Презентація на тему:
Медична і біологічна фізика: основи

Медична і біологічна фізика Під загальною редакцією члена-кориспондента АПН України, професора О.В. Чалого ТОМ 1

сторінки 85-169 Розділ 2 Компю`тери в медицині

Роботу виконав учень 11-Б класу ІII групи УМЛ НМУ ім. О.О.Богомольця Матвійчук Богдан Керівник: Лялько Віра Іванівна

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 Розділ 2. Комп’ютери в медицині. ЗМІСТ

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

2.1 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.

. . 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.

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.

Кожна персональна ЕОМ включає в себе: системний блок. термiнал (дисплей) накопичувач iнформацїi принтер (друкувальне обладнання) . . 2.1.2 Основні елемеyти персональних ЕОМ   Кожна персональна ЕОМ включає в себе:   системний блок. термiнал (дисплей).   накопичувач iнформацїi.   принтер (друкувальне обладнання) і, при необхідності, плоттер (графопобудовник).

.

Принтери виводять лiтерно-цифрову та iншу iнформацiю на папiр. Плоттери дозволяють виводити на папiр графiчну iнформацiю бiльшого формату. 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.

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.

. Kpiм стандартних зовнiшнiх обладнань, ПЕОМ можуть комплектуватися манiпуляторами (джойстiк, миша, сканер). Джойстик являє собою ручку, яка відхиляється від вертикального положення в будь-якому напрямку, керуючи та ким чином положення курсора. 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. Сканер дозволяє вводити в оперативну пам'ять ПЕОМ будь-який малюнок чи текст.

. . 2.1.3 Основні характеристики ПК До основних характеристик можна віднести: Розрядність процесора Швидкодійність комп`ютера Ємність його пам`яті

. Під розрядністю процесора розуміють його здатність обробляти 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, ..., L0 - 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.

. Таблиця 1 До плану Дес-чне Двоїчне Восьм-чне Дес-чне 0 0000 0000 15 1 0001 0001 16 2 0010 0002 17 3 0011 0003 18 0 0100 0004 19 5 0101 0005 20 6 0110 0006 21 7 0111 0007 22 8 1000 0010 23 9 1001 0011 24 10 1010 0012 25 11 1011 0013 26 12 1100 0014 27 13 1101 0015 28 14 1110 0016 29 Дес-чне Двоїчне Восьм-чне Шіст-чне 15 1111 0017 000F 16 10000 0020 0010 17 10001 0021 0011 18 10010 0022 0012 19 10011 0023 0013 20 10100 0024 0014 21 10101 0025 0015 22 10110 0026 0016 23 10111 0027 0017 24 11000 0030 0018 25 11001 0031 0019 26 11010 0032 001A 27 11011 0033 001B 28 11100 0034 001C 29 11101 0035 0001D

. Другою характеристикою персональних комп'ютерів є швидкодійність. ЇЇ можна оцінювати тактовою частотою. Kpaщі комп'ютери світу (станом на кінець 1998 року) мали тактову частоту до 700 МГц. 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.

2.  Ємність другого виду пам'яті комп'ютера – ємінсть пам'яті вінчестера (HardDisk). Kpaщі комп'ютери світу (ста ном на кінець 1998 року) мають вінчестери з 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.

. 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 6x86 16 Мбайт 2.1 Гбайта 233 МГц Pentium II 32 Мбайта 4.3 Гбайта 450 МГц Pentium III 128 Мбайта 13 Гбайта 733 МГц

3 наведеної таблиці видно, що чим вищий номер ЕОМ, тобто чим вищий номер процесора, тим більша більша ємність, більша ємність ОЗП i більш висока тактова частота. Зверніть увагу, що ємність пам'яті ОЗП складається з двох частин - базовоі ємності (640байт) 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.

. . 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.

. Таблиця 3 Тип і якість Кількість сторін Кількість треків Кількість секторів Ємність пам'яті Примітки S/HD 2 80 15 1.2 Мбайт 2 сторони, підвищена густина DS/HD 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 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.

Завантажувач будь-якої дискети при форматуванні записується в нульовому секторі. У цьому секторі ще записана така інформація: кількість байтів у ceкторі (тобто густина запису інформації);   кількість секторів у кластері (1 або 2);   кількість секторів на дискеті;   кількість секторів в одному треї   число голівок накопичувача;   кількість 32-байтових елементів таблиці кореневого каталогу;  кількість секторів, що займає основна таблиця FAT; кількість cекторів, що займає резервна таблиця FAT.

. . 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: 360 Кбайт - вони займають від 1 -го до 4-го секторів; 720 Кбайт - від 1-го до 6-го секторів; 1.2 Мбайт - від 1-го до 14-го cекторів; 1.44 Мбайт - від 1-го до 18-го секторів.

. 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 Е5. Це дозволяє відновити файл, якщо в його кластери не записано нової інформації.

. . Після FАТ-таблиць розташовується таблиця кореневого каталогу. Розмір цієі області залежить від ємності магнітного носія. Для дискет з ємністю пам'яті: 360 Кбайт - вона займає від 5-го до 11-го секторів; 720 Кбайт - від 7-го до 13-го секторів; 1.2 Мбайт - від 15-го до 28-го секторів; 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).

. 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. 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.

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.

. 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:  

Форматуванням дискети з одночасним записом двох файлів ядра операційної системи Io.sys та Msdos.sys. Копіюванням інформації з іншої системної дискети за допомогою команди DiskCopy, тобто копіюванням методом блок в блок. Записом ядра операційної системи за допомогою команди Sys. Положення інших файлів операційної системи не має ніякого значення.

. 2.1.5 Структура зберігання інформації На магнітних носіях (дисках, дискетах) вся інформація розташовується в каталогах. Каталоги магнітного носія утворюють iєpapxiчнy деревоподібну структуру (мал. 2.1). 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 iMem (якщо його автор вказав це розширення при утворенні файла).

. Малюнок 2.1 Кореневий каталог DOS Каталог 1-ого рівня 1 lex.exe ega.sfn epson.voc SYS 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

. 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.

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 co6i 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.

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.

. . Контрольні запитання В якому році і ким була створена перша ЕОМ? Основні елементи персональних ЕОМ? Що відносять до основних характеристик персональних комп`ютерів? Що розуміється під розрядністю процесора? Скільки дискета може вмістити треків? Від чого залежить розмір FAT-таблиці? Скільки секторів займе дискета ємністю 1.44 Мбайт?

2.2 Операційна система

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) 2.2.1. Загальні відомості

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.

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

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

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.

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.

Комп'ютерний вірус – спеціально створені програми-вандали, що порушують нормальну роботу ЕОМ. Антивірусні програми детектори – поліграфи знаходять віруси, визначають їх тип резидентні нерезидентні

2.2.2. Завантаження ОС Вмикання живлення Тестування апаратури (BIOS) Запуск завантажувача Io.sys MSdos Config.sys Резидентна частина Command.com Autoexec.bat Нерезидентна частина Command.com Системна оболонка Запрошення до роботи Reset Ctrl+Alt+Del

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.

Файли ОС (за розширенням імені): .arc, .pak, .zip, .arj, .rar - архівні .prm - тимчасовий .sys - системний .com, .exe - запускні .bat - командний .drv- драйвер .dat, .dbf - файли даних .mnu - файл меню .ext - обробки розширень .chi – розширень Chiwriter .bak - резервний файл редактора тексту .doc, .txt – текстові .fnt - з шрифтами принтера .lst - роздрукування програми .pic - графічного редактора .prn - виводу на принтер

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

Контрольні запитання: 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?

2.3. Елементи програмування

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. 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.

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.

Процедурні мови можуть мати понад сотні операторів (оператори записуються за допомогою службових слів. Так, всі вони мають такі оператори: вводу і виводу величин, оператори умовних і безумовних переходів, оператори циклу, оператори переривання, зупинки тощо. Програми, які написані на процедурно-орієнтованих мовах за допомогою спеціальних програм -трансляторів, автоматично переводяться на машинну мову комп'ютера.

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

Найпростіша програма

Етапи програмування Рядки програми 1. Назва програми 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. Введення констант 20 А = 0.1; V = 5E-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 розрахунку 70 PRINT " X ="; X 6. Закінчення програми 80 END

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 С1, С2), то інтерпретатор виведе повідомлення про помилку - "Неправильне введення вхідних даних". -числа в рядку 40 можуть бути записані у звичайній або експоненціальній формі.

Етапи Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0.1; V = 5E-1; PI = 3.14159265 3. 30 READ t, K 40 DATA 0.2, 0.1, 0.2, 0.3, .2, .5, 2E-1, .7, .2, .9 42 DATA 0.2, 0.1, 0.4, 0.3, .4, .5, 4E-1, .7, .4, .9 44 DATA 0.6, 0.1, 0.6, 0.3, .6, .5, 6E-1, .7, .6, .9 46 DATA 0.8, 0.1, 0.8, 0.3, .8, .5, 8E-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

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.

Етапи Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0.1; V = 5E-1; PI = 3.14159265 3. 30 READ t, K 40 DATA 0.2, 0.1, 0.2, 0.3, .2, .5, 2E-1, .7, .2, .9 42 DATA 0.2, 0.1, 0.4, 0.3, .4, .5, 4E-1, .7, .4, .9 44 DATA 0.6, 0.1, 0.6, 0.3, .6, .5, 6E-1, .7, .6, .9 46 DATA 0.8, 0.1, 0.8, 0.3, .8, .5, 8E-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

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

. Етапи Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0.1; V = 5E-1; PI = 3.14159265 3. 30 FOR t = 1 TO 1 STEP 0.2 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 NEXT t 6. 80 END

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.

. Етапи Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0.1; V = 5E-1; PI = 3.14159265 3. 30 READ t 35 DATA 0.1, 0.3, .4, 7E-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

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. Утворення програми за допомогою оператору RESTORE

. Етапи Рядки програми 1. 10 PRINT "Розрахунок миттєвої амплітуди коливань" 2. 20 А = 0.1; V = 5E-1; PI = 3.14159265 3. 30 FOR K = 0.1 TO 0.9 STEP 0.2 35 DATA 0.1, 0.3, .4, 7E-1, 1 40 READ t 4. 50 W = 2 * PI* V; В = К* t 60 X = А* ЕХР (-В) * COS(W*t) 5. 70 PRINT " X ="; X 72 IF t

. 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 процедурно-орієнтованою? Навести приклади. 7. Що таке оператор? 8. Які оператори бувають? 9. Що таке лічильник циклу? Контрольні питання.

2.4 Практичне заняття “Вивчення операційної системи ПЕОМ ІВМ. Управління ЕОМ за допомогою системної оболонки”

. 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. 2.4.1. Додаткові теоретичні відомості

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 сроку. 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;

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:

- вже після місячної роботи ЕОМ головки намагнічуються, у результаті чого якір крокового двигуна здригається при подачі напруги, що здатне зруйнувати поверхню дисків;

- імпульс електричного струму, що виникає при вмиканні живлення, пройшовши через підсилювач, навантажений ний на головку, перетворюється в магнітний імпульс, здатний негативно впливати на інформацію;

- 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".

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.

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; End - переведення курсора на кінець рядка; PgDn (Page Down) - переведення сторінки вниз; PgUp (Page Up) - переведення сторінки вгору; Ins (Insert) - виділення файла; Del (Delete) - вилучення символа, позначеного курсором; F1-F12 - програмуються для будь-яких операцій прикладних програм; Ctrl + Alt + Del - м'яке перезавантаження операційної системи; Pause - зупинка програми; Ctrl + Break - переривання програми; Ctrl + Enter, Ctrl + J - перенос імені файла в командний рядок;

Функції службових клавіш . . Esc (Escape) - відміна команди ОС MS DOS, вихід з програми; Backspace - вилучення символа зліва від курсора; Space - пропуск; Enter - введення інформації в ОЗП ЕОМ; Ctrl (Control), Alt (Alternate) - використовуються в сполученні з інши ми клавішами; PrtSc (Print Screen) - друк змісту екрана; Caps Lock - вмикання та фіксація верхнього регістру; Num Lock - вмикання та фіксація малої клавіатури; Scroll Lock - блокування прокрутки.

Управління ЕОМ. . . Завдання 1. Увімкнути ЕОМ, для цього треба: 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.

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 + F1 Увімкнення та вимкнення правої панелі Ctrl + F2 Перемикання панелі з активної на неактивну Tab Перечитати активну панель Ctrl + R Перемкнути неактивну панель в інформаційну Ctrl + L

М'яке перезавантаження ОС .....Ctrl+Alt+Del Читання кореневого каталогу накопичувачів ("диска або дискети). Команди: виклик меню накопичувачів на ліву панель Alt + F1 виклик меню накопичувачів на праву панель Alt + F2

. . 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).

. . . 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). 2.4.2. Методика виконання операцій системної оболонки

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 MkDir (F7). 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.

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:

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.

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 F3, при цьому на екрані з'явиться текст файла. Перегляд файла можна здійснювати клавішами "Стрілка вгору", "Стрілка вниз" (перегляд за рядками) чи PgUp, PgDn (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.

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 F6. При цьому на екрані з'являється вікно, в якому необхідно виправити старе ім'я файла на нове і натиснути клавішу Enter.

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 F6. 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.

Методика вилучення файлів . . Для вилучення файлів необхідно: 1. Виділити ці файли. 2. Подати команду F8. 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.

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.

7) Подати команду F5. 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; All - скопіювати цей та всі наступні файли.

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.

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:

Керування курсором. . . . Керування курсором: Зсув вліво на символ......................................Ctrl + S; Зсув вліво на слово...............................Ctrl + A; Ctrl + Зсув вгору на сторінку..................................Ctrl + R; PgUp Зсув вниз на сторінку..................................Ctrl + C; PgDn Зсув на кінець рядка......................................................End Зсув на початок рядка................................................Home Зсув на кінець файла...........................................Ctrl + End Зсув на початок файла...................................Ctrl + Home

Керування панелями. . . . 1. Вмикання та вимикання обох панелей................Ctrl + О 2. Вмикання та вимикання лівої панелі...................Ctrl + F1 3. Вмикання та вимикання правої панелі................Ctrl + F2 4. Перемикання панелей з активної на неактивну…….ТАВ 5. Виклик меню накопичувачів на ліву панель.........Alt + F1 6. Виклик меню накопичувачів на праву панель......Аlt + F2 7. Перечитати активну панель...................................Ctrl + R 8. Перемкнути неактивну панель в інформаційну… Сtrl + L 9. М'яке перезавантаження ОС.....................Ctrl + Alt + Del

Керування каталогами . . . 1. Створення нового каталогу активної панелі (ім'я вписати у вікно, що з'явиться)... F7 2. Знищення порожнього каталогу активної панелі.... F8

. . .

Керування файлами . . . 1. Перегляд змісту файла, який позначено, на всьому екрану…….…………….........................................................F3 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.....................................F8 5. Копіювання файлів, які виділені................................... F5

Перевірити та відкорегувати конфігурацію системної оболонки Norton Commander. Вивчити та практично виконати функцію порівняння інформації на двох панелях системної оболонки. Відобразити дерево каталогів заданого накопичувача на одній панелі системної оболонки. Отримати повну інформацію про каталоги та файли поточного накопичувача. . . 2.4.3. Завдання для самостійної роботи

Застосування ЕОМ у медицині . . . Основні напрямки застосування ЕОМ в медицині такі: автоматизовані системи управління і контролю; експертні медичні системи; інформаційно-довідкові системи на основі банків даних.

. . . 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 N1. Відповісти на питання: чи можна за допомогою програми SMAS.BAS знайти число з найбільшим значенням, тобто виконати завдання N1?

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 0Х 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).

Контрольні питання . Скільки клавіш має клавіатура і на які види вони поділяються? Які існують клавіші для редагування файлів? Як визначити довжину файлу? Як створити каталог? Як керувати курсором за допомогою клавіатури? Як керувати панелями за допомогою клавіатури? Як керувати файлами за допомогою клавіатури?

2.5. Практичне заняття “Програмування на алгоритмічній мові Basic”

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 pose Symbolic Instruction Code, що означає "багатоцільовий код (мова) символічних команд для початківців". Відомо багато версій цієї мови. Вона є процедурно орієнтованою.

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. Символи

ЗМІННІ Цілочисельні дійсні символьні Цілочисельні змінні позначаються буквами із значком процентів, (наприклад; А%, В%) Вони, можуть, набувати значення від -32767 до +32767. Дійсні змінні являють собою букви. Для розширення можливостей кожна змінна може мати індекс у вигляді цифри (наприклад, А5, 59). Символьні змінні дозволяють запам'ятовувати слова, речення або цілі фрази, Вони позначаються буквами із знаком долара (наприклад, A$, B9$).

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; LOG10.(X) - lg x; INT (X) - ціла частина дійсного числа; ЕХР (X) - е в степені х; aВs (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).

Вирази Арифметичні Наприклад, вираз: у мові BASIC буде записано таким чином: F = (A • А + В) / С^3 - (В•B -1)(С + SQR(A)). Логічні IF A > C GOTO N, що означає - якщо А > 7 , то перейти до рядка N програми. Можлива і така конструкція: IF А > С THEN В = А, що означає - якщо А > С, то В = А. Символьні символьна функція або перерахування елементів, з'єднаних знаком + або &. Наприклад: А = "МОС": В = "КВА" С = А + В. Якщо у програмі написати PRINT, С, то на екрані монітора буде написано МОСКВА.

Оператор - це граматична конструкція, якій відповідає певна послідовність машинних операцій, тобто це вказівка на виконання цих операцій. Дамо коротку характеристику основних операторів мови BASIC. REM - оператор введення коментарію в програму; DIM - використовується для резервування комірок пам'яті ОЗП для масивів; INPUT, DATA - оператори введення вхідних даних; READ - оператор читання вхідних даних, записаних оператором DATA; RESTORE - оператор повторного читання вхідних даних оператором READ; PRINT - оператор виведення інформації на екран монітора; PRINT USING - оператор виведення на екран монітора інформації у певному форматі; ТАВ - функція табуляції, що зміщує вправо інформацію, яка виводиться на екран монітора оператором PRINT; GOTO - оператор безумовного переходу до заданого рядка програми; IF ... GOTO - оператор умовного переходу до заданої точки програми; IF ... THEN - оператор умовного переходу до нового значення змінної; ON ... GOTO - оператор обчислювальних переходів; FOR і NEXT - оператор оформлення та закінчення циклу; END і STOP - оператори закінчення всієї програми або її частини. Оператори

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 = 1Е- 5: С = ЗЕ2 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

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 = 1Е-5: С = ЗЕ2 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, 0.2, 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

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: 8К=1 10 PRINT "Розрахунок значень функції F" 15 В= 1Е - 5:С = ЗЕ2 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, 0.2, 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

10 PRINT "Розрахунок значень функції F" 17 В = 1Е-5:С = ЗЕ2 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, 0.2, 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. Циклічні програми

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: 30FOR I = 0 TO 10 40 X = 1* 0.1: A = X* 2 70 NEXT I 80 END

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. 2.5.2. Методика виконання роботи

2.5.3. Завдання для самостійної роботи

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; PNa =0.04 - відносна проникливість іонів натрію до проникливості іонів калію; Рcl = 0.45 - відносна проникливість іонів хлору до проникливості іонів калію. Варіант 1 Концентрація ІОНІВ K Na Сl всередині клітини 340 49 114 зовні клітини 10.4 486 592

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; PNa = 0.04 - відносна проникливість іонів натрію до проникливості іонів калію; Рcl = 0.45 - відносна проникливість іонів хлору до проникливості іонів калію. Варіант 2 Розрахунок стаціонарного потенціалу мембрани аксона Кальмара Концентрація ІОНІВ K Na Сl всередині клітини 360 69 157 зовні клітини 10 425 496

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; PNa = 0 .04 - відносна проникливість іонів натрію до проникливості іонів калію; Рcl = 0.45 - відносна проникливість іонів хлору до проникливості іонів калію. Варіант 3 Розрахунок стаціонарного потенціалу мембрани м'язового волокна жаби Концентрація ІОНІВ K Na Сl всередині клітини 150 15 9 зовні клітини 5.5 150 125

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; PNa = 0.04 - відносна проникливість іонів натрію до проникливості іонів калію; Рcl = 0.45 - відносна проникливість іонів хлору до проникливості іонів калію. Концентрація ІОНІВ K Na Сl всередині клітини 360 69 157 зовні клітини 10 425 496

де L = 10-6 Гн - індуктивність; С = 0.1• 10-6 - ємність; V =50, 1О3,104 Гц - частота коливань; R = 1000 Ом-активний опір; РІ= 3.14159265. Варіант 5 Рорзрахунок повного опору електричного кола

де F = 9.65•104 Кл/моль - число Фарадея;' R = 8.31 Дж/моль•К — універсальна газова стала; Сi= 410, 150, 114 мМ/л - концентрація іонів калію всередині клітини; Сe= 10, 5.5, 2.7мМІл - концентрація іонів калію зовні клітини; Г= 273, 288, 300 К - абсолютна температура. Варіант 6 Розрахунок рівноважного потенціалу калію для мембрани клітини

де А1= 3 - амплітуда першого коливання; А2 = 4 — амплітуда другого коливання; Δφ = 0, PI/4, PI/2, PI - різниця фаз. Варіант 7 Розрахунок амплітуди сумарного коливання

де /m0 = 1.6726•10-27 кг - маса протона; С = 3-108 м/с - швидкість світла; V=0, 10 , 10 м/с - швидкість частинки. Варіант 8 Розрахунок енергії протона

де R = 0.5, 1, 2, 2.5 см - внутрішній радіус трубки; 77 = 5 мПа•с — в'язкість рідини; Р1 = 100 мм.рт.ст., Р2 = 90 мм.рт.ст. - тиск; L = 10 см - довжина трубки; PI = 3.l4159265; 1 мм.рт.ст. = 133.33 Па. Варіант 9 Розрахунок об'ємної швидкості протікання рідини в циліндричній трубці

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. Контрольні питання для підготовки до заняття

"... 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” 2.6. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ІМУННОЇ СИСТЕМИ

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. 2.6.1. Додаткові теоретичні відомості

Дана модель описується системою двох диференційних рівнянь: dX/dt =A · X - B·X·Y, dY/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. 2.6.2. Математична модель протипухлинного імунітету

Дана модель включає систему трьох диференційних рівнянь: dX/dt = A·X-B·X² -C·X·Y, dY/dt = D·Z·Y – E·Z·Y- K·Y, dZ/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); 2.6.3. Математична модель аутоімунного захворювання

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.

dX/dt=A∙X−B∙Y∙X−C∙X, dY/dt=D∙Z−K∙Y∙X−L∙Y, dZ/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): 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) 2.6.4. Математична модель гуморального імунітету

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).

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. Контрольні запитання

2.7. Практичне заняття “Вивчення основ інформаційно-ймовірносного методу медичної діагностики”

1.Засвоїти основні ідеї інформаційно-ймовірісного методу діагностики. 2.Поставити діагноз за заданим комплексом симптомів. Мета 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? Контрольні питання до підготовки до заняття

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. 2.7.1. Додаткові теоретичні відомості

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.

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. Діагностичний алгоритм - Послідовність правил, які дозволяють порівняти інформацію про ознаки хворого з комплексом ознак типових захворювань, називається діагностичним алгоритмом.

Діагностичний алгоритм залежить від прийнятої при діагностиці лікарської логіки: - детерміністська логіка - логіка фазового інтервалу - інформаційно-ймовірнісна логіка

Інформаційно-ймовірнісна лікарська логіка – це діагностичний засіб, у якому знаходяться ймовірності P(Dj/Sci) кількох діагнозів Dj, можливих у хворого з даним набором симптомів Sci. При цьому враховують різні ймовірності P(Si/Dj) кожного з можливих симптомів Si при різних захворюваннях Dj. 2.7.2. Робота з навчальною програмою "Байєс"

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.

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.

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(S1/Dj)*P(S2/Dj)…P(Sn/Dj) 3. Обчислити значення P(Sc) за формулою: P(Sc)=∑P(Sci/Dj)*P(Dj), де сума береться за індексом j. Етапи діагностичного процесу за допомогою інформаційно-ймовірнісного методу

За формулою Байєса обчислити ймовірності усіх захворювань із діагностичної таблиці. Обрати шуканий для даного пацієнта діагноз, що має максимальну ймовірність з обчислених Оцінити достовірність результату і поставити заключний діагноз

2.8. “Моделювання медико-біологічних процесів на прикладі фармакокінетики“

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".

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.

Слайд №8 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.

Відомо, що концентрація препарату в органі залежить від таких факторів: перенесення препарату з крові до органа; перенесення препарату з органа в кров; виведення препарату з крові нирками; зв'язування препарату; руйнування препарату печінкою; швидкості інфузії препарату тощо. Врахування усіх можливих факторів ускладнює процес створення математичної моделі, тому треба вибирати найбільш суттєві фізіологічні фактори.

t L(t) L(0) мал 2.3 а

B L(t) Lt мал 2.3 б

B L(t) L(t) t Lt мал 2.3 с

мал 2.3 d

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: dL/dt = BL. Коли це рівняння розв’язати і побудувати графік залежності L від часу t, то ми отримаємо таку криву, зображену на мал. 2.3а 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. Модель одноразового введення препарату

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: dL/dt = Q – BL З графіка на мал. 2.3 б видно, що потрібний рівень L* досягається не миттєво, а через деякий час.

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).

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: dK/dt = Q + BL – AK – GK, dL/dt = AK - BL Перше з них описує зміну концентрації препарату в крові (К), друге - в органі (L).

Практичне завдання Завантажити навчальну програму “Фармокінетика” (файл: zapusk.bat або farm.exe). Вибрати режим “навчальний” програми. Прочитати зміст теоретичних розділів 1-4 і відповісти на питання самоконтролю. Виконати дослідження фармакокінетичних моделей(розділи 5-8 програми), виходячи з вказаних у програмі завдань; результати досліджень(висновки, графіки) записати в робочий зошит. Завантажити розділ “Контроль знань” програми і відповісти на запропоновані питання, про виставлену комп’ютером оцінку повідомити викладачеві.

Слайд №19 Контрольні питання 1. Яким фармакокінетичним моделям відповідають такі рівняння: а) dL/dt = AK - BL, dK/dt = Q + BL – AK – GK, b) dL/dt = -BL, с) dL/dt = Q – BL 2. Які закономірності зміни кінетики препарату в різних моделях знайдені при дослідженні моделей?

Завдання для самостійної роботи Отримати диференційне рівняння, яке є математичною моделлю внутрішньосудинної інфузії препарату. Вивести диференційне рівняння для моделі безперевного введення преперату. Розв’язати(за допомогою інтегрування) рівняння моделі одно- та дворазового введення препарату і побудувати графік зміни L(t).