• Главная
  • Блог
  • Пользователи
  • Форум

Вход на сайт

  • Регистрация
  • Забыли пароль?
  • Литературное творчество
  • Музыкальное творчество
  • Научно-техническое творчество
  • Художественно-прикладное творчество

Использование табличного процессора MS Excel и математического моделирования для решения профессиональных задач специалистами сервиса домашнего и коммунального хозяйства

Опубликовано Амшеева Марина Романовна вкл 04.05.2016 - 11:33
Автор: 
Рябухина Анна

В данной работе студентка показала как можно применить информационные технологии и математику в профессиональной деятельности

Скачать:

ВложениеРазмер
Файл rabota_studenta.docx332.82 КБ

Предварительный просмотр:

Министерство образования и науки РБ

Государственное автономное образовательное учреждение

 среднего профессионального образования

 «Техникум строительства и городского хозяйства»

Тема исследовательской работы:

Использование табличного процессора MS Excel и математического моделирования для решения профессиональных задач специалистами сервиса домашнего и коммунального хозяйства


Автор: Рябухина Анна,

студентка гр.СДиКХ-14

Руководители: Амшеева М.Р.,

преподаватель математики

Петрова Л.Ф.,

преподаватель информатики и ИКТ

Улан-Удэ, 2015

Содержание

  1. Введение
  2. Моделирование и его основные этапы
  3. Математическое моделирование
  4. Компьютерное моделирование в табличном процессоре Excel
  5. Заключение
  6. Литература

Введение

На современном этапе экономического, политического и социального развития Российской Федерации, стране все больше требуются высококвалифицированные специалисты, которые смогут решать стоящие перед ними профессиональные задачи на достаточно высоком уровне, применяя при этом достижения мировой науки и технического прогресса.

Уровень профессионализма   будущих специалистов   определяется не только совокупностью профессиональных знаний, умений применять стандартные и типовые методы и способы выполнения профессиональных задач,   но и способностью организовывать собственную деятельность, выбирая при этом  наиболее рациональные методы и способы решения профессиональных задач с использованием  информационно-коммуникационных технологий.

Применение ИКТ и математических знаний в профессиональной деятельности позволит будущему специалисту в области домашнего и коммунального хозяйства решать профессиональные задачи на более высоком уровне.

Одной из профессиональной задач, стоящих перед специалистами ЖКХ,  является планирование, организация и обеспечение контроля объемов, качества и сроков выполнения  ремонтных работ домовладений и жилищного фонда.

Специалист сервиса домашнего и коммунального хозяйства должен уметь составить  смету расходов по текущему и капитальному ремонту домовладений и жилищного фонда.

 Но если будущий специалист научится использовать табличный  процессор MS Excel и математическое моделирование,  то он сможет оптимизировать  выполнение  своих профессиональных задач.

Цель работы: разработка компьютерной модели, позволяющей рассчитывать  расход материала  в зависимости от размеров помещения и стоимость   материалов на данный момент времени.

Задачи исследования:

  1. составить модель расчета площади ремонтируемой поверхности, применяя знания из геометрии;
  2. отобрать необходимые  расчетные данные для организации ремонта в комнате, квартире;
  3. составить    математическую модель расчетов количества и стоимости  материалов для ремонта;  
  4.  изучить  методы моделирования в программе Ехсеl;
  5. составить модель расчетов в программе Ехсеl.

Объект исследования: математическое моделирование в среде Excel.

Предмет исследования: разработка компьютерной модели, позволяющей решать производственные задачи.

Ожидаемые результаты:

  • обрабатывать, анализировать, обобщать полученную информацию,
  • производить необходимые расчеты,
  • планировать и решать профессиональные задачи,
  • применять  математическое моделирование для решения ситуационных задач

Методы исследования:

Эмпирического уровня

  1. опрос работников ЖКХ

Теоретического уровня

  1. изучение и анализ литературы по  геометрии  и информатике;
  2. абстрагирование и формализация условия  профессиональной задачи

Экспериментально-теоретического уровня

  1. моделирование  профессиональной задачи

План работы над темой исследования

  1. Изучить и проанализировать литературу по теме исследования
  2. Провести опрос работников ЖКХ
  3. Проанализировать результаты опроса и сделать выводы
  4. Изучить математические методы решения профессиональной задачи
  5. Изучить методы математического моделирования
  6. Составить математическую модель задачи
  7. Изучить методы моделирования в программе Exсel
  8. Составить компьютерную модель профессиональной задачи
  9. Оформить  исследовательскую работу на компьютере
  10. Оформить результаты работы в Power Point
  11. Подготовиться к защите исследовательской работы.

Моделирование и его основные этапы

Microsoft Excel — одна из самых загадочных и интересных программ в пакете MS Office. Интересна она многочисленными средствами автоматизации работы, оформления документов и богатыми вычислительными возможностями. Загадочность ее состоит в том, что большинство пользователей применяют лишь малую толику того, что может дать им Excel. Это тем более удивительно, что спектр возможностей программы практически безграничен: от создания простых таблиц, построения диаграмм и графиков до решения сложных вычислительных задач и моделирования различных процессов.

С середины XX века в самых различных областях человеческой деятельности стали широко применять математические методы и ЭВМ. Возникли такие новые дисциплины, как «математическая экономика», «математическая химия», «математическая лингвистика» и т.д., изучающие математические модели соответствующих объектов и явлений, а также методы исследования этих моделей.

Под моделью (от лат. modulus - мера, образец, норма) понимают такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе познания (изучения) замещает объект - оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные черты. Процесс построения и использования модели, называется моделированием.

Основные этапы моделирования

Процесс разработки моделей и их исследование на компьютере можно разделить на несколько основных этапов.

На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится описательная информационная модель. Такая модель выделяет существенные, с точки зрения целей проводимого исследования, параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает.

На втором этапе создается формализованная модель, т.е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и т.д. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, т.е. выразить ее на понятном для компьютера языке. Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели:

       построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования;

       построение компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД и т.д.).

Четвертый этап исследования информационной модели состоит в проведении компьютерного эксперимента. Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.

Если компьютерная модель исследуется в приложении, например, в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и т.д.

Пятый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели. В случае различия результатов, полученных при исследовании информационной модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов, можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности.

Постановка задачи

План создания модели

Построение математической модели

Создание модели

Компьютерная реализация модели

Проверка адекватности модели

Решение задачи  и интерпретация результата

Проведение вычислительного эксперимента и интерпретация результата

Схема. Основные этапы моделирования

Был проведен опрос среди работников ЖКХ.  В  опросе участвовали 10 человек, им были предложены следующие вопросы:

  1.  Для выполнения  ремонтных работ домовладений и жилищного фонда вы приглашаете к сотрудничеству фирмы  или обходитесь своими силами?
  2. Смету расходов составляете с  использованием компьютерных программ или  нет?
  3. Использование компьютерной программы, позволяющей рассчитывать количество и стоимость необходимых материалов облегчило бы вашу работу?
  4. Можете ли вы самостоятельно разработать программу для подсчета материалов и их стоимости для организации ремонта любой площади?

Результаты опроса:

 Вопрос № 1:

Вопрос № 2:

Вопрос № 3:

Вопрос № 4:

Вывод:

  1. Использование компьютерной программы, позволяющей рассчитывать количество и стоимость необходимых материалов несомненно облегчило бы работу специалистов ЖКХ.
  2. Готовой программы (калькулятора) для подсчета материалов,  их стоимости для проведения  ремонта нет, а сами они затрудняются составить такую программу.
  3.  Необходимо создать такую компьютерную модель, которая позволит автоматизировать расчеты и меняя значения исходных данных, можно  будет проследить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее подходящий.

Математическое моделирование

Для того чтобы составить формализованную модель расчета площади ремонтируемой поверхности:

1) представим  комнату  в виде прямоугольного параллелепипеда, который является ее геометрической  моделью;

2) для того чтобы рассчитать площадь стен и потолка комнаты, используем формулу нахождения площади боковой поверхности и площади основания прямоугольного параллелепипеда: S = Pосн Н + Sосн = (2а + 2b)Н + аb, где Pосн – периметр основания (комнаты), Н – высота параллелепипеда (высота комнаты)

S =  2а Н+ 2bН + аb

 где а – длина основания (комнаты), b – ширина основания (комнаты);

3) из формулы исключим площадь площадь окон и дверей:

S = 2а Н+ 2bН + аb – n Sок – Sдв = 2а Н+ 2bН + аb – n сd – к r,

S = 2а Н+ 2bН + аb – n сd – к r

где n – количество окон, с,d – размеры окна, к, r – размеры двери

Виды ремонта:

1) шпатлевка потолка и стен;

2) покраска потолка и стен;

3) покрытие пола ламинатом.

Необходимые расчетные данные:

  • Расход шпатлевки на 1 м2   - 1,2 кг
  • Расход водоэмульсионной краски на 1 м2 – 0,2 кг

Составим математическую модель расчетов количества и стоимости  материалов для шпатлевания:

(2а Н+ 2bН + аb – n ×сd – к r)×1,2×m, где m – стоимость 1 кг шпатлевки 

   Математическую модель расчетов количества и стоимости  материалов для окрашивания водоэмульсионной краской:

(2а Н+ 2bН + аb – n×сd – к ×r)×0,2×t, где  t – стоимость 1 кг в/э краски

Математическую модель расчетов количества и стоимости  материалов  для покрытия ламинатом:

аb⋅р, где р – стоимость 1 м2 ламината

Математическую модель расчетов количества и стоимости  материалов  для ремонта комнаты:

(2а Н+ 2bН + аb – n ×сd – к ×r)×1,2 ×m + (2а Н+ 2bН + аb – n×сd – к ×r)×0,2×t + аb×р

Компьютерное моделирование   в табличном процессоре Excel

Объединяем ячейки А1-Н1 и вводим текст: Расчет ремонта комнаты (шпатлевка и покраска потолка и стен,  настил ламината). Объединяем ячейки А3-Е3 и вводим текст: Исходные данные.

Вводим исходные данные:  в ячейки В5-В7 – длину, ширину, высоту соответственно. В ячейки  В9-В11 – длину, ширину и количество окон, а в ячейки В13- В14 – длину, ширину двери.  В ячейку Е5 вводим расход шпатлевки на 1 м2  в кг,  в  ячейку Е6 вводим стоимость 1 кг шпатлевки в руб., в  ячейку Е7 вводим расход водоэмульсионной краски на 1 м2  в кг,  в  ячейку Е8 вводим стоимость 1 кг в/э краски в руб,  а в ячейку Е9 вводим стоимость  1 м2 ламината.

Находим промежуточные результаты: В ячейке В17 вычисляем площадь потолка по формуле: В5*В6 (длину умножаем на ширину). В ячейке В18 вычисляем площадь  стен  по формуле: 2*(B5*B7+B6*B7)  (длину умножаем на высоту, ширину умножаем на высоту, все это складываем и умножаем на 2).  В ячейке В19 вычисляем площадь окон по формуле: В9*В10*В11 (длину умножаем на ширину и умножаем на количество окон). В ячейке В20 вычисляем площадь двери: В13*В14. В ячейке В21 вычисляем ремонтируемую площадь по формуле: B17+B18-B19-B20 (площадь потолка плюс площадь стен минус площадь окон и минус площадь двери).  В ячейке В22 вычисляем площадь пола: В5*В6.

 Далее вычисляем расход материалов:  В ячейке Е17 получаем расход шпатлевки по формуле: B21*E5 (ремонтируемую площадь умножаем на расход шпатлевки на 1 м2).  В ячейке Е18 находим расход водоэмульсионной краски по формуле: B21*E7 (ремонтируемую площадь умножаем на расход водоэмульсионной краски на 1 м2).  В ячейке Е19 вводим площадь пола.

Вычисляем стоимость материалов:

  • шпатлевка  - E17*E6 (расход шпатлевки умножаем на стоимость 1 кг шпатлевки)
  • в/краска - E18*E8 (расход в/э краски умножаем на стоимость 1 кг краски
  • ламинат E19*E9 (площадь пола умножаем на стоимость 1 м2 ламината).

Общую стоимость материалов вычисляем  с помощью функции: СУММ(G17:G19), т.е. суммируем стоимость шпатлевки, в/краски и ламината.

Заключение


         В настоящее время получило всеобщее признание то, что успех развития многих областей науки и техники существенно зависит от развития многих направлений математики, информатики. Математика и информатика становятся средством решения проблем организации производства, поисков оптимальных решений.  

          Программа Microsoft Excel – одна из наиболее практически значимых, востребованных.  Электронные таблицы не только позволяют автоматизировать расчеты, но и являются эффективным средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения исходных данных, можно проследить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее подходящий.

При выполнении работы я научилась решать конкретную практическую задачу математическими методами, планировать ее решение, проводить исследовательскую работу.

В ходе работы над темой я научилась создавать формализованную модель расчета площади ремонтируемой поверхности, применяя знания из геометрии. Для создания  математической модели расчетов количества и стоимости  материалов  для ремонта комнаты я определилась с видами ремонта, которые я хотела произвести и, соответственно, с необходимыми расчетными данными, и включила их в расчетную формулу. Выполняя данную работу, я, в очередной раз,  убедилась в необходимости математических знаний в нашей жизни.

При составлении компьютерной модели расчета расходов  и стоимости материалов освоила методы моделирования в среде Excel. В этой модели я смогу выполнять необходимые расчеты для ремонта, в зависимости от размеров помещения, стоимости материалов, видов ремонта.

Теперь я смогу смоделировать решение других профессиональных задач и планировать свою индивидуальную деятельность.


 


Литература

  1. Атанасян Л.С. и др. Геометрия 10 - 11, М.: Просвещение, 2010
  2. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии, 10-11 класс. М.: – Бином Лаборатория знаний, 2007.
  3. Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Информатика и ИКТ. Базовый уровень. М.: – Бином Лаборатория знаний, 2011.
  4. http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_167387/?frame=1
  5. http://vegosm.ru/catalog/section.php?SECTION_ID=6571
  6. http://vegosm.ru/catalog/section.php?SECTION_ID=6514
  7. http://vegosm.ru/catalog/section.php?SECTION_ID=6524



Поделиться:

Как я избавился от обидчивости

Валентин Берестов. Аист и соловей

Как Дед Мороз сделал себе помощников

Снеговик

Снегири и коты