信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)工程計(jì)算模擬實(shí)習(xí)大綱

1、 WORD 信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)工程計(jì)算模擬實(shí)習(xí)大綱英文名：Engineering Computing Simulation開課單位：理學(xué)院課程編碼：410109學(xué)時(shí)學(xué)分：4周4學(xué)分適用對(duì)象：信息與計(jì)算科學(xué)先修課程：撰稿人：朱永松一、目的與任務(wù)計(jì)算數(shù)學(xué)理論教學(xué)的同時(shí)補(bǔ)充以數(shù)據(jù)處理方法、計(jì)算方法、計(jì)算機(jī)有關(guān)軟件的使用并組織各種工程模擬實(shí)例進(jìn)行計(jì)算實(shí)習(xí)。目的是使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論與方法的基礎(chǔ)上，具有實(shí)際計(jì)算應(yīng)用的能力，同時(shí)也加深對(duì)理論與方法的理解。要求學(xué)生掌握有關(guān)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算原理、軟件的操作和使用，最終能根據(jù)工程實(shí)際研究工作的需要，利用計(jì)算機(jī)獨(dú)立完成有關(guān)工程計(jì)算和信息處理工作。二、基本要求1、學(xué)生必須

2、嚴(yán)格遵守實(shí)習(xí)單位的規(guī)定，做準(zhǔn)時(shí)上下班，不得無故缺勤，特別注意安全；2、堅(jiān)持自己記實(shí)習(xí)日記。每天的工作情況，心得體會(huì)，必要的資料摘抄或索引。3、要注意克服“眼高手低”，不做實(shí)際工作。要積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，勤奮好學(xué)；4、實(shí)習(xí)期間，每位學(xué)生應(yīng)在教師和實(shí)習(xí)指導(dǎo)人員的指導(dǎo)下，完成一項(xiàng)“專題小結(jié)”；5、實(shí)習(xí)結(jié)束，每位學(xué)生結(jié)合實(shí)習(xí)情況寫實(shí)習(xí)總結(jié)。三、容與進(jìn)度安排1、計(jì)算基本理論與方法。掌握在科學(xué)與工程中的一些經(jīng)典計(jì)算方法，學(xué)會(huì)應(yīng)用這些算法，本課程配以上機(jī)實(shí)習(xí)課，要求學(xué)生編制程序?qū)崿F(xiàn)這些算法并上機(jī)運(yùn)行。2、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生通過解決問題的全過程來學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)，在這個(gè)過程中，需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法,需要借助計(jì)算

3、機(jī)和數(shù)學(xué)軟件, 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型，使用計(jì)算機(jī)解決問題的能力。主要容如下：(1)數(shù)值計(jì)算軟件工具和應(yīng)用 ；(2)符號(hào)計(jì)算軟件工具和應(yīng)用；(3)各種計(jì)算工具的綜合應(yīng)用；(4)了解科學(xué)和工程計(jì)算的全過程；3、生物模擬計(jì)算。主要容如下：(1)講授有關(guān)生物數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算的基本方法。(2)微分方程數(shù)學(xué)模型的計(jì)算原理和軟件的操作使用。(3)多元統(tǒng)計(jì)、Markov鏈等數(shù)學(xué)模型的計(jì)算原理和軟件的操作使用。(4)數(shù)量分類、信息理論和系統(tǒng)控制數(shù)學(xué)模型的計(jì)算原理和軟件的操作使用。4、水文分析與水利計(jì)算。主要容如下：(1) 流域面雨量的計(jì)算(2) 降水、水面蒸發(fā)、水位、流量的水文要素測(cè)驗(yàn)的方法；日平

4、均水位、流量計(jì)算；水位與流量之關(guān)系(3)流域產(chǎn)匯流分析計(jì)算(4) 年徑流量分析計(jì)算與統(tǒng)計(jì)(5) 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算與徑流調(diào)節(jié)計(jì)算第六學(xué)期的第16、17、18、19四周。四、教材與主要參考資料五、考核與成績?cè)u(píng)定優(yōu)秀 實(shí)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，遵守機(jī)房制度，滿出勤率，無違紀(jì)行為。有較強(qiáng)的自學(xué)能力，熟練掌握所要求的計(jì)算軟件工具。對(duì)實(shí)習(xí)課題提出自己的見解，并且能應(yīng)用這些計(jì)算工具很好地獨(dú)立完成任務(wù)。 良好 實(shí)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，遵守機(jī)房制度，滿出勤率，無違紀(jì)行為。有一定的自學(xué)能力，熟練掌握所要求的計(jì)算軟件工具，并且能應(yīng)用這些計(jì)算工具很好地完成任務(wù)。中等 實(shí)習(xí)態(tài)度欠認(rèn)真，不遵守機(jī)房制度，不能滿出勤率，無違紀(jì)行為。能掌握所要求的計(jì)算

5、軟件工具，并且能應(yīng)用這些計(jì)算工具完成任務(wù)。與格 實(shí)習(xí)態(tài)度不認(rèn)真，不遵守機(jī)房制度，滿三次無故缺勤，有較輕的違紀(jì)行為。能掌握所要求的計(jì)算軟件工具，并且能用這些計(jì)算工具完成任務(wù)。不與格 實(shí)習(xí)態(tài)度極不認(rèn)真，不遵守機(jī)房制度，滿四次無故缺勤，有違紀(jì)行為，教育不改。不能掌握所要求的計(jì)算軟件工具，不能用所規(guī)定的計(jì)算工具完成課題任務(wù)。若發(fā)現(xiàn)兩份實(shí)習(xí)報(bào)告有部分基本一樣，則其兩個(gè)作者成績皆評(píng)定為不與格。專業(yè)負(fù)責(zé)人簽字： 教學(xué)院長簽字 工程計(jì)算模擬實(shí)習(xí)報(bào)告( 20 - 20 年度第 學(xué)期) 題 目：院 系：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)周數(shù)：成 績：日期： 年 月 日8 / 8目 錄1頁碼1.1頁碼2頁碼(要求

6、：給出二級(jí)目錄，宋體加粗，四號(hào)字,1.5倍行距。)XXXXXXXXXXXXX(實(shí)習(xí)題目)一、工程計(jì)算模擬實(shí)習(xí)的目的與要求（正文為宋體，五號(hào)字 行間距為21） 計(jì)算數(shù)學(xué)理論教學(xué)的同時(shí)補(bǔ)充以數(shù)據(jù)處理方法、計(jì)算方法、計(jì)算機(jī)有關(guān)軟件的使用并組織各種工程模擬實(shí)例進(jìn)行計(jì)算實(shí)習(xí)。目的是使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論與方法的基礎(chǔ)上，具有實(shí)際計(jì)算應(yīng)用的能力，同時(shí)也加深對(duì)理論與方法的理解。要求學(xué)生掌握有關(guān)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算原理、軟件的操作和使用，最終能根據(jù)工程實(shí)際研究工作的需要，利用計(jì)算機(jī)獨(dú)立完成有關(guān)工程計(jì)算和信息處理工作。實(shí)習(xí)時(shí)間：地點(diǎn)：任務(wù)：二、實(shí)習(xí)報(bào)告正文（正文為宋體，五號(hào)字 行間距為21） 1 實(shí)習(xí)過程（實(shí)習(xí)容、環(huán)節(jié)、做法

7、）1將理論、方式、方法變成實(shí)踐的行為；2解決實(shí)際問題的方法；3寫法可以與數(shù)學(xué)模型課程設(shè)計(jì)類似。1.1標(biāo)題1.11.2標(biāo)題1.2三、實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告含實(shí)習(xí)體會(huì)、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，今后努力的方向等，3000字左右。（正文為宋體，五號(hào)字 行間距為21 ） 計(jì)算實(shí)習(xí)課程設(shè)計(jì)題目題號(hào)設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)容提交備注1線性回歸問題結(jié)合課程,學(xué)習(xí)相關(guān)理論,查找資料,提出自己的解決問題的方法和實(shí)現(xiàn)的Matlab或Mathematica、C語言程序.論文、程序1-2人2多元線性回歸問題同上論文、程序1-2人3線性規(guī)劃問題同上論文、程序1-2人4非線性方程求解同上論文、程序1-2人5非線性問題同上論文、程序1-2人6非線性規(guī)劃問題同上

8、論文、程序1-2人1、 一元線性回歸問題在某產(chǎn)品表明腐蝕刻線，下表是試驗(yàn)活得的腐蝕時(shí)間（x）與腐蝕深度（y）間的一組數(shù)據(jù)。試研究兩變量（x，y）之間的關(guān)系。X551020304050606590100y5681315171925252935其中：x-腐蝕時(shí)間(秒)； -腐蝕深度（y）()。要求： 1）畫出散點(diǎn)圖，并觀察y與x的關(guān)系；2）求y關(guān)于x的線性回歸方程：，求出a與b的值；3）對(duì)模型和回歸系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)；4）預(yù)測(cè)x=120時(shí)的y的置信水平為0.95的預(yù)測(cè)區(qū)間。5）編程實(shí)現(xiàn)上述求解過程。 注：參考書目：1、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，大學(xué)編，高等教育。 2、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，蕭樹鐵主編，高等教育。2、 多元線

9、性回歸問題根據(jù)下述某豬場(chǎng)25頭育肥豬4個(gè)胴體性狀的數(shù)據(jù)資料，試進(jìn)行瘦肉量y對(duì)眼肌面積（x1）、腿肉量(x2)、腰肉量(x3)的多元線性回歸分析。序號(hào)瘦肉量y(kg)眼肌面積x1(cm2)腿肉量x2(kg)腰肉量x3(kg)序號(hào)瘦肉量y(kg)眼肌面積x1(cm2)腿肉量x2(kg)腰肉量x3(kg)115.0223.735.491.211415.9423.525.181.98212.6222.344.321.351514.3321.864.861.59314.8628.845.041.921615.1128.955.181.37413.9827.674.721.491713.8124.534.

10、881.39515.9120.835.351.561815.5827.655.021.66612.4722.274.271.501915.8527.295.551.70715.8027.575.251.852015.2829.075.261.82814.3228.014.621.512116.4032.475.181.75913.7624.794.421.462215.0229.655.081.701015.1828.965.301.662315.7322.114.901.811114.2025.774.871.642414.7522.434.651.821217.0723.175.801.9

11、02514.3520.045.081.531315.4028.575.221.66要求：1）畫出散點(diǎn)圖y與x1，y與x2，y與x3并觀察y與x1，x2， x3的關(guān)系；2）求y關(guān)于x1，x2， x3的線性回歸方程：-（1），求出的值；3）對(duì)上述回歸模型和回歸系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)；4）再分別求y關(guān)于單個(gè)變量x1，x2, x3的線性回歸方程：-（2），-（3）,- -（4）求出的值；分別求y關(guān)于兩個(gè)變量x1，x2, x3的線性回歸方程：-(2)，-（3）, - -（4）求出系數(shù)的值；并說明這六個(gè)回歸方程對(duì)原來問題求解的優(yōu)劣。5）編程實(shí)現(xiàn)上述求解過程。注：參考書目：1、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，大學(xué)編，高等教育。 2

12、、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，蕭樹鐵主編，高等教育。3、 優(yōu)化理論中的線性規(guī)劃問題-生產(chǎn)安排。某公司打算利用具有下列成分（見下表）的合金配制一種新型合金100公斤，新合金含鉛，鋅，錫的比例為3：2：5。合金品種12345含鉛%含鋅%含錫%306010102070502030101080501040單價(jià)（元/kg）8.66.08.95.78.8要求：（1）根據(jù)題意，列出該問題的線性規(guī)劃模型； （2）利用單純形法求解（1）中的模型，并寫出分配方案； （3）編程實(shí)現(xiàn)上述求解過程； （4）利用程序驗(yàn)證上述模型的最優(yōu)解。注：參考書目：1、運(yùn)籌學(xué)，運(yùn)籌學(xué)教材編寫組編，清華大學(xué)。 2、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，蕭樹鐵主編，高等教育。4、 非

13、線性方程求解分別用二分法、牛頓切線法、迭代法求解非線性方程的非負(fù)實(shí)數(shù)根。要求：（1）精確到，取不同的初值計(jì)算，輸出初值、根的近似值和迭代次數(shù)，分析根的收斂域。（2）編寫二分法、牛頓切線法的程序。（可以用Matlab或C語言）。（3）迭代法求解（可構(gòu)造不同的迭代公式，如等）。（4）比較三種方法的優(yōu)劣。注：參考書目：1、高等數(shù)學(xué)（上），同濟(jì)大學(xué)編，高等教育。 2、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，蕭樹鐵主編，高等教育。5、 非線性回歸問題-多項(xiàng)式回歸給動(dòng)物口服某種藥物A1000mg，每間隔1小時(shí)測(cè)定血藥濃度（g/ml），得到表9-5的數(shù)據(jù)（血藥濃度為5頭供試動(dòng)物的平均值）。血藥濃度與服藥時(shí)間測(cè)定結(jié)果表：服藥時(shí)間x（小時(shí)）123456789血藥濃度y(g/ml)21.8947.1361.8670.7872.8166.3650.3425.313.17要求：1）畫出散點(diǎn)圖y與x，并觀察y與x的關(guān)系；2）求y關(guān)于x的一元線性回歸方程：-（1），求出的值；3）對(duì)上述回歸模型和回歸系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)；4）再求y關(guān)于x的一元多項(xiàng)式線性回歸方程。（如：-（2）求出的值，并比較二個(gè)回歸方程對(duì)原來問題求解的優(yōu)劣。5）編程實(shí)現(xiàn)上述求解過程。注：參考書目：1、概率