Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Компьютерные технологии в металлургии и литейном производстве: Учебное пособие. Часть 2

Голосов: 3

В части 2 учебного пособия приведены сведения о специализированных пакетах прикладных программ для решения математических задач, описаны принципы программирования задач в среде Visual Basic, моделирования металлургических процессов, элементы САПР и пр. Пособие предназначено для студентов специальности 110400. "Литейное производство черных и цветных металлов" (специализация 110409 - "Литейное производство и экономика металлургии"). Может быть использовано студентами специальности 060800 - "Экономика и управление на предприятии" (специализация 060802 - "Экономика и управление на предприятиях металлургии"), а также - слушателями факультета повышения квалификации профессорско-преподавательского состава, аспирантами, инженерами и всеми, кто желает в короткое время освоить персональный компьютер и использовать его в своей повседневной деятельности.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
        Министерство образования Российской Федерации

      Северо-Западный государственный заочный

               технический университет




                 В. В. Дембовский



         Компьютерные технологии

в металлургии и литейном производстве



                       Часть 2




Утвердено редакционно - издательским советом университета
              в качестве учебного пособия




                  Санкт – Петербург
                        2003


                                2

УДК 512/972

Дембовский В.В. Компьютерные технологии в металлургии и ли-
тейном производстве. Учеб. пособие, часть 2. – СПб.: СЗТУ, 2003.
– 155 с.
     В части 2 учебного пособия приведены сведения о спе-
циализированных пакетах прикладных программ для решения
математических задач, описаны принципы программирования
задач в среде Visual Basic, моделирования металлургических
процессов, элементы САПР и пр.
     Пособие предназначено для студентов специальности 110400
− «Литейное производство чёрных и цветных металлов» (спе-
циализация 110409 – «Литейное производство и экономика метал-
лургии»). Может быть использовано студентами специальности
060800 – «Экономика и управление на предприятии» (специализа-
ция 060802 – «Экономика и управление на предприятиях ме-
таллургии»), а также - слушателями факультета повышения квали-
фикации профессорско-преподавательского состава, аспирантами,
инженерами и всеми, кто желает в короткое время освоить
персональный компьютер и использовать его в своей повсе-
дневной деятельности.

    Рецензенты:

1. Кафедра металлургии и литейного производства Северо –
   Западного государственного заочного технического универси-
   тета (заведующий кафедрой А.А.Яценко, канд. техн. наук, доц.);
2. Н.А.Хлямков, канд. техн. наук, ст. научн. сотрудник ЦНИИ КМ
   «Прометей».




                          © Северо - Западный государственный
                         заочный технический университет, 2003
                                         Дембовский В.В., 2003


                                3

                           ПРЕДИСЛОВИЕ

     Успехи микроэлектроники, начиная с 80-х гг. ХХ в., обусловили
бурный рост производства и стремительное совершенствование
схемно-конструктивных решений в области персональных компью-
теров. Соответственно этому быстрыми темпами развивается сис-
темное и прикладное программное обеспечение современных
средств вычислительной техники. Без преувеличения можно ут-
верждать, что компьютерная проблематика, включая её аппарат-
ное и всё более интеллектуально - насыщенное программное обес-
печение, а также вопросы практического использования персональ-
ных компьютеров находятся на острие научно-технического про-
гресса во всех промышленно развитых странах мира.
     Еще десяток лет тому назад специалисты насчитывали до 400
тысяч видов применения компьютеров и компьютерных технологий
в различных сферах человеческой деятельности.
     Обеспеченный соответствующими программами компьютер
многократно усиливает научно-технические и производственные
возможности персонала, существенно повышает эффективность
производства и научных исследований. Именно эта эффективность
является движущей силой неуклонно расширяющегося ежегодного
выпуска многомиллионной массы персональных компьютеров, при-
чем темпы качественного совершенствования и количественного
роста производства этого вида продукции ведущих мировых фирм
оставляют далеко позади аналогичные показатели для изделий
других видов.
     Металлургия, к которой относится и литейное производство,
является наукоёмкой, сложной в производственном отношении и
многосвязной отраслью промышленности. Металлурги и литейщи-
ки, кроме задач непосредственного управления технологическими
процессами, в своей деятельности часто сталкиваются с необходи-
мостью выполнения достаточно сложных научно-технических и ин-
женерно-экономических расчетов, решать задачи математического
моделирования и оптимизации металлургических (литейных) объ-
ектов, обоснованно принимать те или иные решения, причем по-
следние должны быть оптимальными с точки зрения достигаемых
при их выполнении результатов.
     Обычно время для решения подобных задач жестко ограниче-
но, а производственная ситуация может стремительно изменять-


                                 4

ся. В подобных условиях неоценимую помощь оказывает персо-
нальный компьютер, но для реализации этой помощи требуются
определенные знания и умение применить компьютер на практи-
ке.
      Обретению таких знаний и практических навыков призвано
содействовать настоящее учебное пособие. В нём приведены све-
дения теоретического характера и практические методики исполь-
зования IBM - совместимых персональных компьютеров желатель-
но класса Pentium с операционной системой Windows 95 /98 /2000),
пакетами прикладных программ Microsoft Office 97 / 2000, Visual Ba-
sic 5.0 / 6.0, Mathcad 7.0 / 8.0 / 2000. Уделено внимание вопросам
передачи информации по компьютерным сетям. Манипулятор типа
«мышь» использован в режиме одного щелчка рабочей (левой)
клавиши мыши при необходимости выделения того или иного объ-
екта и двойного щелчка для открытия файлов, т.е. их загрузки в
оперативную память для выполнения.
      Даны подробные пояснения к методикам решения часто
встречающихся задач и конкретным примерам металлургической и
литейной тематики. Научившись с помощью данного пособия ре-
шать эти задачи, пользователь сможет использовать персональный
компьютер для решения и других задач, технологической, научно-
технической и инженерно-экономической направленности.
      Длительный опыт преподавательской работы автора в сис-
теме высшей школы позволяет ему надеяться на то, что приводи-
мые в данном учебном пособии примеры имеют достаточно «про-
зрачный» смысл, понятный широкому кругу читателей. При этом
сообщаемые пояснения являются вполне достаточными не толь-
ко для решения задач под руководством преподавателя, напри-
мер, в компьютерном классе учебного заведения, но также и при
самостоятельной работе. Последнее обстоятельство может оказать
существенную помощь студентам - заочникам.
      Для компактности изложения в тексте приняты следующие ус-
ловные обозначения манипуляций с мышью:
  [1Л] − одиночный щелчок левой клавишей;
  [2Л] − двойной щелчок левой клавишей;
  [1П] − одиночный щелчок правой клавишей;
  [2П] − двойной щелчок правой клавишей;
      Названия других клавиш и кнопок (псевдокнопок на экране
монитора) приводятся в квадратных скобках. Команды, берущие


                              5

начало из главного меню, выделены полужирным шрифтом, по-
следовательность перехода от команды к следующей подкоманде
обозначена отрезком вертикальной линии.
     Предполагается знакомство читателя с курсом «Информати-
ка», знание общих принципов работы персонального компьютера и
элементарных действий пользователя в среде упомянутых опера-
ционных систем, умение выполнять операции над файлами и фай-
ловыми структурами.
     Учебное пособие непосредственно предназначено для сту-
дентов специальности 110400 − «Литейное производство чёрных
и цветных металлов» (специализация 110409 – «Литейное про-
изводство и экономика металлургии») по дисциплине «Информаци-
онные технологии в металлургии»».. Оно может быть использовано
студентами специальности 060800 – «Экономика и управление на
предприятии» (специализация 060802 «Экономика и управление
на предприятиях металлургии») при изучении дисциплины «Ин-
формационные технологии в экономике», а также - слушателями
факультета повышения квалификации профессорско - преподава-
тельского состава, аспирантами, инженерами и всеми специали-
стами, которые желают в короткое время усовершенствовать
умение использовать персональный компьютер в своей повсе-
дневной работе.
     Автор с благодарностью примет замечания читателей по
материалам настоящего учебного пособия, которые следует на-
правлять на имя автора – проф. Дембовского В.В. (кафедра ме-
таллургии и литейного производства СЗТУ) по адресу, указан-
ному на с. 155.


                              6

    1. Применение специализированных пакетов
              прикладных программ
     для выполнения математических расчётов
      К настоящему времени разработан ряд программных про-
дуктов, предназначенных для выполнения различных математи-
ческих операций с помощью компьютера без необходимости
использования численных методов и программирования. Так, из-
вестны пакеты Mathcad, MathLab, Maple, Mathematica, Scientific
Workplace и др. Их сравнительный обзор приведен в литературе
[1]. Пакеты различаются возможностями и сложностью в управ-
лении.
      Наиболее простым для использования является пакет
Mathcad, разработанный фирмой MathSoft, Inc (США). Известны
такие версии этого пакета, как Mathcad 6.0, Mathcad Plus 6.0,
Mathcad 7 Pro, Mathcad 8,0 и, наконец, Mathcad 2000. Перечис-
ленные версии построены на единой идеологической основе и
различаются лишь некоторыми (непринципиальными) деталями
сервиса. Мы будем придерживаться последней на сегодня вер-
сии, то есть Mathcad 2000.
      Следует отметить, что в сравнении с такими пакетами, как
MathLab и Maple, Mathcad обладает несколько меньшими воз-
можностями в решении сложных математических задач. Однако
для рассматриваемой области этих возможностей в большинст-
ве случаев достаточно.
      Конкретно к числу достоинств Mathcad относятся:
• Естественность записи математических выражений, что совер-
   шенно отличается от записи тех же выражений в известных
   языках программирования и упомянутых выше пакетах.
• Кнопочное управление процессом решения задач, в результа-
   те чего нужные функции из числа встроенных в пакет вызы-
   ваются щелчками мыши [1] на кнопках высвечиваемых на эк-
   ране монитора панелей инструментов
    1.1. Начальное ознакомление с Mathcad
     Запустим стандартными действиями Mathcad. На экране появ-
ляется операционное поле и над ним − главное меню. Послед-
нее очень похоже на то, которое имеется у текстового процес-


                                7

сора Word, а также у Excel       и   других   разработок   фирмы
MicroSoft.
    Из главного меню вводим последовательность команд

  Вид (View)Панели инструментов (Tool Boxes)Математика
(Math Palette)

 для вызова на экран математической панели. Последняя со-
держит ряд кнопок, названия которых поясняются всплывающи-
ми подсказками при подведении к ним курсора.
     С помощью кнопок математической панели можно вызвать
другие панели инструментов (табл.1.1, с.8). В связи с широким
распространением англоязычных версий Mathcad, приведены на-
звания панелей на русском языке и их английский перевод.
     Из главного меню аналогично разработкам фирмы MicroSoft
можно варьировать размеры символов и их начертание.
     Для изменения знаков, букв и цифр в формулах необхо-
димо выделить символ установкой синего ограничителя, а за-
тем задать нужный размер шрифта в окнах главной панели ин-
струментов Mathcad действиями, аналогичными принятым в тек-
стовом процессоре Word. Точно так же можно вместо обычного
начертания выбрать шрифты:

    [Ж], или [B]– полужирный (bold),
    [К], или [I]– курсив (italic),
    [Ч], или [U]– подчеркнутый (underline).

    Кроме выборочного изменения отдельных символов в
формуле можно заранее оговорить нужный стиль написания пе-
ременных и констант командами

                   Формат | Уравнение
                   (Format) | (Equation)
Возможно по желанию изменять значность чисел командой

                   Формат | Результат
                   (Format) | (Number)


                               8




 Таблица 1.1. Содержание математической панели инстру-
ментов Mathcad

       Кнопки                       Назначение
Арифметические ин-     Вызов арифметической панели для
струменты (Arithme –   ввода часто используемых символов
tics)
Инструменты некото-    Вызов средств ввода знаков, допол-
рых знаков (Signs)     няющих арифметическую панель
Программирование       Ввод ключевых слов при составлении
(Programming)          программы вычислений
Инструменты графи-     Вызов средств построения дву - и
ки (Graph)             трехмерных графиков, гистограмм и пр.
                       по результатам вычислений
Операторы матема-      Вызов панели ввода символов сумм,
тического анализа      пределов, произведений, производных и
(Calculus)             интегралов
Символы греческого     Ввод заглавных и строчных греческих
алфавита (Greek)       букв
Векторные и матрич-    Ввод символов создания векторов, мат-
ные операции (Vector   риц и их отдельных элементов
& Matrix)
Панель инструментов    Ввод символов отношения и логичес-
«булево» (Boolean)     ких функций
Символические опе-     Ввод знаков и ключевых слов сим-
раторы (Symbolic)      вольных преобразований


с последующей установкой требуемого количества значащих
цифр в дробной части числа.
     Имеется средство масштабировать изображения на экране
([Scale] – масштаб), но это – только для визуального восприятия.
Для того чтобы изменить шрифт в распечатке, нужно восполь-
зоваться главным меню.
     Курсор на операционном поле в Mathcad имеет вид краc-
ного крестика. Для фиксации курсора в нужном месте поля
нужно щёлкнуть [1Л] на нём мышью.


                               9

     Решим для начала несколько простых примеров с помо-
щью Mathcad, для чего нужно внимательно следить за текстом
и строго следовать приводимым в нём пояснениям.

    Пример 1.1. Пусть необходимо вычислить

                     ln (14,7) / cos(0,25 π)
                          Решение
     Выбираем и фиксируем начальное положение курсора.
Проверяем наличие на экране математической панели инстру-
ментов и, если она отсутствует, вызываем её из главного меню
описанными выше действиями. Из математической панели вы-
зовем панель арифметическую путем [1Л] на её кнопке.
     В арифметической панели делаем [1Л] на кнопке с изо-
бражением символа ln. На месте курсора появляется изображе-
ние ln(■) в рамке, внутри которой расположен ограничитель в
виде пересекающихся под прямым углом отрезков прямых ли-
ний, выделенных синим цветом. Зачерненный прямоугольник в
скобках служит держателем знакоместа (place holder), или мар-
кером. Здесь и далее на место таких элементов формульных
изображений следует вводить значения аргументов или других
чисел, запрашиваемых компьютером. Для ввода числа 14,7 пере-
водим ограничитель в скобки с помощью мыши или клавиши
управления курсором и средствами клавиатуры на месте дер-
жателя знакоместа пишем 14.7. Здесь десятичный разделитель
в виде точки используется во всех версиях Mathcad. Переводим
ограничитель вправо за пределы формулы и вводим знак де-
ления. Это можно сделать непосредственно с помощью клавиа-
туры [ / ] или взять этот знак из арифметической панели, сделав
[1Л] на его изображении. Видим, что на экране появился знак
деления в виде горизонтальной черты ! Так принято в Math-
cad в качестве стандарта.
     Заметим, что в других случаях знаки арифметических дей-
ствий (сложение, вычитание, умножение, возведение в степень)
также можно вводить любым из способов: или средствами кла-
виатуры (знак умножения – «звездочка», другие знаки – обычные)
или – брать их из арифметической панели инструментов с учё-
том содержания всплывающих подсказок.


                               10

     Продолжаем набор выражения, значение которого нам тре-
буется вычислить.
     Переводим ограничитель на место держателя знакоместа в
знаменателе. Сюда необходимо записать функцию косинуса и
указать далее значение его аргумента. Символ «cos» находим на
арифметической панели, щёлкаем на нем [1Л]. Этот символ по-
является в знаменателе создаваемого нами выражения на эк-
ране. Остается ввести аргумент 0,25·π, что и выполняем уже
знакомыми действиями. Кнопка с изображением «π» имеется на
арифметической панели.
     Для получения результата вычисления вводим знак равен-
ства «=» с клавиатуры или из арифметической панели инстру-
ментов. На экране получаем в рамке

                        ln (14.7 )
                                     = 3.801
                      cos(0.25 ⋅ π )

Остается убрать рамку действием [1Л] за её пределами или –
нажатием на [Enter].
     Если при написании формулы были допущены ошибки, то
для исправления (редактирования) формулы на ней следует
сделать [1Л]. Формула окружится рамкой и, действуя ограничите-
лем, можно внести требуемые исправления. При этом следует
руководствоваться сообщениями на экране об ошибках, что
осуществляется выделением цветом и соответствующим тек-
стом.
     Для вызова контекстной помощи, следует использовать [F1]
с выбором нужного из меню.
     В заключение этого примера отметим следующие обстоя-
тельства, важные для дальнейшего:
а) символы функций по желанию пользователя не обязательно
брать из арифметической панели. Их можно набирать и средст-
вами клавиатуры. Однако, для начинающего это чревато риском
ошибок и поэтому не рекомендуется.
б) если в процессе редактирования формулы изменить, по
крайней мере, одно из чисел, то произойдет автоматический
пересчёт значения искомого результата, что повышает опера-
тивность Mathcad в работе.



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика