технологий» в соответствии с программой подготовки проводятся в классах персональных компьютеров не только традиционными методами (решению задач на бумаге и у доски), но и в форме интерактивных занятий с использованием для решения задач системы компьютерной симуляции Mathcad. Так моделируются основные процедуры обработки информации. При этом необходимые вычисления, какими бы громоздкими они ни были, выполняет компьютер, практически мгновенно. Это позволяет направить основные усилия на освоение существа изучаемых вопросов.
• Mathcad - программная среда для реализации на компьютере разнообразных моделей обработки информации. Она предоставляет пользователю удобные инструменты для работы с данными в форме чисел, аналитических выражений, графиков и даже текстами. В среде Mathcad можно выполнять эквивалентные преобразования алгебраических выражений и аналитические вычисления. Mathcad снабжен простым в освоении графическим интерфейсом, стандартным для всех Windows-приложений. Mathcad естественным образом внедряет компьютер в процесс разработки и исследования изучаемых процедур обработки информации. Для этого в среде Mathcad:
• используются традиционные способы записи аналитических выражений и функций;
• предоставляется интерфейс WYSIWYG (What You See Is What You Get - что видишь, то и получишь), когда напечатанный документ будет выглядеть точно так, как на экране;
• с клавиатуры вводятся лишь самые простые конструкции, для ввода сложных конструкций имеется большой набор специальных панелей;
• имеется такой редактор документов, который позволяет вводить и форматировать не только математические выражения и графики, но и текстовые комментарии, а значит, оформить документ в законченном виде;
• поддерживается механизм связи и внедрения Mathcad-объектов в другие Windows-приложения и наоборот [2].
• Краткое описание интерфейса Mathcad (Рисунок 2.1)
• Рисунок 2.1 Типовое окно Windows-приложения
• 1 - Строка заголовка;
• 2 - Строка меню
• 3 - Панель инструментов
• 4 - Панель форматирования
• 5 - Панель математических инструментов Math
• Поле окна Mathcad под панелью форматирования разделено серой вертикальной чертой 7 на две неравные части. Основная часть 8 слева от черты - первый лист Mathcad-документа. Здесь формируются фрагменты Mathcad-документа. В среде Mathcad три вида фрагментов: 9 - текстовая область (далее - ТО), 10 - математическая область (далее - МО) и 11 - область для графика функции. Каждая из областей разрабатывается своими средствами. Поле 12 справа от серой черты 7 - часть соседнего правого листа документа. Здесь группируются открытые панели, чтобы не загромождать основной лист Mathcad-документа.
• Красный крестик 13 в окне Mathcad - курсор (маркер ввода). Его положение отмечает то место на листе, где будет создаваться очередной фрагмент Mathcad-документа. Положением маркера в окне управляют клавиши со стрелками на клавиатуре, одно нажатие на стрелку перемещает курсор на одну позицию в направлении стрелки. Щелчком мыши устанавливаем курсор в то место листа, где находится указатель мыши.
• Начало работы в среде системы. Задача: Построить на оси времени график трех периодов синусоидальной функции s1(t) = sin(2р*t/T). Построить на том же рисунке графики функций s2(t) = sin(2р*t/T+ц) и s3(t) = s1(t) + s2(t). Изменяя сдвиг фаз в диапазоне ц=0..2*р, исследовать поведение функций s2(t) и суммы s3(t). Что происходит с функцией s2(t) относительно s1(t) и с амплитудой s3(t) при изменении фазы.
• 2.3 Построение графиков функций
• Для выполнения задачи запускаю Mathcad, определяю необходимые переменные, задаю функцию, строю графики необходимых функций (рисунок 2.2).

• Рисунок 2.2 Графики функций
• Вывод. При изменении параметра ц от 0 до 2*р функция s2(t) относительно s1(t) сдвигается по фазе, при этом сумма функций s1(t)+s2(t)=s3(t) изменяет свою амплитуду от 0 до 2 (-2).
• 2.4 Анимированное представление графиков в Mathcad
• Для создания анимации рисунка в Mathcad:
• - определяю переменную, которая будет изменяться для каждого кадра ц=FRAME;
• - выбираю Инструменты/Анимация/Запись;
• - настраиваю начальное и конечное значение переменной FRAME в окне «Запись анимации», здесь же при необходимости задаю количество кадров в секунду.
• На анимированном рисунке наглядно просматривается процес сдвига фазы в функции S2(t) и изменение амплитуды функции S3(t)

• Заключение
• В ходе выполнения данной курсовой работы рассмотрена значимость и роль информации в национальном и интернациональном масштабах.
• Изучены методы кодирования информации равномерным и неравномерным двоичным кодом. Произведены практические расчеты подтверждающие, что применение неравномерного двоичного кода более эффективно для передачи информации.
• Для моделирования основных процедур обработки информации использовался математический редактор Mathcad - позволяющий быстро и наглядно рассматривать множество внутренних процессов в канале связи, ранее для этого требовалось дорогостоящее оборудование, сегодня это доступно каждому, достаточно иметь под рукой персональный компьютер и желание достичь цели.
• Поставленные задачи решены полностью к каждой задаче сделаны выводы в конце каждой главы или конкретной задачи. При решении задач применяется язык программирования С++. Для всех задач составлены алгоритмы и приведены листинги программ, позволяющие рассмотреть внутренние процессы в компьютере и понять смысл данных расчетов.
• Данная курсовая работа рекомендована тем, кто желает быстро ознакомиться и понять основы инфокоммуникационных технологий и различные способы решения поставленных задач в данной области науки.

• Библиография

1 Величко, В.В. Основы инфокоммуникационных технологий: учебное пособие / В. В. Величко, Г. П. Катунин, Г. Я. Шайдуров, В. П. Шувалов. Красноярск: ИПК СФУ, 2009. 660 c.

2 Королев, В.Т. Математика и информатика. MATHCAD [Электронный ресурс]: учебно-методические материалы для выполнения практических занятий и самостоятельной работы студентами специалитета/ Королев В.Т. Электрон. текстовые данные.- М.: Российский государственный университет правосудия, 2015.- 62 c.- Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/45224.- ЭБС «IPRbooks».

3 Бермант А.Ф. Краткий курс математического анализа для ВТУЗОВ.М., 1971 г.

4 Крицкий, О.Л. Теория вероятностей и математическая статистика для технических университетов. Том 1. Теория вероятностей: учебное пособие. Томский политехнический университет. Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2010. 212 с.

5 Лебеденко, Л.Ф. к.т.н., О.И. Моренкова. Основы программирования на С++: Учебное пособие. СибГУТИ. Новосибирск. 2011. 143 с.

6 Вохник, О.М. Моделирование и обработка стохастических сигналов и структур: Электронный вариант учебного пособия

7 Общие принципы построения систем связи [Электронный ресурс] Режим доступа https://megaobuchalka.ru/7/21248.html, дата обращения 03.05.2019.

Размещено на Allbest.ru