信息與計算科學(xué)計算實習(xí)

1、信息與計算科學(xué)專業(yè)實習(xí)指導(dǎo)教師：劉銘 題目一：排隊問題的離散系統(tǒng)模擬 一實習(xí)目的本實習(xí)屬于綜合性實習(xí)。它綜合了實驗設(shè)計、概率分布和統(tǒng)計分析，以及數(shù)學(xué)軟件 MATLAB 幾方面的知識，從實驗設(shè)計到數(shù)據(jù)分析，需要學(xué)生具備扎實的理論基礎(chǔ)和較強的數(shù) 據(jù)處理能力。要求學(xué)生建立其數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行討論，借以培養(yǎng)學(xué)生用定量分析解決問題的思 維方式及將實際問題翻譯成數(shù)學(xué)問題的能力，大部分過程在課后完成，實驗課上給出具體的 實現(xiàn)程序。二實習(xí)內(nèi)容 單服務(wù)員的排隊模型：在某商店有一個售貨員，顧客陸續(xù)來到，售貨員逐個地接待顧 客當(dāng)?shù)絹淼念櫩洼^多時，一部分顧客便須排隊等待，被接待后的顧客便離開商店設(shè)：a.顧客到來間隔時間服

2、從參數(shù)為 0.1 (小時)的指數(shù)分布.b.對顧客的服務(wù)時間服從4,15 上的均勻分布.c.排隊按先到先服務(wù)規(guī)則，隊長無限制.并假定一個工作日為 8小時，時間 以分鐘為單位。要求： 1.模擬一個工作日內(nèi)完成服務(wù)的個數(shù)及顧客平均等待時間 t. 2.模擬 100 個工作日，求出平均每日完成服務(wù)的個數(shù)及每日顧客的平均等待時間。三.實習(xí)要求1. 了解排隊論，通過對每個個別的隨機服務(wù)現(xiàn)象的統(tǒng)計研究，找出反映這些隨機現(xiàn)象平均特 性的規(guī)律，從而為設(shè)計新的服務(wù)系統(tǒng)和改進(jìn)現(xiàn)有服務(wù)系統(tǒng)的工作提供依據(jù)； 2. 通過人們常用 排隊的長度、等待的時間及服務(wù)利用率等指標(biāo)來衡量系統(tǒng)的性能； 3. 用數(shù)學(xué)知識和計算機技 術(shù)，利

3、用MATLA的軟件，設(shè)計新的服務(wù)系統(tǒng)和改進(jìn)現(xiàn)有服務(wù)系統(tǒng)的工作提供依據(jù)；4. 結(jié)合實習(xí)內(nèi)容撰寫實驗報告。(提示：本實習(xí)采用蒙特卡洛( Monte Carlo )模擬方法，蒙特卡洛是一種應(yīng)用隨機數(shù)來進(jìn)行 計算機模擬的方法.此方法對研究的系統(tǒng)進(jìn)行隨機觀察抽樣，通過對樣本值的觀察統(tǒng)計，求 得所研究系統(tǒng)的某些參數(shù).在 MATLAB發(fā)生指數(shù)分布的隨機數(shù)命令為 exprnd()，產(chǎn)生均勻分 布隨機數(shù)命令為unifrnd()。顧客到來的時間間隔和所需服務(wù)時間可分別由MATLAB機數(shù)發(fā)生器 exprnd() 和 unifrnd() 產(chǎn)生，根據(jù)第一步的分析，通過迭代即可模擬每個工作日的該服 務(wù)員接待顧客和顧客排隊

4、的情形，時間以分鐘為單位，先畫出程序流程圖，再編程模擬。)題目二、生物種群數(shù)量問題一. 實習(xí)目的1. 了解生物種群變化的基本規(guī)律2. 熟悉生物種群季節(jié)性變化模型3. 掌握Matlab中非線性擬合方法二. 實習(xí)內(nèi)容Logistic 模型N(t) = K /(1 譽衛(wèi))式中N(t)為t時刻種群密度，K為環(huán)境最大容納量，r為種群內(nèi)稟增長率，a是由K和種 群初始密度決定的常數(shù)。在總的增長趨勢上很好地描述了種群的增長規(guī)律，但有一定局限性，如對于季節(jié)性生物 來說，其生長過程主要受季節(jié)性生態(tài)因子周期性變化的影響，但該模型沒有考慮生物種群數(shù) 量季節(jié)性的周期性變化。已知棉蚜種群為季節(jié)性生物種群，通過實驗，有如表

5、 1所示的一組 實驗數(shù)據(jù)，試建立模型，并擬合試驗數(shù)據(jù)。：表1棉蚜種群數(shù)量變化的實驗數(shù)據(jù)T123456 :7891011Y3940518662085420307433841706110071031620提示：各種生態(tài)因子的影響最終都可歸結(jié)為對環(huán)境容納量的影響，從而影響種群的增長 過程。三. 實習(xí)要求給出數(shù)學(xué)模型與實驗步驟、結(jié)果、結(jié)果分析、實習(xí)收獲題目三、藥物動力學(xué)實驗一. 實習(xí)目的1. 了解在統(tǒng)計軟件Matlab中的基本操作2能在統(tǒng)計軟件Matlab建立所需模型3.能在統(tǒng)計軟件Matlab中畫出擬合曲線和求解微分方程組的數(shù)值解二. 實習(xí)內(nèi)容氟苯尼考(Florfenicol)是一種新型的廣譜抗生素

6、，氟苯尼考廣泛用于治療牛和魚類等動物 的細(xì)菌性疾病?，F(xiàn)考察該藥單劑量靜注給藥在雞體內(nèi)藥動學(xué)規(guī)律，所測的數(shù)據(jù)如下表，表雞靜注15mg/kg氟苯尼考后血藥濃度(ug/ml)時間51015203060120240360480720濃度15.8511.749.578.377.225.072.811.030.300.0950.031已知氟苯尼考單劑量靜注給藥在雞體內(nèi)的擴散與吸收過程如下圖KelC1、C2，表觀分布容積分別為如上圖，快速靜注后中央室及周邊室的血藥濃度分別為V1、V2，從中央室到周邊室的轉(zhuǎn)運速率常數(shù)為 K12，從周邊室到中央室的轉(zhuǎn)運速率為 K21，藥物從中央室的消除速率常數(shù)為 Kel。血藥濃

7、度C與時間t符合以下模型 并且有K2I aAB:a）建立中央室和周邊室的血藥濃度（Ci、C2）隨時間變化t的微分方程組b）擬合血藥濃度C與時間t的模型并畫出擬合曲線和觀測值的散點圖（在同一圖形 中）c）中央室和周邊室的血藥濃度（Ci、C2）隨時間t變化的曲線 三實習(xí)要求給出數(shù)學(xué)模型與實驗步驟、擬合、輸出結(jié)果、結(jié)果分析、實習(xí)收獲題目四、鎖具裝箱問題中最大不互開鎖數(shù)一. 實習(xí)目的1、了解鎖具裝箱問題2、了解在Matlab軟件中的基本操作3、使用MATLAB軟件編寫排列組合類程序，如 可4等二. 實習(xí)內(nèi)容某廠生產(chǎn)一種彈子鎖具，每個鎖具的鑰匙有 5個槽，每個槽的高度從1, 2, 3, 4, 5, 6

8、6個數(shù)（單位略）中任取一數(shù)。由于工藝及其他原因，制造鎖具時對 5個槽的高度還有兩個限 制：至少有3個不同的數(shù)；相鄰兩槽的高度之差不能為 5。滿足以上條件制造出來的所有互不 相同的鎖具稱為一批。從顧客的利益出發(fā)，自然希望在每批鎖具中“一把鑰匙開一把鎖”。但是在當(dāng)前工藝條 件下，對于同一批中兩個鎖具是否能夠互開，有以下試驗結(jié)果：若二者相對應(yīng)的5個槽的高度中有4個相同，另一個槽的高度相差1,則可能互開；在其他情形下，不可能互開。原來，銷售部門在一批鎖具中隨意取每 60個裝一箱出售。固體顧客往往購買幾箱到幾十 箱，他們抱怨購得的鎖具會出現(xiàn)互開的情形.現(xiàn)聘你為顧問.回答并解決以下的問題：（1）每一批鎖具

9、有多少個，裝多少箱？（2）為銷售部門提出一種方案，包括如何裝箱（仍是60個鎖具一箱），如何給箱子以標(biāo)志， 出售時如何利用這些標(biāo)志，使團體顧客不再抱怨或減少抱怨。（3）采取你提出的方案，固體顧客的購買量不超過多少箱，就可以保證一定不會出現(xiàn)互開 的情形。（4）按照原來的裝箱辦法，如何定量地衡量團體顧客抱怨互開的程度（試對購買一、二箱者給出具體結(jié)果）。.實習(xí)要求 給出數(shù)學(xué)模型與實驗步驟、輸出結(jié)果、 MATLAB程序（排列組合類程序做成子函數(shù)）、結(jié)果 分析、實習(xí)收獲。題目五、中醫(yī)腧穴配伍系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).實習(xí)目的1、了解訂單系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程；2、熟悉使用MYECLIPISE軟件的使用方法;3、使用 JS

10、P 進(jìn)行編程，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。 二實習(xí)內(nèi)容實現(xiàn)中醫(yī)腧穴配伍系統(tǒng)的管理與實現(xiàn)。 三實習(xí)要求給出詳細(xì)設(shè)計、包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序基本界面，實習(xí)收獲 題目六、 中日聯(lián)誼醫(yī)院大數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 一實習(xí)目的1、了解訂單系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程；2、熟悉使用 MYECLIPISE 軟件的使用方法；3、使用 JSP 進(jìn)行編程，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。 二實習(xí)內(nèi)容實現(xiàn)中日聯(lián)誼醫(yī)院的醫(yī)療大數(shù)據(jù)的采集與分析功能。 三實習(xí)要求給出詳細(xì)設(shè)計、包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序基本界面，實習(xí)收獲 題目七、 吉林市工商局備案管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 一實習(xí)目的1、了解訂單系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程；2、熟悉使用 MYECLIPISE 軟件的使用方法；3、使用 JSP 進(jìn)行編程，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。 二實習(xí)內(nèi)容實現(xiàn)吉林市工商局案件從備案到審批到結(jié)案的全部過程。 三實習(xí)要求給出詳細(xì)設(shè)計、包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序基本界面，實習(xí)收獲。 題目八、 長春市中醫(yī)院二部門戶網(wǎng)站的設(shè)計與實現(xiàn) 一實習(xí)目的1、了解訂單系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程；2、熟悉使用 MYECLIPISE 軟件的使用方法；3、使用 JSP 進(jìn)行編程，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。 二實習(xí)內(nèi)容實現(xiàn)長春市醫(yī)院二部門戶網(wǎng)站的開發(fā)。 三實習(xí)要求給出詳細(xì)設(shè)計、