- •Реферат
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение. Предмет и задачи учебных дисциплин
- •1. Введение в информатику
- •1.1. Определение информации
- •1.2. Свойства информации
- •1.3. Информационные процессы
- •1.4. Процесс хранения информации
- •1.5. Процесс обработки информации
- •1.6. Процесс передачи информации
- •2. Системный подход к гидроло-экологическим расчетам
- •2.1. Общие положения
- •Общие положения, задачи гидроэкологии
- •Место гидроэкологии в системе наук
- •Основные положения системного подхода
- •Системный подход в гидроэкологических исследованиях
- •2.1.1. Полевые наблюдения
- •2.1.2. Эксперимент
- •2.1.3. Моделирование
- •Общие принципы моделирования
- •2.2. Общая схема системного подхода
- •2.2.1. Постановка задачи
- •2.2.2. Концептуализация
- •2.2.3. Спецификация
- •2.2.4. Наблюдения
- •2.2.5. Идентификация
- •2.2.6. Эксперименты
- •2.2.7. Реализация модели
- •2.2.8. Проверка модели
- •2.2.9. Исследование модели
- •2.2.10. Оптимизация
- •2.2.11. Заключительный синтез
- •Моделирование водных экосистем
- •Оптимизационные модели в гидроэкологии
- •3. Основы алгоритмизации (для лабораторных работ по гидрологии)
- •3.1. Введение
- •3.2. Алгоритмические действия
- •3.3. Определение алгоритма и основные требования
- •3.4. Приведение к процедурному представлению
- •3.5. Типовые процедуры
- •4. Представление программных документов
- •4.1. Положение о фонде алгоритмов и программ
- •1. Oбщиe положения
- •2. Состав материалов на програмные средства, представляемых в фап ипс ран
- •4. Доступ к материалам фонда и их использование
- •5. Состав, содержание и порядок оформления материалов пpoгpaмныx средств
- •4.2. Отраслевой фонд алгоритмов и программ (офап)
- •4.3. Правила оформления программных документов
- •4.3.1. Текст программы. Требования к содёржанию и оформлению
- •1. Общие требования
- •2. Титульная часть
- •4. Основная часть
- •4.4. Виды программ и программных документов
- •1. Виды программ
- •2. Виды программмых доkуmehtоb
- •4.5. Описание программы
- •4.6. Описание применения
- •5. Математические модели качества воды
- •5.1. Принципы математического моделирования качества воды водотоков
- •5.2. Расчеты процессов конвективно-диффузионного переноса (кдп)
- •5.2.1. Построение математической модели качества воды на основе схематизации процесса кдп и пв
- •5.2.1.1. Сущность метода кдп и пв
- •I рода II рода III рода
- •5.2.1.2. Схематическое описание процессов кдп и пв
- •5.2.1.3. Определение краевых условия для моделирования
- •5.2.2. Методы решения типовых задач кдп и пв
- •5.2.2.1. Методы, использующие разложение в ряд Тейлора [8, 9, 10]
- •5.2.2.2. Метод Эйлера [10, 11]
- •5.2.2.3. Методы Рунге-Кутта [10,11, 13, 14]
- •5.2.2.4. Применение метода конечных разностей для решения уравнений кдп и пв
- •5.2.2.5. Применение метода сеток для решения уравнений кдп и пв
- •5.2.2.6. Методы непосредственного моделирования
- •5.2.2.7. Применение метода схемотехнического моделирования
- •5.3. Имитационное моделирование задач формирования качества воды при различных видах техногенной нагрузки
- •Принципы моделирования
- •5.4. Пример постановки задачи формирования качества воды (модели распространения загрязнений в основном русле р. Невы)
- •5.4.1. Гидрологическая оценка объекта исследования (реки Нева)
- •5.4.1.1. Общая характеристика гидросистемы
- •5.4.1.2. Сток воды р. Невы и его распределение по рукавам дельты (гидравлическая схема расчета)
- •5.4.1.3. Расчетные формулы
- •5.4.1.5. Расчет поперечной диффузии
- •5.4.1.6. Расчет параметров створа
- •5.4.1.7. Конфигурация рассеивающего источника задаётся следующим способом
- •5.5. Оценка параметров для моделей прогнозирования качества воды в исследуемой системе
- •5.6. Результаты моделирования бассейна р. Невы с использованием пакета «Гидроэкопрогноз 2.97.001»
- •5.6.1. Расчетный участок
- •5.6.2. Параметры расчётной модели
- •5.6.3. Основные результаты и выводы по расчетам
- •5.7. Невская Губа
- •5.7.1. Краткая характеристика Невской губы
- •5.7.2. Моделирование прибрежных зон Финского залива (Краткое описание модели экосистемы Финского залива) [26]
- •5.7.3. Список литературы
- •6. Гидрологические расчеты распространения примесей
- •6.1. Постановка задачи
- •6.2. Выбор схемы решения задачи массопереноса в воде
- •6.3. Литература
- •7. Методические указания к практикуму «Расчеты тепломассопереноса в реках и водоемах»
- •7.1. Общие положения
- •7.2. Условия однозначности
- •7.3. Методы решения задач
- •7.4. Практикум «Расчеты тепломассопереноса в реках и водоемах»
- •7.4.1. Задача 1. Расчёт вертикального распределения температуры воды в водоёме при открытой водной поверхности (без учёта факторов гидродинамики)
- •7.4.1.1. Постановка задачи
- •7.4.1.2. Пример решения
- •7.4.2. Задача 2. Расчёт теплообмена в ложе водоёма
- •7.4.2.1. Постановка задачи
- •7.4.2.2. Пример решения
- •7.4.3. Задача 3. Расчёт среднедневного и среднедекадного значения коэффициента теплопроводности для слоя снега при постоянной его плотности
- •7.4.3.1. Постановка задачи
- •7.4.3.2. Пример решения
- •7.4.4. Задача 4. Расчёт разбавления сточных вод в реках по методу а.В. Караушева (плоская задача)
- •7.4.4.1. Постановка задачи
- •7.4.4.2. Пример решения
- •7.4.5. Задача 5. Расчёт теплопереноса в водотоке
- •7.4.5.1. Постановка задачи
- •7.4.5.2. Пример решения
- •Литература
- •8. Приложения Министерство образования Российской Федерации
- •Программа учебной дисциплины «применение методов информатики в гидрологии»
- •012700 – Гидрология суши
- •Пояснительная записка
- •I организационно-методические указания
- •II объем и распределение часов курса по видам занятий. Формы контроля Продолжительность изучения 1 семестр Общая трудоёмкость дисциплины 109 часов
- •III содержание курса
- •Раздел 1. Введение (2л)
- •Раздел 2. Персональный компьютер. (4л 4с)
- •Раздел 3. Операционные системы. (4л 6с)
- •Раздел 4. Графические пользовательские оболочки операционной системы мс-дос (6л 6с)
- •Раздел 5. Операционная система windows. (6л 8с)
- •Раздел 6. Проводник. (2л 2с)
- •Раздел 7. Текстовые редакторы. (6л 8с)
- •Раздел 8. Библиотечные процессоры. (8л 8с)
- •Раздел 9. Общие сведения о программировании на языках высокого уровня. (4л 2с)
- •Раздел 10. Работа с кампилятором turbo-pascal. (10л 10с)
- •Раздел 11. Основы информационной безопасности (4л 2с)
- •Самостоятельная работа
- •IV. Литература Основная
- •Министерство образования Российской Федерации
- •Программа учебной дисциплины «применение эвм в гидрологии»
- •012700 – Гидрология суши
- •Пояснительная записка
- •I организационно-методические указания
- •II объем и распределение часов курса по видам занятий. Формы контроля Продолжительность изучения 1 семестр Общая трудоёмкость дисциплины 137 часов
- •III содержание курса
- •Раздел 1. Введение (2л)
- •Раздел 2. Правила оформления программных документов. (4л 4с)
- •Раздел 3. Требования к организации информации при использовании эвм. (6л 6с)
- •Раздел 4. Этапы системного анализа и их взаимосвязь. (4л 6с)
- •Раздел 5. Моделирование и математические модели. (6л 8с)
- •Раздел 6. Организация вычислительного процесса. (6л 8с)
- •Самостоятельная работа
- •IV. Литература
- •Вопросы по информатике
Самостоятельная работа
В курсе предполагается самостоятельная работа студентов в вычислительном центре факультета над вычислительной частью курсовой работы. Под руководством преподавателя курса на основе решений типовых задач по «Методическим указаниям» к курсу [7] и по согласованию с руководителем курсовой работы студент представляет программный продукт как самостоятельный отчет с соответствующими приложениями в среде Windows: Word, Excel. Контроль самостоятельной работы осуществляется на основе выполнения и защиты индивидуального задания включающего постановку задачи, ее решения в среде Тuгbо Раscаl.
Основные темы:
Составление описания задачи – 4 часа
Составление описание применения – 6 часов
Составление инструкции оператору – 6 часов
Работа в системе Turbo Pascal. -15 часов
Представление текстовых приложений в текстовых редакторах. -8 часов
Набивка и отладка программы –12 часа
Работа в табличном процессоре для подготовки данных -6 часов
Проведение численных экспериментов -8 часов
Графическое представление данных в графической среде Ехсе1 -2 часа
Шестой семестр завершается семинарским занятием. Защита постановки задачи и ее решения на ЭВМ является допуском к последующему экзамену по курсу в целом.
IV. Литература
Основная:
В.Г. Абрамов. Введение в язык Паскаль. М., Физмат. лит. 1988.
Дж. Джеферс. Введение в системный анализ: применение в экологии. М., Мир, 1981.
Методические указания к практикуму по применению ЭВМ в гидрологии, ч. 1, гидрофизические расчеты. Л., ЛГУ, 1991.
Дополнительная:
Гидрологическое прогнозирование. Под. ред. М.Г. Андерсона и Т.П. Берта. М., Мир, 1988.
В.М. Фигурнов. ЭВМ РС для пользователей. М., Финансы и статистика. 1990.
Н.Н. Смирнов. Программные средства персональных ЭВМ. Л., Машиностроение, ЛО, 1990.
В.И. Григорьев. Автоматизированная обработка гидрометеорологической информации. Л., Гидрометеоизд. 1979.
Вопросы по информатике
Подготовка гидрометеорологической информации к обработке на ЭВМ..
Информация и ее количество. Организация сбора, обработки и хранения информации.
Гидрологические расчеты качества воды. Общая формулировка задачи, исходные данные, алгоритмы счета.
Полная математическая формулировка задачи о качестве воды. Системы уравнений, допущения, алгоритмы расчета.
Применение конечно-разностных методов в задачах гидрологии.
Организация вычислительного процесса. Разработка вычислительного алгоритма.
Процесс моделирования. Постановка задачи и ограничение степени ее сложности.
Моделирование и математические модели. Параметризация моделей.
Этапы системного анализа и их взаимосвязь.
Введение в системный анализ. Концепции и определения. Модели и математика.
Расчет разбавления сточных вод по методу Караушева.
Основные элементы универсальных языков программирования. Языки и трансляторы.
Операционная система МS-DOS. Файловая система ОС.
Персональный компьютер. Архитектура и аппаратное обеспечение.
Характеристики ЭВМ. Универсализм, номенклатура устройств, режим работы, программное обеспечение ЭВМ.
Типы и характеристики ПК. Выбор, установка и запуск ПК. Диски, накопители, дискеты, винчестер, адресация памяти.
Общие правила работы с пакетами прикладных программ. Сервисное обеспечение ОС.
Структура DOS. Функции DOS. Диалоговые надстройки над DOS.
Текстовые редакторы. Основные операции редактирования и структуры, подлежащие редактированию.
Память, архиваторы, структуры данных диска.
Работа в системе WINDOWS: пакет, средства диалога, окна.
Работа с компилятором TURBO PASCAL. Команды и способы управления порядком выполнения команд.
Правила оформления программных документов. Состав документов
Расчет теплообмена в ложе водоема.
Основные команды редактора СП TURBO PASCAL.
Аппроксимация функций.
Вычисление конечных сумм.
Гипотеза о связях, соотношениях и пригодности.
Роль и возможности ПЭВМ при моделировании гидрологических процессов.
Идентификация переменных.
Расчет теплопереноса в водотоке.
Постановка задачи и ограничение ее сложности.
Диалоговые надстройки над ОС. NORTON COMMANDER. WINDOUS 3.1.
Пользовательское меню, восстановление файлов, уплотнение.
Условия однозначности в гидротермических задачах.
Численные эксперименты и оптимизация задачи.
1 Слово «компонент», как составляющая часть более крупного образования обобщенно соотносит понятие части к целому, поэтому термин «компонент» может относиться к элементам системы (т. е. особям, составляющим популяцию или даже ассоциацию), подсистемам {популяциям, слагающим ассоциацию или даже весь биоценоз), а также и к абиотической и биотической частям экосистемы.