信息与计算科学专业工程计算模拟实习大纲.docx
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信息与计算科学专业工程计算模拟实习大纲
信息与计算科学专业工程计算模拟实习大纲
英文名：
EngineeringComputingSimulation
开课单位：
理学院
课程编码：
410109
学时学分：
4周4学分
适用对象：
信息与计算科学
先修课程：
撰稿人：
朱永松
一、目的与任务
计算数学理论教学的同时补充以数据处理方法、计算方法、计算机有关软件的使用并组织各种工程模拟实例进行计算实习。
目的是使学生在学习理论与方法的基础上，具有实际计算应用的能力，同时也加深对理论与方法的理解。
要求学生掌握有关数据处理、计算原理、软件的操作和使用，最终能根据工程实际研究工作的需要，利用计算机独立完成有关工程计算和信息处理工作。
二、基本要求
1、学生必须严格遵守实习单位的规定，做准时上下班，不得无故缺勤，特别注意安全；
2、坚持自己记实习日记。
每天的工作情况，心得体会，必要的资料摘抄或索引。
3、要注意克服“眼高手低”，不做实际工作。
要积极发挥主观能动性，勤奋好学；
4、实习期间，每位学生应在教师和实习指导人员的指导下，完成一项“专题小结”；
5、实习结束，每位学生结合实习情况写《实习总结》。
三、内容与进度安排
1、计算基本理论与方法。
掌握在科学与工程中的一些经典计算方法，学会应用这些算法，本课程配以上机实习课，要求学生编制程序实现这些算法并上机运行。
2、数学实验。
让学生通过解决问题的全过程来学习和应用数学，在这个过程中，需要运用数学知识和方法,需要借助计算机和数学软件,培养学生运用所学知识建立数学模型，使用计算机解决问题的能力。
主要内容如下：
（1）数值计算软件工具和应用；
（2）符号计算软件工具和应用；
（3）各种计算工具的综合应用；
（4）了解科学和工程计算的全过程；
3、生物模拟计算。
主要内容如下：
（1）讲授有关生物数学数据处理与计算的基本方法。
（2）微分方程数学模型的计算原理和软件的操作使用。
（3）多元统计、Markov链等数学模型的计算原理和软件的操作使用。
（4）数量分类、信息理论和系统控制数学模型的计算原理和软件的操作使用。
4、水文分析与水利计算。
主要内容如下：
（1）流域面雨量的计算
（2）降水、水面蒸发、水位、流量的水文要素测验的方法；日平均水位、流量计算；水位与流量之关系
（3）流域产汇流分析计算
（4）年径流量分析计算与统计
（5）设计洪水计算与径流调节计算
第六学期的第16、17、18、19四周。
四、教材及主要参考资料
五、考核与成绩评定
优秀实习态度认真，遵守机房制度，满出勤率，无违纪行为。
有较强的自学能力，熟练掌握所要求的计算软件工具。
对实习课题提出自己的见解，并且能应用这些计算工具很好地独立完成任务。
良好实习态度认真，遵守机房制度，满出勤率，无违纪行为。
有一定的自学能力，熟练掌握所要求的计算软件工具，并且能应用这些计算工具很好地完成任务。
中等实习态度欠认真，不遵守机房制度，不能满出勤率，无违纪行为。
能掌握所要求的计算软件工具，并且能应用这些计算工具完成任务。
及格实习态度不认真，不遵守机房制度，满三次无故缺勤，有较轻的违纪行为。
能掌握所要求的计算软件工具，并且能用这些计算工具完成任务。
不及格实习态度极不认真，不遵守机房制度，满四次无故缺勤，有违纪行为，教育不改。
不能掌握所要求的计算软件工具，不能用所规定的计算工具完成课题任务。
若发现两份实习报告有部分基本相同，则其两个作者成绩皆评定为不及格。
专业负责人签字：
教学院长签字
工程计算模拟实习报告
（20--20年度第学期）
题目：
院系：
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
设计周数：
成绩：
日期：
年月日
1………………………………………………………………页码
1.1……………………………………………………………页码
2………………………………………………………………页码
（要求：
给出二级目录，宋体加粗，四号字,1.5倍行距。
）
《XXXXXXXXXXXXX》（实习题目）
一、工程计算模拟实习的目的与要求
（正文为宋体，五号字行间距为21）
计算数学理论教学的同时补充以数据处理方法、计算方法、计算机有关软件的使用并组织各种工程模拟实例进行计算实习。
目的是使学生在学习理论与方法的基础上，具有实际计算应用的能力，同时也加深对理论与方法的理解。
要求学生掌握有关数据处理、计算原理、软件的操作和使用，最终能根据工程实际研究工作的需要，利用计算机独立完成有关工程计算和信息处理工作。
实习时间：
地点：
任务：
二、实习报告正文
（正文为宋体，五号字行间距为21）
1实习过程（实习内容、环节、做法）
1．将理论、方式、方法变成实践的行为；
2．解决实际问题的方法；
3．写法可以与数学模型课程设计类似。
1.1标题1.1
………
1.2标题1.2
………
三、实习总结报告
含实习体会、经验教训，今后努力的方向等，3000字左右。
（正文为宋体，五号字行间距为21）
计算实习课程设计题目
题号
设计题目
设计内容
提交
备注
1
线性回归问题
结合课程,学习相关理论,查找资料,提出自己的解决问题的方法和实现的Matlab或Mathematica、C语言程序.
论文、程序
1-2人
2
多元线性回归问题
同上
论文、程序
1-2人
3
线性规划问题
同上
论文、程序
1-2人
4
非线性方程求解
同上
论文、程序
1-2人
5
非线性问题
同上
论文、程序
1-2人
6
非线性规划问题
同上
论文、程序
1-2人
1、一元线性回归问题
在某产品表明腐蚀刻线，下表是试验活得的腐蚀时间（x）与腐蚀深度（y）间的一组数据。
试研究两变量（x，y）之间的关系。
X
5
5
10
20
30
40
50
60
65
90
100
y
5
6
8
13
15
17
19
25
25
29
35
其中：
x------腐蚀时间（秒）；------腐蚀深度（y）（
）。
要求：
1）画出散点图，并观察y与x的关系；
2）求y关于x的线性回归方程：
，求出a与b的值；
3）对模型和回归系数进行检验；
4）预测x=120时的y的置信水平为0.95的预测区间。
5）编程实现上述求解过程。
注：
参考书目：
1、《概率论与数理统计》，浙江大学编，高等教育出版社。
2、《数学实验》，萧树铁主编，高等教育出版社。
2、多元线性回归问题
根据下述某猪场25头育肥猪4个胴体性状的数据资料，试进行瘦肉量y对眼肌面积（x1）、腿肉量（x2）、腰肉量（x3）的多元线性回归分析。
序
号
瘦肉量
y（kg）
眼肌面积
x1（cm2）
腿肉量
x2（kg）
腰肉量
x3（kg）
序号
瘦肉量y（kg）
眼肌面积x1（cm2）
腿肉量x2（kg）
腰肉量x3（kg）
1
15.02
23.73
5.49
1.21
14
15.94
23.52
5.18
1.98
2
12.62
22.34
4.32
1.35
15
14.33
21.86
4.86
1.59
3
14.86
28.84
5.04
1.92
16
15.11
28.95
5.18
1.37
4
13.98
27.67
4.72
1.49
17
13.81
24.53
4.88
1.39
5
15.91
20.83
5.35
1.56
18
15.58
27.65
5.02
1.66
6
12.47
22.27
4.27
1.50
19
15.85
27.29
5.55
1.70
7
15.80
27.57
5.25
1.85
20
15.28
29.07
5.26
1.82
8
14.32
28.01
4.62
1.51
21
16.40
32.47
5.18
1.75
9
13.76
24.79
4.42
1.46
22
15.02
29.65
5.08
1.70
10
15.18
28.96
5.30
1.66
23
15.73
22.11
4.90
1.81
11
14.20
25.77
4.87
1.64
24
14.75
22.43
4.65
1.82
12
17.07
23.17
5.80
1.90
25
14.35
20.04
5.08
1.53
13
15.40
28.57
5.22
1.66
要求：
1）画出散点图y与x1，y与x2，y与x3并观察y与x1，x2，x3的关系；
2）求y关于x1，x2，x3的线性回归方程：
-----
（1），求出
的值；
3）对上述回归模型和回归系数进行检验；
4）再分别求y关于单个变量x1，x2,x3的线性回归方程：
----
（2），
-----（3）,
-----（4）求出
的值；
分别求y关于两个变量x1，x2,x3的线性回归方程：
----（2’），
---（3’）,
-----（4’）求出系数
的值；并说明这六个回归方程对原来问题求解的优劣。
5）编程实现上述求解过程。
注：
参考书目：
1、《概率论与数理统计》，浙江大学编，高等教育出版社。
2、《数学实验》，萧树铁主编，高等教育出版社。
3、优化理论中的线性规划问题---生产安排。
某公司打算利用具有下列成分（见下表）的合金配制一种新型合金100公斤，新合金含铅，锌，锡的比例为3：
2：
5。
合金品种
1
2
3
4
5
含铅%
含锌%
含锡%
30
60
10
10
20
70
50
20
30
10
10
80
50
10
40
单价（元/kg）
8.6
6.0
8.9
5.7
8.8
要求：
（1）根据题意，列出该问题的线性规划模型；
（2）利用单纯形法求解
（1）中的模型，并写出分配方案；
（3）编程实现上述求解过程；
（4）利用程序验证上述模型的最优解。
注：
参考书目：
1、《运筹学》，《运筹学》教材编写组编，清华大学出版社。
2、《数学实验》，萧树铁主编，高等教育出版社。
4、非线性方程求解
分别用二分法、牛顿切线法、迭代法求解非线性方程
的非负实数根。
要求：
（1）精确到
，取不同的初值计算，输出初值、根的近似值和迭代次数，分析根的收敛域。
（2）编写二分法、牛顿切线法的程序。
（可以用Matlab或C语言）。
（3）迭代法求解（可构造不同的迭代公式，如
等）。
（4）比较三种方法的优劣。
注：
参考书目：
1、《高等数学（上）》，同济大学编，高等教育出版社。
2、《数学实验》，萧树铁主编，高等教育出版社。
5、非线性回归问题-------多项式回归
给动物口服某种药物A1000mg，每间隔1小时测定血药浓度（g/ml），得到表9-5的数据（血药浓度为5头供试动物的平均值）。
血药浓度与服药时间测定结果表：
服药时间x（小时）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
血药浓度y（g/ml）
21.89
47.13
61.86
70.78
72.81
66.36
50.34
25.31
3.17
要求：
1）画出散点图y与x，并观察y与x的关系；
2）求y关于x的一元线性回归方程：
-----
（1），求出
的值；
3）对上述回归模型和回归系数进行检验；
4）再求y关于x的一元多项式线性回归方程。
（如：
----
（2））求出
的值，并比较二个回归方程对原来问题求解的优劣。
5）编程实现上述求解过程。
注：
参考书目：
1、《概率论与数理统计》，浙江大学编，高等教育出版社。
2、《数学实验》，萧树铁主编，高等教育出版社。
6、非线性规划问题
现有两种原料
和
数量分别为1200千克和1500千克,需要分配用于生产3种产品.其中每种产品生产的产量
与两种原料的关系分别为:
每种产品的利润函数为:
问:
应如何分配,才能使生产三种产品的总利润最大.
要求:
1）介绍非线性规划理论;
2）求出最优解.
注：
参考书目：
1、《运筹学》，《运筹学》教材编写组编，清华大学出版社。
2、《数学实验》，萧树铁主编，高等教育出版社。
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