Медична і біологічна фізика ТОМ 1 Під загальною редакцією члена кориспондента АПН України, професора О. В. Чалого
Розділ 2 Компю`тери в медицині сторінки 85 169
Роботу виконав учень 11 Б класу ІII групи УМЛ НМУ ім. О. О. Богомольця Матвійчук Богдан Керівник: Лялько Віра Іванівна
ЗМІСТ Розділ 2. Комп’ютери в медицині. 2. 1. ПЕРСОНАЛЬТНІ КОМПЬЮТЕРИ 2. 1. 1. Історія виникнення персональних ЕОМ. 2. 1. 2. Основні елементи персональних ЕОМ. 2. 1. 3. Основні характеристики персональних комп’ютерів. 2. 1. 4. Формування області пам’яті на магнітному носії. 2. 1. 5. Структура зберігання інформації. 2. 2. ОПЕРАЦІЙНА СИСТЕМА. 2. 2. 1. Загальні відомості. 2. 2. 2. Завантаження операційної системи. 2. 2. 3. Файлова структура операційної системи. 2. 3. ЕЛЕМЕНТИ ПРОГРАМУВАННЯ. 2. 3. 1. Короткі відомості про алгоритмічні мови. 2. 3. 2. Методика створення програм 2. 4. ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ “Вивчення операційної системи ПЕОМ ІМВ. Управління ЕОМ за допомогою системної оболонки. 2. 4. 1. Додаткові теоретичні відомості 2. 4. 2. Методика виконання операцій системної оболонки 2. 4. 3. Завдання для самостійної роботи
2. 5. Практичне заняття "Програмування на алгоритмічній мові BASIC" 2. 5. 1. Додаткові теоретичні відомості 2. 5. 2. Методика виконання роботи 2. 5. 3. Завдання для самостійної роботи 2. 6. Практичне заняття "Математичне моделювання імунної реакції" 2. 6. 1. Додаткові теоретичні відомості 2. 6. 2. Математична модель протипухлинного імунітету 2. 6. 3. Математична модель аутоімунного захворювання 2. 6. 4. Математична модель гуморального імунітету 2. 7. Практичне заняття "Вивчення основ інформаційно ймовірнісного методу медичної діагностики" 2. 7. 1. Додаткові теоретичні відомості 2. 7. 2. Робота з навчальною програмою "Байєс" 2. 8. Практичне заняття "Моделювання медико біологічних процесів на прикладі фармакокінетики" 2. 8. 1. Додаткові теоретичні відомості
2. Компютери в медицині До плану
2. 1 Персональні комп`ютери Як вiдомо, засобом обробки iнформацiї є обчислювальнi комплекси. Якi хapaктepнi прикмети вiдрiзняють персональнi комп'ютери вiд iнших обчислювальних комплексiв? Персональнi комп'ютери вiдрiзняються малогабаритнiстю, надiйнiстю, простотою спiлкування з користувачем, багатофункцiональнiстю. До плану
. . 2. 1. 1 Історія виникнення персональних ЕОМ До середини 70 -х pоків ХХ столiття У США з'явилися електроннi гральнi автомати. Але вони були громiздкими та малофункцiональними, тобто обмежувалися певним числом iгop. Завдяки цьому спiвробiтники фiрми Atari, якi виготовляли гральнi автомати, Cтів Джобс i Стефан Возняк вирiшили зробити такий гральний автомат, який був би багатофункцiональним, малогабаритним, надiйним i простим в керуванні. До плану
Створений ними у 1975 роцi апарат з iменем Apple (яблуко) не тiльки використовувався дiтьми для гри, а й iнженерами, менеджерами i навіть науковими спiвробiтниками. Цей апарат i був першим персональним комп'ютером Apple. В 1987 роцi фiрма IВM теж почала випускати персональнi ЕОМ (ПЕОМ). До 1987 року було продано бiльш як 30 мiльйонiв ПЕОМ. Нинi нeмaє жодної сфери життєдiяльності людства, де б не використовували ПЕОМ. До плану
. . 2. 1. 2 Основні елемеyти персональних ЕОМ Кожна персональна ЕОМ включає в себе: ü системний блок. ü термiнал (дисплей). ü накопичувач iнформацїi. ü принтер (друкувальне обладнання) і, при необхідності, плоттер (графопобудовник). До плану
. У системному блоцi розташовуються процесор i сопроцесор, елементи пам'ятi ПЕОМ, елементи зв'язку процесора iз зовнiшнiм обпаднанням ПЕОМ (адаптери). Термiнал (дисплей) виводить iнформацiю на екран монітора. Mає у своєму складi монітор, клавiатуру й адаптер, який розташовується у системному блоцi. Накопичувач iнформацiї дозволяє виводити iнформацiю на магнiтний носiй. Накопичувач iнформації складається з вiнчестера (накопичувача на жорсткому диску) i накопичувачiв на гнучких магнiтних дисках (НГМД). Накопичувачi на жорсткому диску вiдрiзняються своїми типами i характеристиками. НГМД розрахованi для роботи з дискетами 5. 25 дюйма i 3. 5 дюйма або одним із них. Досить ефективно використовуються для накопичення найрiзноманiтнiшої iнформацiї (тексти, музика, графiчнi та вiдеозображення) компакт диски (CD), але iнформацiя з таких дискiв може тiльки читатися, а запис здiйснюється у спеціальних умовах. До плану
v. Принтери виводять лiтерно цифрову та iншу iнформацiю на папiр. Плоттери дозволяють виводити на папiр графiчну iнформацiю бiльшого формату. v. Принтери можуть бути ударного та безударного типу (термографiчнi, струминнi, лазернi). Із принтерiв ударного типу найбiльше розповсюдження мають матричні, які утворюють символи шляхом набору матрицi з гольчатих штирiв, що водночас б'ють по паперу крiзь фарбуючу стрiчку. Термографiчнi принтери створюють символи шляхом подачi напруги живлення на певнi оптичнi прилади, якi утворюють матрицю. До плану
v. Свiтловi променi у виглядi символiв засвiчують дiлянки свiтлочутливого паперу, змiнюючи його колiр на бiльш темний. Струминнi принтери наносять символи методом "вистрiлювання" фарб iз сопел. Лазернi принтери створюють потенцiальний рельеф на свiтлочутливому барабанi. Фарбуючий порошок липне до дiлянок створеного потенцiального рельєфу. На паперi, який притуляється до свiтлочутливого барабана, з' являється зображення, закрiплення якого здiйснюється термiчним засобом. До плану
Kpiм стандартних зовнiшнiх обладнань, ПЕОМ можуть комплектуватися манiпуляторами (джойстiк, миша, сканер). . v. Джойстик являє собою ручку, яка відхиляється від вертикального положення в будь якому напрямку, керуючи та ким чином оложення курсора. п v. Миша являє собою невелику коробочку, всередині якої знаходиться важка кулька. При перемщенш коробочки по поверхні стола кулька повертається i змінює положення курсора на екрані. Кнопками миші можна керувати ПЕОМ як клавіатурою. v. Сканер дозволяє вводити в оперативну пам'ять ПЕОМ будь який малюнок чи текст. До плану
. 2. 1. 3 Основні характеристики ПК. До основних характеристик можна віднести: v. Розрядність процесора v. Швидкодійність комп`ютера vЄмність його пам`яті До плану
Під розрядністю процесора розуміють його здатність обробляти розрядністю процесора задану кількість двоїчних чисел. Процесори обробляють лише двоїчні числа. Інформація на екран монітора може виводитися у двоічній, у восьмеричній, у . шістнадцятеричній чи в десятичній системах числення. У таблиці 1 приведені числа у різних системах числення. Математичний вираз перерахунку з цих систем числення у десятичну мае вигляд: де С основа системи числення (2, 8, 16), Lк, . . . , L 0 ко ефіціенти (0, 1 для двоічних чисел; від 0 до 7 для восьмеричних; для шіснадцятеричних чисел; 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, E, F -для шістнадцятеричних чисел); к- останній розряд числа. До плану
Таблиця 1 До плану Десчне Восьмчне Дес-чне Десчне Двоїчн е Восьмчне Шістчне 0 . Двоїчн е 0000 15 15 1111 0017 000 F 0001 16 16 10000 0020 0010 0002 17 17 10001 0021 0011 0 0011 0003 18 18 10010 0022 0012 0100 0004 19 19 10011 0023 0013 5 0101 0005 20 20 10100 0024 0014 6 0110 0006 21 21 10101 0025 0015 7 0111 0007 22 22 10110 0026 0016 8 1000 0010 23 23 10111 0027 0017 9 1001 0011 24 24 11000 0030 0018 10 1010 0012 25 25 11001 0031 0019 11 1011 0013 26 26 11010 0032 001 A 12 1100 0014 27 27 11011 0033 001 B 13 1101 0015 28 28 11100 0034 001 C 14 1110 0016 29 29 11101 0035 0001 D 1 2 3 До плану
. v. Другою характеристикою персональних комп'ютерів є швидкодійність. ЇЇ можна оцінювати ть тактовою частотою. Kpaщі комп'ютери світу (станом частотою на кінець 1998 року) мали тактову частоту до 700 МГц. v. Третя характеристика комп'ютерів це ємність пам'яті. Будь який комп'ютер мае три види пам'яті різної ємності. 1. Ємність оперативної пам’яті комп'ютера (ОЗП оперативний запам'ятовуючий пристрій). Це електрониа пам'ять комп'ютера, яка з'являється тільки при його вмиканні. До плану
2. Ємність другого виду пам'яті комп'ютера – ємінсть пам'яті вінчестера (Hard. Disk). Kpaщі комп'ютери світу (ста ном на інець 1998 року) мають вінчестери з к ємністю пам'яті до 74 Гбайт (1 Мбайт = 1024 Кбайт, 1 Кбайт =1024 байт, один байт це одне восьмирозрядне двійкове число). 3. Ємність третього виду пам’яті комп’ютерів – ємінсть пам’яті запам'ятовуючого пристрою (ПЗП). Цей вид пам'яті характерний тим, що він недоступний для споживачів: нічого не можна стерти з пам'яті i нічого не можна до неї вписати. Інформація у цю пам'ять записується на заводі при виробництві комп'ютера та залишається без змін. До плану
Характеристики ПЕОМ стандартної конфігурації приведені в таблиці 2. Таблиця 2 . Тип Ємність ОЗП Ємність вінчестера Тактова частота IBM AT-486 SX 640+3072 Кбайт До 300 Мбайт 40 МГц IBM AT-586 DX 640+11072 Кбайт До 800 Мбайт 66 МГц IBM 6 x 86 16 Мбайт 2. 1 Гбайта 233 МГц Pentium II 32 Мбайта 4. 3 Гбайта 450 МГц Pentium III 128 Мбайта 13 Гбайта 733 МГц До плану
3 наведеної таблиці видно, що чим вищий номер ЕОМ, тобто чим вищий номер процесора, тим більша ємність, більша ємність ОЗП i більш висока тактова частота. Зверніть увагу, що ємність пам'яті ОЗП складається з двох частин базовоі ємності (640 байт) плюс добавка. Ця добавка називаеться розширеною областю оперативної пам'яті ЕОМ. У кращих зразках імпортних ЕОМ (на кінець 1998 року) розширена область пам'яті може мати ємність 64 Мбайт з можливістю розширення до 512 Мбайт. До плану
. 2. 1. 4 Формування області пам`яті на магнітному носії. Магнітний носій буде готовий до запису та читання інформації тільки в тому випадку, якщо він буде проформатований та проініціалізований. Ці процеси проходять практично одночасно і виконуються наступним чином. Кожна сторона дискети може мати до 80 треків (доріжок). Таким чином, на дискеті є 2*80=160 треків. Треки, розташовані на однаковій відстані від центра дискети, утворюють циліндр. Кожний трек (доріжка) розбивається на сектори. Кількість секторів у треці може змінюватися від 9 до 18 залежно від якості та типу дискети. Як правило, два сектори утворюють один кластер, який є основною одиницею зберігання інформації. У кожному секторі записується 512 байт інформації, а у кластері 1024 байта. До плану
Таблиця 3 Тип і якість . Кількість сторін Кількість треків Кількість секторів Ємність пам'яті Примітки 2 80 15 1. 2 Мбайт 2 сторони, підвищена густина 2 80 18 1. 44 Мбайт 3. 5 дюйма S/QD 2 80 10 800 Кбайт 2 сторони, квадратична густина S/DD 2 80 9 720 Кбайт S/DD 2 40 9 360 Кбайт S/HD DS/HD До плану 2 сторони, подвійна густина
. . Таким чином, кількість кластерів приблизно буде збігaтися з ємністю дискети у кілобайтах. Максимальні ємності пам'яті дискет різних типів i якості наведені в таблиці 3. Вся утворена область пам'яті дискети використовується для інформації чотирьох видів: 1. Завантажувач (Boot сектор). 2. Таблиці розподілу файлів (FAT таблищ). 3. Таблиця кореневого каталогу. 4. Область запам'ятовування іформації. До плану
Завантажувач будь якої дискети при форматуванні записується в нульовому секторі. У цьому секторі ще записана така інформація: 1) кількість байтів у ceкторі (тобто густина запису інформації); 2) кількість секторів у кластері (1 або 2); 3) кількість секторів на дискеті; 4) кількість секторів в одному треї 5) число голівок накопичувача; 6) кількість 32 байтових елементів таблиці кореневого каталогу; 7) кількість секторів, що займає основна таблиця FAT; 8) кількість cекторів, що займає резервна таблиця FAT. До плану
. . Одразу ж після Boot сектора на дискеті надається місце для основної та резервноі FAT таблиць. Основна та резервна FAT таблиці займають області, розміри яких залежать від ємності пам'яті дискет. Для дискет з ємністю пам'яті: v 360 Кбайт вони займають від 1 го до 4 го секторів; v 720 Кбайт - від 1 го до 6 го секторів; v 1. 2 Мбайт від 1 го до 14 го cекторів; v 1. 44 Мбайт - від 1 го до 18 го секторів. До плану
У FAT таблицю записуються назви каталогів та файлів, які знаходяться на дискеті. Разом з ім'ям файла до FAT . таблиці записано номер його початкового кластера та його довжина в байтах. При вилученні файла його зміст у кластерах залишається незмінним, але в FАТ таблиці перша літера його імені замінюється символами Е 5. Це дозволяє відновити файл, якщо в його кластери не записано нової інформації. До плану
. Після FАТ таблиць розташовується таблиця кореневого каталогу. Розмір цієі області залежить від ємності магнітного носія. Для дискет з ємністю пам'яті: v 360 Кбайт вона займає від 5 го до 11 го секторів; v 720 Кбайт від 7 го до 13 го секторів; . 1. 2 Мбайт від 15 го до 28 го секторів; v v 1. 44 Мбайт від 19 го до 32 го секторів. Кожному елементу кореневого каталогу відводиться 32 байта пам'яті. В один сектор каталогу можна записати 512: 32 = 16 назв імен файлів або каталогів. Тоді у корене вий каталог дискет ємністю 360 або 720 Кбайт з одним сектором на кластер можна записати не більше 16*7 = 112 імен каталогів і файлів, тобто у кореневому каталозі не повинно бути більше 112 входжень. Якщо кластери мають по 2 сектори, то кількість входжень в кореневий каталог не повинна перевищувати 224. Для дискет ємністю 1. 2 або 1. 44 Мбайт кількість входжень у кореневий каталог не повинна перевищувати 14*6 = 224 або 14*31 = 448 (для дискет з двома секторами на кластер). До плану
. v У кожному елементі кореневого каталогу міститься: ім'я файла, атрибути файла (Read olny тільки для читання, sys системні файли, Hidden скриті файли), час утворення файлу, дата утворення файла, номер початкового кластера файла, розмір файла у байтах. v До області запам'ятовування інформації записуються файли і каталоги, перераховані в FАТ таблиці. Якщо у результаті вилучення будь якого файла на носії утворилося вільне місце (незайняті кластери), то незалежно від розміру наступного файла, що записується, спочатку будуть запов нюватися незайняті кластери, починаючи з самого початку в області запам'ятовування інформації. При цьому файли будуть обов'язково фрагментовані, тобто кластери кожного з цих файлів будуть суміжними. До плану
v Розмічена дискета потребує обережного поводження. Дискету необхідно тримати так, щоб великий палець був біля етикетки. Ні в якому разі не можна доторкатися до відкритої поверхні дискети, інакше буде зіпсована інформація. Дискету не можна гнути, ламати, підносити до працюючого телевізора. Дискета вставляється у гніздо накопичувача так, щоб етикетка була зверху. Дискета вставляється до кінця й обережно, обов'язково двома пальцями, зачиняється важіль защіпка поворотом її на 90 градусів вправо. При відкритті защіпки тримати її обов'язково двома пальцями і повернути вліво на 90 градусів. В сучасних ПЕОМ роль важіля защіпки грає відповідна кнопка. До плану
. Розглянемо розташування програм на системному магнітному носії. Для конкретності, як приклад магнітного носія, візьмемо дискету. При форматуванні на дискеті виділяється чотири області пам'яті для завантажувача двох FАТ таблиць і таблиці кореневого каталогу. Відразу ж після резервної FАТ таблиці записується таблиця кореневого каталогу, для якої використовується від 7 ми до 14 ти секторів. Під час запису операційної системи після таблиці кореневого каталогу розташовується файл розширення базової системи вводу виводу(Io. sys), а потім файл обробки переривань (Msdos. sys). Положення цих двох файлів для однотипних дискет суворо однакове. Це означає, що системну дискету можна зробити одним з трьох способів: До плану
I. Форматуванням дискети з одночасним записом двох файлів ядра операційної системи Io. sys та Msdos. sys. II. Копіюванням інформації з іншої системної дискети за допомогою команди Disk. Copy, тобто копіюванням методом блок в блок. III. Записом ядра операційної системи за допомогою команди Sys. Положення інших файлів операційної системи не має ніякого значення. До плану
. 2. 1. 5 Структура зберігання інформації v. На магнітних носіях (дисках, дискетах) вся інформація розташовується в каталогах. Каталоги магнітного носія утворюють iєpapxiчнy деревоподібну структуру (мал. 2. 1). v. Найстаршим каталогом магнітного носія є кореневий каталог (як стовбур дерева), котрий відображується автоматично при звертанні до носія. У кореневий каталог можуть записуватися як файли, так i каталоги першого рівня. Щоб відразу можна було відрізнити файли від каталопв, ОС пише назви каталогів великими літерами, а назви файлів малими. Kpiм того, кожний файл пишеться з розширенням i. Mem (якщо його автор вказав це розширення при утворенні файла). До плану
Кореневий каталог DOS Каталог 1 ого рівня 1 . lex. exe ega. sfn epson. voc SYS Малюнок 2. 1 Каталог 2 ого рівня VFORMMAT en drv. com parc. com memap. com NC LEXICON TB autoexex. bat config. sys Msdos. sys Io. sys comand. com До плану
. Якщо носій, що переглядається (або, як кажуть, поточний), є системним (тобто він дозволяе загрузити ОС в ОЗУ ЕОМ), то у кореневому його каталозі обов'язково повинні бути три файли ядра ОС (Msdos. sys, lo. sys i Command. com), файл автозавантажування (Autoexec. bat) i файл конфігурації (Config. sys). Причому файли lo. sys i Msdos. sys помічені як hidden сховані файли. До плану
На мал. 2. 1 у кореневому каталогу розміщені каталоги NC, ТВ, LEXICON, DOS, SYS. Як видно з мал. 2. 1, каталоги, що поміщені у кореневий каталог, можуть містити в co 6 i mini каталоги. Їх називають каталогами 2 го рівня або підкаталогами. На мал. 2. 1 показано, що у каталозі SYS міститься підкаталог VFORMAT i просто файли en drv, park та iнші, у каталозі LEXICON міститься підкаталог 1. Кількість входжень у ка талоги 1 го, 2 го i вcix інших рівнів не обмежено нічим, тобто кількість файлів i підкаталогів у цих каталогах необ межена. До плану
При звертанні до магнітного носія завжди розкривається зміст тільки кореневого каталогу. Для відображення всього дерева каталогів необхідно подати команду Tree. ОС MS DOS, або вибрати функцпо Tree системної оболонки NC. У даному випадку на екрані монитора буде зображено все дерево каталогів, що дозволяє відшукати потрібний файл або каталог. До плану
. Контрольні запитання. 1) В якому році і ким була створена перша ЕОМ? 2) Основні елементи персональних ЕОМ? 3) Що відносять до основних характеристик персональних комп`ютерів? 4) Що розуміється під розрядністю процесора? 5) Скільки дискета може вмістити треків? 6) Від чого залежить розмір FAT таблиці? 7) Скільки секторів займе дискета ємністю 1. 44 Мбайт? До плану
2. 2 Операційна система До плану
2. 2. 1. Загальні відомості Операційні системи – сукупність програм призначених для керування пристроями, створення взаємодії користувач – комп'ютер. Типи ОС: • MS DOS – однозадачна ОС • UNIX і PS/2 багатозадачні ( виконання декількох операцій) До плану
Функції ОС: – керує роботою дискових накопичувачів; – організовує зберігання даних на носіях; – виводить зображення на екран; – керує зовнішніми пристроями ПК; – взаємодія користувач – ПК; – керує виконання прикладних програм; – стежить за часом; – розпізнає натиснення клавіш на клавіатурі. До плану
Файл – область на носії накопичувача, названа конкретним ім’ям, містить логічно об’єднану інформацію. Групи файлів: Керуючі: Основні системні: Утиліти: BIOS драйвери MS DOS Io. sys редактори системних оболонок Boot Record транслятори архіватори Msdos. sys системні оболонки антивірусні програми Command. com Autoexes. bat До плану
MS DOS – операційна система, містить комплекс програм, виконують операції: • • • перетворення програми з символьного виду в послідовність двоїчних кодів; забезпечують діалоговий режим роботи користувача з ЕОМ. керування всіма елементами ЕОМ; Робота ОС MS DOS відбувається в результаті виконання функції системної оболонки До плану
Системна оболонка – програма, що полегшує роботу користувача з командами ОС. Автор – Нортон Пітер. ( найпоширеніша – Norton Commander ) Пакет програм Windows містить системну оболонку, текстові та графічні редактори, утиліти системної оболонки. До плану
Утиліти - допоміжні системні файли, що виконують функції: розширюють функції ОС, системної оболонки; захищають файли системних і прикладних програм від вірусів; виявляють та лікують заражені файли за допомогою антивірусних програм. Розрізняють: утиліти DOS, утиліти системних оболонок, архіватори, антивірусні програми. До плану
Комп'ютерний вірус – спеціально створені програми вандали, що порушують нормальну роботу ЕОМ. Антивірусні програми детектори – поліграфи знаходять віруси, визначають їх тип резидентні нерезидентні До плану
2. 2. 2. Завантаження ОС Вмикання живлення Тестування апаратури (BIOS) Ctrl+Alt+Del Reset Запуск завантажувача MSdos Io. sys Резидентна частина Command. com Config. sys Autoexec. bat Нерезидентна частина Command. com Системна оболонка Запрошення до роботи До плану
2. 2. 3. Файлова структура операційної системи Файлова структура – сукупність файлів і взаємозв'язків між ними. Всі файли в каталогах розміщуються за ієрархічною дерево подібною структурою. Файли ОС підпорядковані правилам: можна скопіювати, вилучити, розташувати у каталогах, можна створювати нові файли. До плану
Файли ОС (за розширенням імені): • . arc, . pak, . zip, . arj, . rar архівні • . ext обробки розширень • . prm тимчасовий • . chi – розширень Chiwriter • . sys системний • . bak резервний файл редактора тексту • . com, . exe запускні • . doc, . txt – текстові • . bat командний • . fnt з шрифтами принтера • . drv драйвер • . lst роздрукування програми • . dat, . dbf файли даних • . pic графічного редактора • . mnu файл меню • . prn виводу на принтер До плану
Файли ОС (за засобами використання, доступом): • • (R) (Read only) – тільки читання (A) (Archive) – може бути заархівований (S) (System) – системний файл - (H) (Hidden) – прихований файл, не виявляється командами DOS До плану
Контрольні запитання: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Що таке операційні система? Які функції операційних систем вам відомі? Що таке файл? Назвіть основні групи файлів Назвіть функції системи MS DOS. Що таке системна оболонка. Що таке допоміжні системні файли? Їх функції. Що таке комп'ютерний вірус? Що таке файлова структура? До плану
2. 3. Елементи програмування До плану
2. 3. 1. Короткі відомості про алгоритмічні мови Сукупність засобів і правил подання алгоритму у вигляді, придатному для його виконання обчислювальною машиною, називається мовою програмування Скласти програму для виконання будь-якого завдання на ЕОМ – це значить записувати алгоритм виконання цього завдання на мові програмування. Уся інформація, що обробляється на ЕОМ, подається в двоїчній формі, тобто у вигляді багаторозрядних двоїчних чисел. формі Програма для ЕОМ- де сукупність таких чисел, кожне з яких кодує конкретну інформацію, що обробляється у певному порядку, заданому чи послідовністю цих чисел, чи командами ззовні. Записана таким чином програма - це сукупність послідовно виконуваних машиною команд. Кожна команда має свій номер, код операції та адресу, що подані двоїчними числами. До плану
Мови програмування, орієнтовані на структуру ЕОМ, коди операцій, адресність тощо, інакше кажучи, що мають залежність від типу ЕОМ, називають машинно орієнтованими. Ці мови використовуються у системному програмуванні при створенні системних оболонок, операційних систем тощо. Найбільш поширена мова цього типу Асемблер. Мови програмування, які орієнтуються на користувача і на виконувані процедури, функції, задачі тощо, називаються процедурно орієнтованими. Вони не залежать від типу ЕОМ. Вони розроблялися з урахуванням профілю проблем, що розв'язуються в галузі математики, економіки; бухгалтерії; автоматизації виробництва тощо. Найбільш поширені на персональних ЕОМ мови: PASCAL, СІ, FORTRAN, BASIC та інші. До плану
Процедурні мови можуть мати понад сотні операторів (оператори записуються за допомогою службових слів. Так, всі вони мають такі оператори: Øвводу і виводу величин, Øоператори умовних і безумовних переходів, Øоператори циклу, Øоператори переривання, зупинки тощо. Програми, які написані на процедурно орієнтованих мовах за допомогою спеціальних програм трансляторів, автоматично переводяться на машинну мову комп'ютера. До плану
2. 3. 2. Методика створення програм Постановка задачі: Виберемо як зразок транслятора, інтерпретатор, алгоритмічної мови BASIC. Щоб розглянути методику створення програми на конкретному діючому прикладі, візьмемо такий вираз для достатньо складного коливального процесу: де А зміщення тіла від положення рівноваги; К коефіцієнт, що характеризує затухання; W – кругова частота V лінійна частота; РІ число "Пі" (РІ = 3. 14159265); t час. Нехай вхідні дані будуть такі: А = 10 см; V= 0. 5 Гц; t = 0. 2, 0. 4, 0. 6, 0. 8, 1 с; К=0. 1, 0. 3, 0. 5, 0. 7, 0. 9 До плану
Найпростіша програма Етапи програмування: Перший етап оформлення заголовка програми. Другий етап введення констант. Константи це вхідні дані, значення яких не змінюється в процесі виконання програми. Третій етап введення змінних. Змінні це вихідні дані, значення яких змінюється в процесі роботи програми. Четвертий етап розрахунок функції. П'ятий етап виведення результатів розрахунку (на екран монітора). Шостий етап оформлення закінчення програми. До плану
Етапи програмування Рядки програми 1. Назва програми 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. Введення констант 20 А = 0. 1; V = 5 E 1; PI = 3. 14159265 3. Введення змінних 30 PRINT "Введіть t і К“ 40 INPUT t, K 4. Розрахунок функції 50 W = 2 * PI* V; В = К* t 60 X = А* ЕХР ( В) * COS(W*t) 5. Виведення результатів 70 PRINT " X ="; X розрахунку 6. Закінчення програми 80 END До плану
Циклічні програми Утворення програми за допомогою операторів READ і DATA У таких програмах цикл може бути утворений за допомогою операторів READ і DATA. Перший та другий етапи складання нової програми будуть такими ж, як і в попередній програмі. Третій етап буде іншим! При оформленні операторів READ і DATA необхідно виконувати три обов'язкові умови: в операторі READ записуються тільки символи, розділені знаком "кома". в операторі DATA записуються тільки числа. Якщо замість цифр будуть записані символи (наприклад С 1, С 2), то інтерпретатор виведе повідомлення про помилку "Неправильне введення вхідних даних". числа в рядку 40 можуть бути записані у звичайній або експоненціальній формі. До плану
Етапи Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0. 1; V = 5 E-1; PI = 3. 14159265 3. 30 READ t, K 40 DATA 0. 2, 0. 1, 0. 2, 0. 3, . 2, . 5, 2 E-1, . 7, . 2, . 9 42 DATA 0. 2, 0. 1, 0. 4, 0. 3, . 4, . 5, 4 E-1, . 7, . 4, . 9 44 DATA 0. 6, 0. 1, 0. 6, 0. 3, . 6, . 5, 6 E-1, . 7, . 6, . 9 46 DATA 0. 8, 0. 1, 0. 8, 0. 3, . 8, . 5, 8 E-1, . 7, . 8, . 9 48 DATA 1, 0. 1, 1, . 3, 1, . 5, 1, . 7, 1, . 9 4. 50 W = 2 * PI* V; В = К* t 60 X = А* ЕХР (-В) * COS(W*t) 5. 70 PRINT " X ="; X 6. 80 END До плану
Утворення програми за допомогою операторів READ Деякі версії інтерпретаторів не можуть порівнювати значення тільки однієї змінної з її граничним рівнем. У такому випадку для організації циклу слід ввести лічильник циклу. При цьому до оператора READ необхідно задати значення лічильника циклу I = 0. Як тільки оператор READ прочитає чергову пару вхідних даних, то значення лічиль ника циклу повинне збільшитися на одиницю. До плану
Ет ап и Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0. 1; V = 5 E-1; PI = 3. 14159265 30 READ t, K 40 DATA 0. 2, 0. 1, 0. 2, 0. 3, . 2, . 5, 2 E-1, . 7, . 2, . 9 42 DATA 0. 2, 0. 1, 0. 4, 0. 3, . 4, . 5, 4 E-1, . 7, . 4, . 9 3. 44 DATA 0. 6, 0. 1, 0. 6, 0. 3, . 6, . 5, 6 E-1, . 7, . 6, . 9 46 DATA 0. 8, 0. 1, 0. 8, 0. 3, . 8, . 5, 8 E-1, . 7, . 8, . 9 48 DATA 1, 0. 1, 1, . 3, 1, . 5, 1, . 7, 1, . 9 4. 50 W = 2 * PI* V; В = К* t 60 X = А* ЕХР (-В) * COS(W*t) 5. 70 PRINT " X ="; X 6. 80 END До плану
Утворення програми за допомогою операторів FOR і NEXT. Можна створювати циклічні програми, для утворення циклів в яких, окрім операторів READ і DATA, використовуються оператори FOR і NEXT. Перший і другий етапи складання таких програм будуть аналогічні попереднім прикладам. Третій етап введення змінних буде оформлений інакше До плану
. Етапи Рядки програми 1. 2. 3. 4. 5. 6. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 20 А = 0. 1; V = 5 E-1; PI = 3. 14159265 30 FOR t = 1 TO 1 STEP 0. 2 40 FOR K = 0. 1 TO 0. 9 STEP 0. 2 50 W = 2 * PI* V; В = К* t 60 X = А* ЕХР (-В) * COS(W*t) 70 PRINT " X ="; X 72 NEXT K 75 NEXT t 80 END До плану
Утворення програми якщо одна з змінних (наприклад, t) змінюється нерегулярно В попередній програмі змінні t і К змінювались регулярно. Якщо одна з цих змінних (наприклад, t) змінюється нерегулярно (0. 1, 0. 3, 0. 4, 0. 7, 1), то програма буде мати такий вигляд. До плану
. Етапи Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0. 1; V = 5 E 1; PI = 3. 14159265 3. 30 READ t 35 DATA 0. 1, 0. 3, . 4, 7 E 1, 1 40 FOR K = 0. 1 TO 0. 9 STEP 0. 2 4. 50 W = 2 * PI* V; В = К* t 60 X = А* ЕХР ( В) * COS(W*t) 5. 70 PRINT " X ="; X 72 NEXT K 75 IF t<1 THEN GOTO 30 6. 80 END До плану
Утворення програми за допомогою оператору RESTORE Останню програму можна написати інакше, переставивши місцями зміст рядків 30 і 40. Але оператор READ має ту особливість, що він читає вхідні дані тільки один раз. Для того щоб примусити його читати вхідні дані повторно, необхідно поставити оператор RESTORE. До плану
. Етапи Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0. 1; V = 5 E 1; PI = 3. 14159265 3. 4. 5. 6. 30 FOR K = 0. 1 TO 0. 9 STEP 0. 2 35 DATA 0. 1, 0. 3, . 4, 7 E 1, 1 40 READ t 50 W = 2 * PI* V; В = К* t 60 X = А* ЕХР ( В) * COS(W*t) 70 PRINT " X ="; X 72 IF t<1 THEN GOTO 40 74 RESTORE 75 NEXT K 80 END До плану
. Контрольні питання. 1. Що таке мова програмування? 2. У якій формі обробляється інформація на ЕОМ? 3. Що таке програма для ЕОМ? 4. Яка мова програмування називається машино – орієнтованою? Навести приклади. 5. Яка мова програмування називається процедурноорієнтованою? Навести приклади. 7. Що таке оператор? 8. Які оператори бувають? 9. Що таке лічильник циклу? До плану
2. 4 Практичне заняття “Вивчення операційної системи ПЕОМ ІВМ. Управління ЕОМ за допомогою системної оболонки” До плану
. 2. 4. 1. Додаткові теоретичні відомості Вище в цьому розділі міститься необхідна інформація щодо таких питань, з якими. повинні ознайомитись студенти при виконанні даного практичного заняття: 1. Основні елементи персональних ЕОМ. 2. Основні характеристики персональних комп ютерів. 3. Формування зони пам'яті на магнітних носіях. 4. Структура зберігання інформації. 5. Операційна система. 6. Завантаження операційної системи. 7. Файлова структура інформаційної системи. До плану
Основні правила експлуатації вінчестера Вінчестер (НЖМД або Hard Disk) є складним електро механічним пристроєм і тому тривалість його роботи не може бути безмірною. Типовий час дії (середній час безперервної роботи) становить 20 000 годин. Вінчестер може пра цювати ще менше вказаного року. с Щоб зробити "життя" НЖМД довшим, необхідно: 1. Стежити за нормальним охолодженням. накопичувана. 2. Уникати різких перепадів напруги. 3. Працювати за стійким столом. 4. Не вимикати живлення ЕОМ, якщо вона ще може бути використана. 5. Не вмикати ЕОМ відразупісля вимикання; До плану
. Паркування головок вінчестера Щоб уникнути вказаних неприємностей (принаймні при увімкненні ЕОМ), треба проводити примусове переміщення головок у безпечну зону (поза робочими поверхнями), тобто здійснювати їх паркування. Ця операція обов'язкова перед транспортуванням ЕОМ, але є серйозні причини для того, щоб виконувати його перед кожним вимкненням машини, навіть якщо будь яка можливість струсу дисковода повністю, виключена. Так, дослідження фірми Gibson Research показали таке: До плану
вже після місячної роботи ЕОМ головки намагнічуються, у результаті чого якір крокового двигуна здригається при подачі напруги, що здатне зруйнувати поверхню дисків; До плану
імпульс електричного струму, що виникає при вмиканні живлення, пройшовши через підсилювач, навантажений на головку, перетворюється в магнітний імпульс, здатний негативно впливати на інформацію; До плану
поверхня дисків може бути пошкоджена при вмиканні напруги, коли головки ще "пливуть" під поверхнями, тобто під час розгону дисків НЖМД. Деякі НЖМД, у яких вузол переміщення головок являє собою лінійний електромагнітний привід, дозволяють забезпечити автоматичне паркування головок на випадок вимкнення напруги. Але навіть і в даному випадку, очевидно, краще паркувати головки, наслідуючи принцип "береженого Бог береже". До плану
. Введення інформації та будова клавіатури. Для країн СНД була роз роблена модифікована альтернативна таблиця ASCII кодів, в якій: грецькі символи замінені кирилицею; символи псевдографіки залишились на тих самих місцях, як у модифікованій ASCII таблиці. Клавіатура має 101 клавішу, що розділені на такі групи: 1. Основна алфавітно цифрова клавіатура. 2. Службові клавіші. 3. Мала цифрова клавіатура. Чорним кольором нанесено літери та цифри латинського алфавіту, червоним російського та українського алфавітів. Мала цифрова клавіатура може працювати у двох ре жимах: дозволу набирати цифри або здійснювати редагування файлів. До плану
. . Редагування файлів Якщо лампочка Num Lock не світиться, то клавіатура дозволяє редагувати файли. Функція клавіш в даному ре жимі така: Home переведення курсора на початок рядка; Home End переведення курсора на кінець рядка; End Pg. Dn (Page Down) переведення сторінки вниз; Pg. Up (Page Up) переведення сторінки вгору; Ins (Insert) виділення файла; Del (Delete) вилучення символа, позначеного курсором; F 12 програмуються для будь яких операцій прикладних програм; 12 Ctrl + Alt + Del м'яке перезавантаження операційної системи; Del Pause зупинка програми; Pause Ctrl + Break переривання програми; Break Ctrl + Enter, Ctrl + J перенос імені файла в командний рядок; До плану
. Функції службових клавіш Esc (Escape) відміна команди ОС MS DOS, вихід з програми; . Backspace вилучення символа зліва від курсора; Backspace Space пропуск; Space Enter введення інформації в ОЗП ЕОМ; Enter Ctrl (Control), Alt (Alternate) використовуються в сполученні з інши ми клавішами; Prt. Sc (Print Screen) друк змісту екрана; (Print Screen) Caps Lock вмикання та фіксація верхнього регістру; Caps Lock Num Lock вмикання та фіксація малої клавіатури; Num Lock Scroll Lock блокування прокрутки. Scroll Lock До плану
. Управління ЕОМ. Завдання 1. Увімкнути ЕОМ, для цього треба: Завдання 1. § натиснути кнопку POWER на передній панелі системного блока; § увімкнути монітор тумблером у нижній частині передньої панелі; § вставити системну дискету у гніздо накопичувана. Спочатку здійснюється тестування працездатності елементів ЕОМ, а потім починається завантаження операційної системи. По закінченні завантаження ОС на екрані монітора з'являться панелі NC. На одній з двох панелей будуть перераховані каталоги І файли кореневого каталогу поточного накопичувача. Панель, у межах якої знаходиться курсор, називається активною. До плану
. Управління ЕОМ. Завдання 2. Засвоїти методику управління ЕОМ за . . допомогою NC. : Виконати такі команди управління панелями: Увімкнення та вимкнення обох панелей Ctrl + О Увімкнення та вимкнення лівої панелі Ctrl + F 1 Увімкнення та вимкнення правої панелі Ctrl + F 2 Перемикання панелі з активної на неактивну Tab Перечитати активну панель Ctrl + R Перемкнути неактивну панель в інформаційну Ctrl + L До плану
М'яке перезавантаження ОС. . . Ctrl+Alt+Del Читання кореневого каталогу накопичувачів ("диска або дискети). Команди: виклик меню накопичувачів на ліву панель Alt + F 1 виклик меню накопичувачів на праву панель Alt + F 2 До плану
. . При виконанні таких команд на екрані з'являється вікно з ідентифікаторами накопичувачів, курсором вибирається накопичувач і натискується клавіша Enter. У цьому випадку на дану панель виводиться кореневий каталог диска або дискети. (В ЕОМ ІВМ ХТ. встановлених в дисплейному класі, є тільки накопичувані А і Е). До плану
. . . 2. 4. 2. Методика виконання операцій системної оболонки Для визначення довжини файла необхідно: 1. Зробити активною панель, на якій написані імена потрібних Вам файлів. 2. Клавішами "Стрілка вниз" чи "Стрілка вгору" зміщувати курсор по іменах файлів. При цьому в нижній частині панелі NC по черзі будуть відображуватися довжини файлів (у байтах). До плану
. Методика створення каталогів . . 1. Спочатку необхідно зробити активною ту панель NC, де Ви бажаєте розташувати новий каталог. 2. Якщо файл, який створюється, буде розташовуватися в кореневому каталозі активного накопичувана, то вибрати функцію Mk. Dir (F 7). 3. На екрані монітора з'явиться вікно, в яке необхідно вписати ім'я Вашого каталогу і натиснути клавішу Enter. При цьому на активній панелі з'явиться ім'я створеного каталогу. До плану
. Методика виділення файлів Для виконання будь яких групових операцій необхідно виділити файли, які . будуть відображатися жовтим кольором. , . Для виділення окремих файлів необхідно встановити курсор NC на даний файл і натиснути, клавішу Ins. . Можна. виділити окремий файл методом накладання курсора на його ім'я. Щоб виділити групу файлів (припустимо, в будь якому каталозі), необхідно: До плану
1. Активізувати ту панель NC, нa якій відображено ім'я даного катологу. 2. Увійти в даний каталог. 3. Виділити файли даного каталогу. Для цього необхідно натиснути клавішу "+", а потім клавішу Enter на малій цифровій клавіатурі дисплея. Для відміни виділення файлів необхідно встановити курсор НС (чигмиші) на ім'я, даного файла та натиснути клавішу Ins. . Для відміни виділення груп файлів необхідно увійти в каталог, файли якого виділені, та натиснути клавішу мінус (" "), а потім Enter на малій цифровій клавіатурі дисплея. До плану
Методика читання файлів Читання змісту текстових та компільованих . файлів (з розширенням. ехе чи. com) суттєво . відрізняється. Для читання змісту текстових файлів необхідно: 1. Виділити необхідний Вам файл методом накладання курсора на його ім'я. 2. Задати функцію F 3, при цьому на екрані з'явиться текст файла. Перегляд файла можна здійснювати клавішами "Стрілка вгору", "Стрілка вниз" (перегляд за рядками) чи Pg. Up, Pg. Dn (перегляд за сторінками). Для читання. ехе чи. com файлів необхідно: 1. Виділити необхідний файл методом накладання курсора на його ім'я. 2. Натиснути клавішу Enter. При цьому відбувається запуск вибраного файла, керування яким (як правило) написано на екрані монітора. До плану
. . . Методика перейменування файлів Для перейменування файла необхідно: 1. Зробити неактивну панель інформаційною (Ctrl + L). 2. Виділити файл наведенням курсора на його ім'я. 3. Подати команду F 6. При цьому на екрані з'являється вікно, в якому необхідно виправити старе ім'я файла на нове і натиснути клавішу Enter. До плану
. Методика перенесення файлів Даний режим дозволяє переносити окремі . файли чи їх групи. Для перенесення файлів . необхідно: 1. На сусідній панелі відкрити каталог, в який будуть переноситися файли. 2. Повернути курсор у той каталог, файли якого необхідно перенести (натискуванням клавіші ТАВ). 3. Виділити ці файли. 4. Подати команду F 6. При цьому з'явиться вікно, в якому буде написана функція перенесення та ім'я відкритого каталогу сусідньої панелі, в який переносяться виділені файли. 5. Натиснути клавішу Enter. По закінченні роботи ЕОМ на активній; панелі виділені файли зникнуть, а на пасивній З'ЯВЛЯТЬСЯ. До плану
. . Методика вилучення файлів Для вилучення файлів необхідно: 1. Виділити ці файли. 2. Подати команду F 8. З'явиться вікно з інформацією про вилучення. Необхідно натиснути клавішу Enter. 3. Якщо необхідно вилучити файли з атрибутом "тільки для читання", то NC запросить дозвіл для виконання операції. До плану
. Методика копіювання файлів Для копіювання файлів чи їх груп необхідно: . . 1) На одній панелі NC розташувати каталог накопичувача донора, з якого будуть копіюватися файли, а, на іншій каталог накопичувача приймача, на який, файли будуть копіюватися. 2) У каталозі накопичувача приймача створити (якщо необхідно) новий каталог. 3) Увійти в цей новий каталог. 4) Зробити активним на копичувач донор. 5) Увійти в каталог донор. 6) Виділити файли, що копіюються. До плану
7) Подати команду F 5. При цьому зявиться вікно з вказівкою, куди буде, здійснюватися копіювання. . , 8) Натиснути клавішу Enter. При цьому у вікні пишеться ім'я файла, що копіюється, і в реальному масштабі часу проводиться процес його копіювання. Якщо NC виявить, що файл, якик копіюється, вже є в каталозі неактивної панелі, то він запросить дозволу на його копіювання. Можна відповісти: Overwrite копіювати цей файл, записавши його зміст зверху тексту, попередньої версії; Skip пропустити копіювання цього файла; Skip All скопіювати цей та всі наступні файли. All До плану
. . Методика отримання відомостей про накопичувач інформації Можна при бажанні отримати такі відомості про накопичувач інформації: загальний об'єм пам'яті накопичувана; кількість файлів, що записані на накопичувач; об'єм вільної пам'яті накопичувача. Для отримання перелічених відомостей необхідно: 1. Зробити активною панель NC, в якій записаний ко реневий каталог потрібного Вам накопичувача. 2. Зробити пасивну панель NC інформаційною (Ctrl + L). На ній з'явиться інформація про накопичувач, файли якого розташовані на активній панелі NC. До плану
Методика запуску робочих програм. . Для запуску робочих програм необхідно: 1. Увійти в каталог, в якому розташовані файли робочої програми. 2. Встановити курсор на ім'я запускного файла програми. Як правило, вони мають розширення імені. ехе чи. com. 3. Натиснути клавішу Enter. Перелік основних команд NC: До плану
. Керування курсором: . 1. Зсув вліво на символ. . . . . Ctrl + S; <— 2. Зсув вправо на символ. . . . Ctrl + D; —> 3. Зсув вліво на слово. . . . Ctrl + A; Ctrl + <— 4. Зсув вправо на слово. . . . Ctrl + F; Ctrl + —> 5. Зсув вгору на сторінку. . . . Ctrl + R; Pg. Up 6. Зсув вниз на сторінку. . . . Ctrl + C; Pg. Dn 7. Зсув на кінець рядка. . . . End 8. Зсув на початок рядка. . . Home 9. Зсув на кінець файла. . . Ctrl + End 10. Зсув на початок файла. . . . . Ctrl + Home До плану
. Керування панелями. 1. Вмикання та вимикання обох панелей. . . . Ctrl + О . . 2. Вмикання та вимикання лівої панелі. . . . . Ctrl + F 1 3. Вмикання та вимикання правої панелі. . . . Ctrl + F 2 4. Перемикання панелей з активної на неактивну……. ТАВ 5. Виклик меню накопичувачів на ліву панель. . Alt + F 1 6. Виклик меню накопичувачів на праву панель. . . Аlt + F 2 7. Перечитати активну панель. . . . . Ctrl + R 8. Перемкнути неактивну панель в інформаційну… Сtrl + L 9. М'яке перезавантаження ОС. . . . . Ctrl + Alt + Del До плану
. . . Керування каталогами 1. Створення нового каталогу активної панелі (ім'я вписати у вікно, що з'явиться). . . F 7 2. Знищення порожнього каталогу активної панелі. . F 8 До плану
Керування файлами . . . 1. Перегляд змісту файла, який позначено, на всьому екрану……. ……………. . . . F 3 2. Виділення окремого файла. . . . Ins групи файлів відкритого каталогу. . . . . "+" + Enter 3. Відміна виділення: окремого файла. . . . Ins групи файлів відкритого каталогу. . . " " + Enter 4. Вилучення файлів, які виділені. . . . . F 8 5. Копіювання файлів, які виділені. . . . . F 5 До плану
2. 4. 3. Завдання для самостійної роботи. . 1) Перевірити та відкорегувати конфігурацію системної оболонки Norton Commander. 2) Вивчити та практично виконати функцію порівняння інформації на двох панелях системної оболонки. 3) Відобразити дерево каталогів заданого накопичувача на одній панелі системної оболонки. 4) Отримати повну інформацію про каталоги та файли поточного накопичувача. До плану
. . . Застосування ЕОМ у медицині Основні напрямки застосування ЕОМ в медицині такі: Ø автоматизовані системи управління і контролю; Ø експертні медичні системи; Ø інформаційно довідкові системи на основі банків даних. До плану
. . Практичне завдання Після завантаження ЕОМ і запуску на виконання програми необхідно записати з екрана в зошит список імен навчальних програм, з якими Ви будете працювати. Кожна програма має своє індивідуальне завдання. Результати виконання завдань . оформлюються Вами в зошит (результати обчислень, списки та висновки з даного завдання). 1. PMAX. BAS знайти число з найбільшим значенням із такої послідовності 20 ти чисел: 3. 4; 7. 26; 8. 26; 13. 2; 14; 86; 104; 117. 56; 146. 4; 0. 13; 2; 8; 16; 7; 14; 104; 26; 31; 17; 20. 2. ODN. BAS визначити день тижня (понеділок, вівторок, . . . неділя), що відповідає Вашому. дню народження в різні роки (у минулому році, цього року, в майбутньому році). Запишіть дані в зошит. 3. SMAS. BAS пересортувати в порядку зростання послідовність 20 ти чисел, приведену в завданні N 1. Відповісти на питання: чи можна за допомогою програми SMAS. BAS знайти число з найбільшим значенням, тобто виконати завдання N 1? До плану
4. SPL. BAS одержати 10. різних послідовностей по 5 чисел у кожній (аналогічно заповненню 10 карток спортлото). Підрахувати частоту появи різних чисел в цих 10 послідовностях, зробити висновок про ймовірність, різних чисел. 5. PGRAF. BAS побудувати графік параболи Y = К 77 0 Х 52 0 при 3 х різних значеннях коефіцієнта К (в інтервалі 0 1). У зошит записати висновок про характер зміни графіка при зміні коефіцієнта К. 6. MST. BAS одержати значення дисперсії, середнього та середньо квадратичного відхилення (СКВ) для таких даних спостережень лікарів педіатрів: зріст хлопчиків у віці 2 х років (у сантиметрах) 92, 91, 96, 93, 97, 93, 91, 92, 90, 97, 95, 94, 92, 98; 96, 90, 95, 93, 97, 89, 91. 7. KKR. BAS визначити коефіцієнт кореляції, зробити висновок (записати його в зошит) про характер статистичного зв'язку зросту (вибірка X) і ваги (вибірка У) студентів Вашої групи. Дані X і У отримайте за допомогою опитування у своїй групі. 8. ALF. BAS заведіть у пам'ять ЕОМ список прізвищ студентів Вашої групи (у довільному порядку, але обов'язково кирилицею) і отримайте цей же список, але в алфавіному порядку. Вкажіть, як сортуються прізвища, що починаються з однієї і тієї ж літери. Після виконання всіх 8 ми завдань і оформлення результатів у зошиті можете виконувати додаткові завдання для самостійної роботи (за вказівкою викладача). До плану
. Контрольні питання 1. Скільки клавіш має клавіатура і на які види вони поділяються? 2. Які існують клавіші для редагування файлів? 3. Як визначити довжину файлу? 4. Як створити каталог? 5. Як керувати курсором за допомогою клавіатури? 6. Як керувати панелями за допомогою клавіатури? 7. Як керувати файлами за допомогою клавіатури? До плану
2. 5. Практичне заняття “Програмування на алгоритмічній мові Basic” До плану
2. 5. 1. Додаткові теоритичні відомості Алгоритмічна мова BASIC отримала дуже широке розповсюдження. Автори цієї мови запевняють, що її назва пішла від скорочення англійських слів Beginner's All Pur ose p Symbolic Instruction Code, що означає "багатоцільовий код (мова) символічних команд для початківців". Відомо багато версій цієї мови. Вона є процедурно орієнтованою. До плану
Символи В алгоритмічній мові BASIC використовуються всі бу кви латинського алфавіту, всі букви кирилиці (за винятком твердого знака), десять цифр (від нуля до дев'яти) і майже всі знаки арифметичних операцій (плюс, мінус, помножити, поділити), знаки логічних операцій (більше, менше, дорів нює) і спеціальні символи: " " пропуск; : знак ділення операторів; $ , знак долара; @ амперсанд; & комерційне і; # знак номера; ^ піднесення до степеня стрілка вгору. До плану
ЗМІННІ Цілочисельні змінні позначаються буквами із значком процентів, (наприклад; А%, В%) Вони, можуть, набувати значення від 32767 до +32767. дійсні Дійсні змінні являють собою букви. Для розширення можливостей кожна змінна може мати індекс у вигляді цифри (наприклад, А 5, 59). символьні Символьні змінні дозволяють запам'ятовувати слова, речення або цілі фрази, Вони позначаються буквами із знаком долара (наприклад, A$, B 9$). До плану
Операції Арифметичні операції: 1. ^ піднесення до степеня; 2. *; / множення та ділення; 3. "+"; " " додавання та віднімання. Дорівнює, більше чи менше: > = більше або дорівнює; < = менше або дорівнює; <> не дорівнює. Стандартні функції: SIN (X) sin x, COS (X) cos х; (х вводиться в радіанах). ATN(X) arctg x; LOG(X) ln x; LOG 10. (X) lg x; INT (X) ціла частина дійсного числа; ЕХР (X) е в степені х; a. Вs (x) |х| |1, х> 0|, SGN (X) |0, х = 0|, | 1, х < 0|; SQR (X) корінь квадратний з х; РІ Пі; RND (X) датчик випадкових чисел (від 0 до 1). До плану
Вирази Арифметичні Логічні Символьні Наприклад, вираз: IF A > C GOTO N, що означає якщо А > 7 , то перейти до рядка N програми. Можлива і така конструкція: символьна функція або перерахування елементів, з'єднаних знаком + або &. Наприклад: у мові BASIC буде записано таким чином: F = (A • А + В) / С^3 (В • B 1)(С + SQR(A)). IF А > С THEN В = А, що означає якщо А > С, то В = А. А = "МОС": В = "КВА" С = А + В. Якщо у програмі написати PRINT, С, то на екрані монітора буде написано МОСКВА. До плану
Оператори Оператор це граматична конструкція, якій відповідає певна послідовність Оператор машинних операцій, тобто це вказівка на виконання цих операцій. Дамо коротку характеристику основних операторів мови BASIC. REM оператор введення коментарію в програму; REM DIM використовується для резервування комірок пам'яті ОЗП для масивів; DIM INPUT, DATA оператори введення вхідних даних; DATA READ оператор читання вхідних даних, записаних оператором DATA; READ RESTORE оператор повторного читання вхідних даних оператором READ; RESTORE PRINT оператор виведення інформації на екран монітора; PRINT USING оператор виведення на екран монітора інформації у певному PRINT USING форматі; ТАВ функція табуляції, що зміщує вправо інформацію, яка виводиться на ТАВ екран монітора оператором PRINT; GOTO оператор безумовного переходу до заданого рядка програми; GOTO IF. . . GOTO оператор умовного переходу до заданої точки програми; GOTO IF. . . THEN оператор умовного переходу до нового значення змінної; THEN ON. . . GOTO оператор обчислювальних переходів; GOTO FOR і NEXT оператор оформлення та закінчення циклу; NEXT END і STOP оператори закінчення всієї програми або її частини. STOP До плану
Оператори введення (INPUT) та виведення (OUTPUT) Для конкретності всі програми будемо складати на прикладі дослідження функції двох змінних: Програма дослідження функції буде мати такий, вигляд: 10 PRINT "Розрахунок значень функції F" : 15 В = 1 Е 5: С = ЗЕ 2 20 PRINT: PRINT; 30 PRINT "Введення значень, змінних Х і А"; 40 INPUT Х, А 50 F = (Х*Х + 1) / С + В / (А*А + 2) 60 PRINT "Значення функцій F = "; F 70 STОP До плану
Оператори введення (DATA), читання (READ), повторного читання (RESTORE), умовних та безумовних переходів У даному випадку програма матиме такий вигляд: 10 PRINT "Розрахунок значень функції F" 15 В = 1 Е 5: С = ЗЕ 2 20 PRINT: PRINT 25 PRINT "Значення змінних X і A": PRINT, "Значення функції F" ЗО READ X, А 40 DATA 0, 0, 0. 1, 0. 2, 0. 4, 0. 3, 0. 6, 0. 4, 0. 8, 0. 5, 1, 0. 6, 1. 2 42 DATA 0. 7, 1 4, 0. 8, 1. 6, 0. 9, 1. 8, 1, 2 45 PRINT "X = "; X: PRINT "A = "; А 50 F = (Х*Х + 1) / С + В / (А* А + 2). 60 PRINT "F = "; F 70 GOTO 30 До плану
Оператори обчислювальних переходів Існує оператор ON K GOTO N, L, С (де К число, що вираховується в процесі роботи, , N, L, С . номери рядків програми). У цьому випадку програма буде мати такий вигляд: 8 К=1 10 PRINT "Розрахунок значень функції F" 15 В= 1 Е 5: С = ЗЕ 2 20 PRINT: PRINT 25 PRINT "Значення змінних X і A": PRINT "Значення функції F" 30 READ X, А 40 DATA 0, 0, 0. 1, 0. 2, 0. 4, 0. 3, 0. 6, 0. 4, 0. 8, 0. 5, 1 42 DATA 0. 6, 1. 2, 0. 7, 1. 4, 0. 8, 1. 6, 0. 9, 1. 8, 1, 2 45 PRINT "X = "; Х: PRINT "A= "; A 50 F = (X*X + 1) / В + C (A* A + 2); 60 PRINT "F = "; F 70 IFX< 1 GOTO 30 80 END До плану
Циклічні програми 10 PRINT "Розрахунок значень функції F" 17 В = 1 Е 5: С = ЗЕ 2 20 PRINT: PRINT 25 PRINT "Значення змінних X і A": PRINT "Значення функції F" 30 READ X, А 40 DATA 0, 0, 0. 1, 0. 2, 0. 4, 0. 3, 0. 6, 0. 4, 0. 8, 0. 5, 1 42 DATA 0. 6, 1. 2, 0. 7, 1 А, 0. 8, 1. 6, 1, 2 Якщо виникне потреба в дослідженні заданої функції з іншими значеннями змінної, то необхідно переписати рядки 40 і 42 із вхідними даними. А щоб не потрібно було нічого змінювати в програмі, цикл повинен бути оформлений таким чином. 15 N = 0 35 N = N+, 1 70 IF N < 11 GOTO ЗО У рядках 15 і 35 оформлений лічильник кроків циклу програми, а в рядку 70 оформлений умовний перехід до нового кроку циклу програми. До плану
Оператори циклу FOR, NEXT Якщо зміни вхідних даних регулярні, то доцільно oформити, циклічну програму за допомогою операторів FOR і NEXT; ЗО FOR X = 0 ТО 1 STEP 0. 1 35 READ A 40 DATA 0, 0. 2, 0. 4, 0. 6, 0. 8, 1, 1. 2, 1. 4, 1. 6, 70 NEXT X 80 END Якщо має місце зв'язок між параметрами X і А, то можна уникнути операторів READ і DATA. Тоді оформлення циклу програми буде перероблено таким чином: 30 FOR X = 0 ТО 1 STEP 0. 1 40 А = Х*2 70 NEXT X 80 END У цих двох змінах програми індексом циклу використовують одну зі змінних. Найчастіше значення змінних визначаються через індекс циклу. Тоді оформлення циклу програми буде змінено таким чином: 30 FOR I = 0 TO 10 40 X = 1* 0. 1: A = X* 2 70 NEXT I 80 END До плану
2. 5. 2. Методика виконання роботи 1. Отримати у викладача завдання на виконання роботи. 2. Написати програму дослідження заданої функції. 3. Підготувати написану програму: а) завантажити файл інтерпретатора алгоритмічної мови BASIC в ОЗП ЕОМ; б) виконати трансляцію і відладку програми. 4. Оформити звіт про роботу. До плану
2. 5. 3. Завдання для самостійної роботи До плану
Варіант 1 Розрахунок стаціонарного потенціалу мембрани гігантського аксона каракатиці де R = 8. 31 Дж/моль • К універсальна газова стала; F = 9. 65 • 104 Kл/моль число Фарадея; Т = 273, 288, 300 К абсолютна температура; [К]е [Na]e, [Cl]e концентрація іонів калію, натрію і хлору зовні (external) клітини; [К] i , [No]i, [Cl]i концентрація іонів калію, натрію і хлору всередині (internal) клітини; Концентрація ІОНІВ K Na Сl всередині клітини 340 49 114 зовні клітини 10. 4 486 592 PNa =0. 04 відносна проникливість іонів натрію до проникливості іонів калію; Рcl = 0. 45 відносна проникливість іонів хлору до проникливості іонів калію. До плану
Варіант 2 Розрахунок стаціонарного потенціалу мембрани аксона Кальмара де R = 8. 31 Дж/моль • К універсальна газова стала; F = 9. 65 104 Кл/моль число Фарадея; Т= 273, 288, 300 К абсолютна температура; [К]е [Na]e, [Cl]e концентрація іонів калію, натрію і хлору зовні (external) клітини; [К]і, [Na]i, [Сl]i концентрація іонів калію, натрію і хлору всередині (internal) клітини; Концентрація ІОНІВ K Na Сl всередині клітини 360 69 157 зовні клітини 10 425 496 PNa = 0. 04 відносна проникливість іонів натрію до проникливості іонів калію; Рcl = 0. 45 відносна проникливість іонів хлору до проникливості іонів калію. До плану
Варіант 3 Розрахунок стаціонарного потенціалу мембрани м'язового волокна жаби де R = 8. 31 Дж/моль • К універсальна газова стала; F = 9. 65 104 Кл/моль число Фарадея; Т= 273, 288, 300 К абсолютна температура; [К]е [Na]e, [Cl]e концентрація іонів калію, натрію і хлору зовні (external) клітини; [КІi, [Na]i, [СЇi концентрація іонів калію, натрію і хлору всередині (internal) клітини; Концентрація ІОНІВ K Na Сl всередині клітини 150 15 9 зовні клітини 5. 5 150 125 PNa = 0. 04 - відносна проникливість іонів натрію до проникливості іонів калію; Рcl = 0. 45 - відносна проникливість іонів хлору до проникливості іонів калію. До плану
де R = 8. 31 Дж/моль • К універсальна газова стала; F = 9. 65 104 Кл/моль число Фарадея; Т= 273, 288, 300 К абсолютна температура; [К]е [Na]e, [Cl]e концентрація іонів калію, натрію і хлору зовні (external) клітини; [КІi, [Na]i, [СЇi концентрація іонів калію, натрію і хлору всередині (internal) клітини; Концентрація ІОНІВ K Na Сl всередині клітини 360 69 157 зовні клітини 10 425 496 PNa = 0. 04 відносна проникливість іонів натрію до проникливості іонів калію; Рcl = 0. 45 відносна проникливість іонів хлору до проникливості іонів калію. До плану
Варіант 5 Рорзрахунок повного опору електричного кола де L = 10 6 Гн індуктивність; С = 0. 1 • 10 6 ємність; V =50, 1 О 3, 104 Гц частота коливань; R = 1000 Ом активний опір; РІ= 3. 14159265. До плану
Варіант 6 Розрахунок рівноважного потенціалу калію для мембрани клітини де F = 9. 65 • 104 Кл/моль - число Фарадея; ' R = 8. 31 Дж/моль • К — універсальна газова стала; Сi= 410, 150, 114 м. М/л - концентрація іонів калію всередині клітини; Сe= 10, 5. 5, 2. 7 м. МІл - концентрація іонів калію зовні клітини; Г= 273, 288, 300 К - абсолютна температура. До плану
Варіант 7 Розрахунок амплітуди сумарного коливання де А 1= 3 амплітуда першого коливання; А 2 = 4 — амплітуда другого коливання; Δφ = 0, PI/4, PI/2, PI різниця фаз. До плану
Варіант 8 Розрахунок енергії протона де /m 0 = 1. 6726 • 10 27 кг маса протона; С = 3 108 м/с швидкість світла; V=0, 10 м/с швидкість частинки. До плану
Варіант 9 Розрахунок об'ємної швидкості протікання рідини в циліндричній трубці де R = 0. 5, 1, 2, 2. 5 см внутрішній радіус трубки; 77 = 5 м. Па • с — в'язкість рідини; Р 1 = 100 мм. рт. ст. , Р 2 = 90 мм. рт. ст. тиск; L = 10 см довжина трубки; PI = 3. l 4159265; 1 мм. рт. ст. = 133. 33 Па. До плану
Контрольні питання для підготовки до заняття 1. Які види змінних використовуються в алгоритмічній мові BASIC? 2. Який пріоритет мають арифметичні операції? 3. Що таке оператор? 4. Пояснити призначення оператора RESTORE. 5. Пояснити призначення оператора "GOTO N рядка". 6. Пояснити обов'язкові вимоги до оформлення операторів READ, DATA. 7. Пояснити вимоги до оформлення оператора INPUT. До плану
2. 6. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ІМУННОЇ СИСТЕМИ ". . . Весь попередній досвід запевняє нас у тому, що природа являє собою реалізацію найпростіших математично допустимих елементів. Я впевнений, що за допомогою чисто математичних конструкцій ми можемо знайти, ті поняття і закономірні зв'язки між ними, які дадуть нам ключ до розуміння явищ природи. . . “ А. Ейнштейн, “Світ, яким я його бачу” До плану
2. 6. 1. Додаткові теоретичні відомості За основу навчально дослідницької програми взято три різні математичні моделі імунних реакцій організму: модель протипухлинного імунітету, модель аутоімунної реакції та модель гуморального імунітету. Імунітет це складний комплекс реакцій. До нинішнього часу не створено загальної математичної моделі, що повністю описує весь комплекс імунних реакцій організму. Тому при розв'язанні різних наукових або практичних задач використовуються різні математичні моделі, що відповідають певному типу імунної реакції. При описі ракових захворювань використовують математичну модель протипухлинного імунітету. При описі аутоімунних захворювань математичну модель гуморального імунітету. Дані математичні моделі не описують всі аспекти імунітету. Для діагностичних цілей існують спеціальні комп'ютерні медичні програми експертні системи. Знаючи діагноз, можна використовувати при виборі лікування математичну модель імунної реакції, яка відповідає даному захворюванню. До плану
2. 6. 2. Математична модель протипухлинного імунітету Дана модель описується системою двох диференційних рівнянь: d. X/dt =A · X B·X·Y, d. Y/dt =C(X DX²)·Y – E·Y + S, де Х(t) концентрація пухлинних клітин; Y(t) концентрація лімфоцитів кілерів, руйнуючих пухлинні клітини. У цих рівняннях враховуються такі механізми: 1. Розмноження лімфоцитів кілерів(С(Х D·X²)·Y). 2. Природна загибель лімфоцитів кілерів ( E·У). З. Постійний приток попередників лімфоцитів зі стовбурових клітин та лімфоцитів (А, В, С, D, E, S), а також кількості пухлинних клітин та лімфоцитів на початку захворювання (початкові умови: Х(0), У(0)). Дана математична модель дозволяє описати різну динаміку імунного процесу та захворювання: А) необмежене зростання пухлини при "слабкій" імунній системі; В) остаточне розсмоктування пухлини без терапевтичного втручання; С) хронічна форма пухлинного захворювання. До плану
2. 6. 3. Математична модель аутоімунного захворювання Дана модель включає систему трьох диференційних рівнянь: d. X/dt = A·X B·X² C·X·Y, d. Y/dt = D·Z·Y – E·Z·Y K·Y, d. Z/dt = L·X·Y M·Z, де X концентрація клітин здорової тканини, не враженої захворюванням; Y концентрація лімфоцитів кілерів, що руйнують клітини тканин органа при аутоімунному захворюванні; Z концентрація антигенів, що виділяються при руйнуванні клітин тканини. У даній математичній моделі мають місце такі фактори: У диференційному рівнянні для "X“: 1) Розмноження клітин здррової тканини(А∙Х); 2) Природне відмирання клітин здоррвої тканини (В∙X²); 3) Загибель клітин тканини під дією лімфоцитів імунної системи ( С∙Х∙У); До плану
У диференційному рівнянні для "У“: 4) Розмноження популяції лімфоцитів (D∙Z∙Y); 5) Руйнування лімфоцитів при їх взаємодії з клітинами тканини( Е∙Z∙У); 6) Приодна загибель лімфоцитів ( К∙У); У диференційному рівнянні для “Z“: 7) Синтез антигенів клітинами тканини ( L∙Х∙У); 8) Розпад антигенів ( М∙ 2). Процеси, які описує дана математична модель аутоімунної реакції, такі: А) при будь яких початкових руйнуваннях тканини і концентрації агресивних лімфоцитів (У(0)) організм здатний повністю відновити пошкоджену тканину; Б) повне зруйнування тканини органа при аутоімунному захворюванні; В) хронічне протікання аутоімунного захворювання з періодичними рецидивами. До плану
2. 6. 4. Математична модель гуморального імунітету d. X/dt=A∙X−B∙Y∙X−C∙X, d. Y/dt=D∙Z−K∙Y∙X−L∙Y, d. Z/dt=M∙X/(X+Q)−N∙Z, де x концентрація антигенів (вірусів, бактерій та ін. ); Y концентрація антитіл, що нейтралізують антигени; Z концентрація плазматичних клітин, які синтезують антитіла; A, B, C, K, L, M, Q, N індивідуальні параметри імунної системи. Фактори імунної реакції, взяті до уваги в даній математичній моделі: В рівняння для "X" (концентрація антигенів): 1) Розмноження чужорідних, вірусів і бактерій, в організмі людини (А∙Х). Коефіцієнт А обернено пропорційний температурі організму або ділянки тіла: А(Т) =a/Т, де Т температура біологічної тканини; 2) Нейтралізація антигенів за допомогою антитіл імунної систем ( B∙Y∙X); З) Природне відмирання антигенів (С∙Х) До плану
В рівняння для “Y” (концентрація антитіл): 1) Синтез антитіл плазматичними клітинами (D∙Z); 2) Зменшення кількості антитіл при нейтралізації антигенів ( К∙У∙Х); 3) Природне відмирання антитіл ( L∙У); В рівняная для “Z" (концентрація плазматичних клітин): 1) Розмноження плазматичних клітин результаті стимуляції антигенами (М∙Х /(X+Q)). Коефіцієнт М прямо пропорційний температурі: М = m∙T, де Т – температура біологічної тканини; 2) Природне відмирання плазматичних клітин ( N∙Z) Імунні процеси які описує дана математична модель: А) субклінічна форма протікання інфекційного захворювання; Б) гостра форма протікання інфекційного захворювання; В) летальна форма протікання інфекційного захворювання (без терапевтичного впливу); Г) хронічна форма інфекційного захворювання (без терапевтичного впливу). До плану
Контрольні запитання 1. Які фактори враховуються в математичній моделі протипухлинного імунітету? 2. Які процеси описує модель аутоімунної реакції? 3. Вивести рівняння математичної моделі гуморального імунітету. 3. Дайте визначення імунітету. До плану
2. 7. Практичне заняття “Вивчення основ інформаційно ймовірносного методу медичної діагностики” До плану
Мета заняття 1. Засвоїти основні ідеї інформаційно ймовірісного методу діагностики. 2. Поставити діагноз за заданим комплексом симптомів. До плану
Контрольні питання до підготовки до заняття 1. Що таке медичні діагностичні системи? 2. Що таке діагностичний алгоритм? 3. Від чого залежить діагностичний алгоритм? 4. Що таке інформаційно ймовірісна лікарська логіка? До плану
2. 7. 1. Додаткові теоретичні відомості Медичні діагностичні системи – це комп’ютерні програми, за допомогою яких можна інтерпретувати інформацію, якою володіє лікар, для того, щоб поставити діагноз і обрати оптимальну для даного пацієнта методику лікування. До плану
1. Основний елемент консультаційної системи – це модель досвіду і кваліфікації лікаря. 2. Деякі розділи діагностичних систем чи вся система в цілому можуть бути побудовані на основі ймовірнісного підходу. До плану
Діагностичний алгоритм Послідовність правил, які дозволяють порівняти інформацію про ознаки хворого з комплексом ознак типових захворювань, називається діагностичним алгоритмом. Кінцеве рішення про діагноз приймається лікарем, виходячи з результатів порівняння. Таке порівняння буває простим тільки в разі, коли весь симтомокомплекс збігається з симптомокомплексом конкретного захворюваня. До плану
Діагностичний алгоритм залежить від прийнятої при діагностиці лікарської логіки: - детерміністська логіка - логіка фазового інтервалу - інформаційно-ймовірнісна логіка До плану
2. 7. 2. Робота з навчальною програмою "Байєс" До плану
Інформація про ці ймовірності зібрана у діагностичну таблицю, яка разом з формулою Байєса являє собою основу методу інформаційно ймовірносної діагностики. Маючи наявний перелік симптомів конкретного пацієнта, можна встановити діагноз на основі інформаційно ймовірносної логіки. Для цього необхідно обчислювати ймовірності різних захворювань Dj і вибрати діагноз, що має найбільшу ймовірність. До плану
Розрахунок ймовірностей P(Dj/Sci) різних діагнозів Dj проводиться за допомогою формули Байєса: P(Dj/Sci) = P(Sci/Dj)*P(Dj)/P(Sc), де P(Sci/Dj) – умовна ймовірність наявності симтомокомплексу Sci конкретного пацієнта при захворюванні Dj, Р(Dj) – апріорна ймовірність захворювання Dj. P(Sc) – повна ймовірнсть наявності симтомокомплексу Sci конкретного пацієнта при всіх захворюваннях, що включені до діагностичної таблиці. До плану
Етапи діагностичного процесу за допомогою інформаційно ймовірнісного методу 1. Отримати значення апріорних ймовірностей P(Dj) всіх захворювань, включених до діагностичної таблиці. 2. Обчислити значення P(Sci/Dj) для всіх Dj даної таблиці. P(Sci/Dj)=P(S 1/Dj)*P(S 2/Dj)…P(Sn/Dj) 3. Обчислити значення P(Sc) за формулою: P(Sc)=∑P(Sci/Dj)*P(Dj), де сума береться за індексом j. До плану
4. За формулою Байєса обчислити ймовірності усіх захворювань із діагностичної таблиці. 5. Обрати шуканий для даного пацієнта діагноз, що має максимальну ймовірність з обчислених 6. Оцінити достовірність результату і поставити заключний діагноз До плану
2. 8. “Моделювання медико біологічних процесів на прикладі фармакокінетики“ До плану
Мета заняття: 1. Вивчити методи математичного моделювання. 2. Ознайомитись з математичними моделями фармако кінетичних процесів. 3. Дослідити за допомогою комп'ютера фармакокіне тичні моделі, запропоновані в навчальній програмі "Фармакокінетика". Забезпечення: 1. Персональний комп'ютер типу ІВМ РС АТ/ХТ. 2. Дискета з навчальною програмою "Фармакокінетика". До плану
2. 8. 1. Додаткові теоретичні відомості Математичне моделювання фармакокінетичних процесів. Фармакокінетичні моделі описують кінетику введених в організм ліків. Терапевтичний ефект препарату буде залежати від його концентрації в органі і часу перебування в діючій концентрації. Завданням лікаря є оптимальне призначення ліків, тобто вибір дози, шляху і періодичності введення, котрі забезпечували б достатній терапевтичний ефект при мінімальній побічній дії. До плану
Тому методика введення препарату повинна бути суворо індивідуальною, тобто в моделі повинні фігурувати індивідуальні параметри хворого. Дані коефіцієнти для кожного хворого призначаються в клініці до початку лікування. До плану д № 8
Відомо, що концентрація препарату в органі залежить від таких факторів: l перенесення препарату з крові до органа; l перенесення препарату з органа в кров; l виведення препарату з крові нирками; l зв'язування препарату; l руйнування препарату печінкою; l швидкості інфузії препарату тощо. Врахування усіх можливих факторів ускладнює процес створення математичної моделі, тому треба вибирати найбільш суттєві фізіологічні фактори. До плану
L(0) L(t) B L(t) t мал 2. 3 а До плану
L(t) Lt Q L(t) B L(t) t мал 2. 3 б До плану
L(t) L(0) Q L(t) Lt B L(t) t мал 2. 3 с До плану
Q A K(t) L(t) B L(t) Q K(t) мал 2. 3 d До плану
Модель одноразового введення препарату Прикладом моделі одноразового введення препарату в орган є введення адреналіну в серце. Після такого введення починається процес виведення препарату з органа (мал. 2. 3. а) На малюнку прийняті такі позначення: L(t) – концентрація препарату в органі, В – коефіцієнт, що характеризує швидкість перенесення препарату з органа в кров. Рівняння математичної моделі одноразового введення препарату має такий вигляд: d. L/dt = BL. Коли це рівняння розв’язати і побудувати графік залежності L від часу t, то ми отримаємо таку криву, зображену на мал. 2. 3 а праворуч. Такий характер зміни концентрації препарату в органі може бути якісно передбачуваним і без моделювання, модель же дає можливість аналізувати процес на рівні кількісних закономірностей. До плану
Модель безперервного введення препарату Коли лікарський препарат подавати в орган безперервно, тобто з постійною швидкістю Q, то через певний час можна створити постійну концентрацію L* препарату. Схема процесу має такий вигляд (мал. 2. 3. б). Диференційне рівняння, яке описує цей процес, має вигляд: d. L/dt = Q – BL З графіка на мал. 2. 3 б видно, що потрібний рівень L* досягається не миттєво, а через деякий час. До плану
Модель, що поєднує безперервне введення з одноразовою навантажуючою дозою Для швидкого утворення бажаної концентрації L* необхідно поєднати безперервне введення препарату з разовим введенням навантажуючої дози L(0). Можна підібрати таке значення швидкості введення Q препарату, що потрібна концентрація L* буде створена, починаючи з моменту введення препарату (мал. 2. 3 с). До плану
Модель внутрішньосудиної інфузії Схема процесу дещо складніша за попередні (мал. 2. 3. d). Тут К(t) - концентрація препарату в крові, А і G коефіцієнти, що характеризують швидкість перенесення препарату із крові до органа і швидкість виведення препарату нирками. Математичний опис процесу зміни концентрації L(t), К(t) препарату включає два диференційних рівняння: d. K/dt = Q + BL – AK – GK, d. L/dt = AK BL Перше з них описує зміну концентрації препарату в крові (К), друге в органі (L). До плану
Практичне завдання 1. Завантажити навчальну програму “Фармокінетика” (файл: zapusk. bat або farm. exe). 2. Вибрати режим “навчальний” програми. 3. Прочитати зміст теоретичних розділів 1 4 і відповісти на питання самоконтролю. 4. Виконати дослідження фармакокінетичних моделей(розділи 5 8 програми), виходячи з вказаних у програмі завдань; результати досліджень(висновки, графіки) записати в робочий зошит. 5. Завантажити розділ “Контроль знань” програми і відповісти на запропоновані питання, про виставлену комп’ютером оцінку повідомити викладачеві. До плану
Контрольні питання 1. Яким фармакокінетичним моделям відповідають такі рівняння: а) d. L/dt = AK BL, d. K/dt = Q + BL – AK – GK, b) d. L/dt = BL, с) d. L/dt = Q – BL 2. Які закономірності зміни кінетики препарату в різних моделях знайдені при дослідженні моделей? До плану
Завдання для самостійної роботи 1. Отримати диференційне рівняння, яке є математичною моделлю внутрішньосудинної інфузії препарату. 2. Вивести диференційне рівняння для моделі безперевного введення преперату. 3. Розв’язати(за допомогою інтегрування) рівняння моделі одно та дворазового введення препарату і побудувати графік зміни L(t). До плану
До плану
Скачать презентацию Медична і біологічна фізика ТОМ 1 Під загальною
f8ae9fb7bbcc7414838af9777f1113e7.ppt