Tin học chuyên ngành của đóng tàu

Tin học chuyên ngành của đóng tàu

LỜI GIỚI THIỆU Tập giảng “ Tự động hoá thiết kế tàu thuỷ A1” PGS.TS Lê Hồng Bang – Bộ môn Lý thuyết thiết kế tàu thủy khoa Đóng tàu Đại học Hàng hải Việt Nam biên soạn nhằm mục đích trang bị cho sinh viên hệ qui chuyên ngành Thiết kế thân tàu thủy số kiến thức tự động hóa tính tốn yếu tố thủy tĩnh ổn định loại tàu thủy thông dụng Bài giảng phận giáo trình “Tự động hóa thiết kế tàu thủy cơng trình “ mắt bạn đọc mai Tập giảng chia thành phần: Phần I mang tiêu đề “ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN" Phần giới thiệu việc ứng dụng phương pháp số để giải tốn tự động hóa tính tốn yếu tố thủy tĩnh ổn định tàu thủy bao gồm đa thức nội suy Lagrange, phương pháp bình phương nhỏ nhất, phương pháp gần để tính tích phân xác định Phần II mang tiêu đề “ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG phần mềm AUTOSHIP” Do thời lượng mơn học có hạn phần người biên soạn tạm dừng lại chổ giới thiệu hướng dẫn sử dụng module module phần mềm nêu bao gồm: AUTOSHIP; AUTOHYDRO AUTOPOWER Hai module lại ; AUTOPLATE AUTOSTRUCTURE sinh viên tự nghiên cứu áp dụng thấy cần thiết lẻ phần hai “Tự động hố thiết kế tàu thuỷ A2” chúng tơi tập trung hướng dẫn sử dụng phần mềm SHIPCONSTRUCTOR dành cho tự động thiết kế công nghệ mà có chứa hai Module có tính mạnh AUTOPLATE AUTOSTRUCTURE AUTOSHIP Riêng Phần II Tập Bài giảng “Tự động hoá thiết kế tàu thuỷ A1” in thành riêng đủ để sinh viên kỹ sư học viên cao học ngành Kỹ thuật tàu thủy sử dụng cách có hiệu q trình thực toán cụ thể Để học nghiên cứu có hiệu mơn học người biên soạn mong muồn bạn đọc em sinh viên chuyên ngành Thiết kế tàu thủy dành phần thời gian để ơn lại kiến thức thuộc chương trình tốn cao cấp dành cho kỹ sư, tham khảo tài liệu nói phương pháp tính, tĩnh học tàu thủy, động lực học tàu thủy, giáo trình tốn ứng dụng kỹ thuật Người biên soạn xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành ý kiến góp ý để tập giảng ngày hoàn thiện nội dung lẫn phương pháp trình bày Mọi ý kiến góp ý xin bạn đọc gửi cho tác giả theo địa sau: Bộ môn Lý thuyết thiết kế tàu thủy khoa Đóng tàu Đại học Hàng hải E-Mail: lehbang@hn.vnn.vn TÁC GIẢ MỤC LỤC Chương , mục Chương 1.1 1.2 Chương 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7 2.2.8 2.2.9 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 Tên chương, mục NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH VÀ TỰ ĐỘNG HỐ THIẾT KẾ Khái niệm ngơn ngữ lập trình Giới thiệu số ngơn ngữ lập trình điển hình TỰ ĐỘNG HĨA TÍNH TỐN CÁC YẾU TỐ THỦY TĨNH VÀ TÍNH CÂN BẰNG-ỔN ĐỊNH CỦA TÀU Phương pháp số dùng tự động hố tính tốn yếu tố thủy tĩnh tính cân bằng-ổn định tàu Đa thức nội suy Lagrange Phương pháp bình phương bé Các phương pháp tính gần tích phân xác định Đặt tốn Cơng thức hình thang Đánh giá sai số Ví dụ Sơ đồ tóm tắt Cơng thức Simson Đánh giá sai số Ví dụ Sơ đồ tóm tắt cơng thức Simson Ứng dụng phương pháp tính gần tích phân xác định để tính tốn yếu tố tính thủy lực ổn định cho tàu thủy Phương pháp hình thang Phương pháp Simpson Phương pháp Tre-bư-sev Tính tàu thuỷ Tính đại lượng hình học vỏ tàu Tỉ lệ Bonjean Thể tích phần chìm đại lượng liên quan đển thể tích Biện pháp nâng cao độ xác phương pháp tích phân gần Tính đường thuỷ tĩnh máy cá nhân Biểu đồ mang tên Firsov Cân bằng-Ổn định tàu Ổn định ngang ban đầu Ổn định tàu nghiêng góc lớn Đồ thị ổn định Thuật tốn xác lập họ đường Pan-tô-ka-ren Dựng đồ thị ổn định sở Pan-to-ka-ren TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang số 4 9 13 15 15 16 17 17 18 19 19 20 20 21 21 22 25 26 26 28 28 31 35 40 41 41 44 46 51 53 54 b¶ng ký hiƯu thêng dïng Ký hiệu Tên gọi AV Diện tích hứng gió AW Diện tích mặt đường nước AM Diện tích mặt sườn Ký hiệu MTRIM Mchf M0y a M0x B Bmax CB CM CW CV CP ∆ ∆d ∆L D, d dθ h h0, MG IT IL I ’L kg L Lmax Lkwl LPP Lk lθ, GZ lchf Mhp MV Khoảng cách từ trọng tâm đến tâm Chiều rộng tính tốn Chiều rộng tồn Hệ số béo chung Hệ số béo sườn Hệ số béo đường nước Hệ số béo thẳng đứng Hệ số béo dọc Lượng chiếm nước trọng lượng Khoảng cách đường nước Khoảng cách sườn Chiều cao mạn, Chiều chìm cánh tay đòn ổn định động Chiều cao tâm nghiêng ngang Chiều cao tâm nghiêng ban đầu Mô men quán tính diện tích đường nước trục dọc Mơ men quán tính diện tích đường nước trục ngang Mơ men qn tính diện tích đường nước trục 0’- y’ Hệ số cao độ trọng tâm Chiều dài tính tốn Chiều dài tồn Chiều dài đường nước thiết kế Chiều dài hai đường vuông góc Cánh tay địn ổn định hình dáng Tay địn ổn định tĩnh Tay địn mơ men nghiêng cho phép Mơ men hồi phục Mơ men nghiêng gió tác dụng ZM, KM ZB, KB ZC ZG, KG ZV Ω Tên gọi Mô men chúi cm Mô men nghiêng cho phép Mơ men tĩnh diện tích mặt đường nước trục 0y Mơ men tĩnh diện tích mặt đường nước trục 0x Mô men tĩnh thể tích xoy Mơ men tĩnh thể tích y0z Hoành độ trọng tâm Hoành độ tâm Hồnh độ trọng tâm đường nước Góc nghiêng ngang tàu Góc chúi tàu Tung độ tâm Nửa tung độ đường nước khảo sát ứng với sườn thứ i Cao độ tâm nghiêng ngang Cao độ tâm Cao độ tâm Cao độ trọng tâm Cao độ trọng tâm hứng gió Diện tích mặt sườn khảo sát V Thể tích lượng chiếm nước VZ Thể tích ngâm nước ứng với đường nước z Diện tích mặt đường nước z Mơ men tĩnh diện tích mặt sườn Trọng tâm diện tích mặt sườn Bán kính tâm nghiêng ngang Bán kính tâm chúi Mx0y My0z XG XB Xf θ ψ YB yi SZ mz Cz r, BM R, BM L Chương NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ THIẾT KẾ 1.1 KHÁI NIỆM VỀ NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH Ngơn ngữ lập trình phần mềm để phát triển ứng dụng Ngôn ngữ lập trình trải qua trình phát triển khơng ngừng hồn thiện, cơng cụ quan trọng phát triển công nghệ thông tin Tự động hố tính tốn, thiết kế hiển thị kết tính thơng qua ngơn ngữ lập trình Những ngơn ngữ lập trình có ứng dụng rộng rãi hiệu nêu lên sau 1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH ĐIỂN HÌNH • FORTRAN (viết tắt từ FORmula TRANslation) đời từ năm năm mươi, xác năm 1957, ứng dụng chủ yếu ngành khoa học, kỹ thuật Phiên đầu FORTRAN thường nhắc đến với tên gọi FORTRAN II , song phiên dùng phổ biến FORTRAN IV Các dàn máy IBM thời nhận dạng phiên phổ thông tên viết ghép FORTRAN Ngơn ngữ thích hợp cho việc xử lý toán cỡ lớn thời đại, dùng chương trình tính tốn thiết kế tơ, tàu thuỷ, máy bay, tính tốn độ bền cơng trình xây dựng, thiết kế tối ưu Có thể coi 90% chương trình lớn lĩnh vực khoa học, kỹ thuật viết ngôn ngữ Thực tế sử dụng nảy sinh vài vấn đề phiền toái Các nhà sản xuất chương trình đa tự cho phép viết dịch cho FORTRAN theo sở trường riêng Tuy phần lớn nhà sản xuất dựa vào tiêu chuẩn ANSI - American National Standards Institute để biên soạn compiler cho FORTRAN IV song chẳng có dịch giống dịch nào, người cố xé rào khỏi chuẩn ANSI Tình hình bắt buộc ANSI phải tay thống nhất, năm 1978 phiên cuối mang tên ANSI X3.9 - 1978 đặt dấu chấm cho bùng phát tự Phiên có tên gọi FORTRAN 77, ngày dùng tương đối rộng rãi • Algol, viết tắt từ Algorithm, đời vào đầu năm sáu mươi với tham gia đơng nhà tốn học, người viết chương trình châu Âu Ngơn ngữ thiết kế sáng, dễ học, dễ thực Đây phiên mơn tốn tính dùng máy tính Ngơn ngữ thích hợp cho việc giải vấn đề khoa học thời đại Tất thuật toán chuẩn đời thời kỳ chuyển thành chương trình viết Algol 60 Cho đến cuối năm bảy mươi chương trình ngơn ngữ Algol cịn chạy dàn máy lớn Những chương trình mẫu giải vấn đề tính tốn theo phương pháp số, đặc biệt phần đại số tuyến tính, viết Algol từ năm sáu mươi tận ngày chương trình ưu việt, chưa thay Ngơn ngữ ngôn ngữ tốt song không sinh Mỹ, có lẻ để giải thích câu hỏi ngơn ngữ khơng tìm chỗ đứng Mỹ, việc đồng nghĩa với hạn chế số người dùng phát triển • COBOL (Common Business Oriented Language) đời năm 1960, áp dụng chủ yếu lĩnh vực kinh doanh, thương mại Ngơn ngữ hồn thiện cịn tìm thấy chỗ đứng tận hơm • BASIC (viết tắt từ Beginner's All-purpose Symbolie Instruction Code) Kemeny Kurtz phát triển từ năm 1964 Mỹ, ngôn ngữ dùng cho máy tính nhỏ Basic dễ học sử dụng khơng khó lắm, song khả giải cơng việc khơng lớn Điều phiền tối ngơn ngữ thuộc dạng "dễ tính" nên phát triển gần khơng kiểm sốt Tồn q nhiều "thổ ngữ" từ Basic nên khó chọn thứ tiếng chuẩn mực cho ứng dụng Năm 1975 Gates W viết ngôn ngữ mang tên BASIC cho máy Altair, dạng microcomputer Ngôn ngữ mang tên BASIC ngày thực tế cải biên thứ tiếng mà Gates đưa thời • Ngơn ngữ PL ( Programming Language ) viết dạng PL1 PL/I, cải biên cách viết PL1, người khổng lồ lúc IBM đặt thời gian 1963 - 1966 sau thành công FORTRAN ngôn ngữ khác Mỹ Ngôn ngữ thừa kế kết tốt đẹp FORTRAN, Algol , Cobol Bản thân ngơn ngữ bậc cao có tham vọng sử dụng ngôn ngữ assembly làm phương tiện nối ghép, chạy chương trình mẫu Người ta đặt thêm số cuối tên gọi với hàm ý "ngôn ngữ lập trình số 1" Tuy ý tưởng hay, thiết kế chuẩn song thực tế không ý muốn chủ quan người sinh non Ngơn ngữ quảng cáo rùm beng, song người dùng không nhiều compiler PL làm việc q tồi Ngơn ngữ không thọ bao lâu, ngày hệ trẻ khỏi phải nghe quảng cáo ngôn ngữ number one • Pascal đời thức 1971 Người có cơng thiết kế ngơn ngữ Niklaus Wirrth Tên gọi ngôn ngữ Pascal để ghi nhớ công lao nhà toán học lớn kỷ 17 Blaise Pascal Ngơn ngữ Pascal thuộc nhóm có cấu trúc chặt, ngơn ngữ lập trình tiêu chuẩn người lập trình nên biết Theo nhận định nhà chuyên môn, thứ ngôn ngữ "lingua franca", làm chức "common tongue", tiếng nói chung cho lập trình Ngày trường học, lớp học lập trình, kỳ thi khiếu ngơn ngữ cịn ngơn ngữ thức để truyền thụ thi tài • C ngơn ngữ lập trình đa năng, ứng dụng vào việc giải công việc thực tế nảy sinh từ sống C coi ngôn ngữ gần "ngơn ngữ máy", có khả giải cơng việc mà ngơn ngữ lập trình "bậc cao" sinh trước FORTRAN, PL1, Pascal làm, đồng thời cịn giải việc mà đàn anh khơng muốn chạm tới, việc giành cho ngôn ngữ gần gũi máy Assembler giải Lịch sử phát triển C có nhiều điều đáng nhắc Yêu cầu thực tế AT & T phải có ngơn ngữ dùng cho hệ điều hành UNIX, sử dụng máy DEC PDP - 11 Việc giao cho Nennis Ritchie Hệ điều hành, compiler chương trình ứng dụng D.Ritchie viết C năm 1972 Thực ra, trước Martin Richards giao cơng việc tương tự kết đời ngơn ngữ có tên viết tắt BCPL Trên sở BCPL năm 1970 Ken Thompson soạn ngơn ngữ B (có thể bắt nguồn từ tên BCPL) soạn đủ phần mềm để điều hành DEC PDP - Vào năm 1972 với cộng tác K.Thompson , D.Ritchie từ B đến C Nguồn gốc tên gọi "C" đơn giản Năm 1978 nhà xuất Prentice - Hall tung thị trường "The C Pragramming Language" Brian W Kernighan Dennis M.Ritchie, viết tắt K & R viết Sách đời q vơ giá giới lập trình C vượt khỏi ranh giới ban đầu ngôn ngữ hệ điều hành UNIX để thâm nhập vào DOS hệ điều hành IBM Năm 1983 American National Standarts Institute (ANSI) thành lập uỷ ban khẳng định tính đắn C uỷ ban chấp nhận (có thêm bớt) ngơn ngữ C với tên "ANSI C" ANSI C thức có hiệu lực từ năm 1988 Cuối năm tám mươi đầu năm chín mươi giới lập trình chứng kiến bùng nổ ứng dụng C Ngôn ngữ C lấn sân ngơn ngữ lập trình đàn anh thời vang bóng Ngồi hệ điều hành UNIX AT & T, nhiều hãng sản xuất phần mềm xây dựng dịch C để đưa vào hoạt động Các dịch có độ tin cậy cao gồm : • Turbo C ++ Professinal, Borland C++ • Zortech C cho máy IBM PC • Microsoft C • Mixsoftware's Power Điểm mạnh C thể nhiều mặt C gần với ngôn ngữ Assembly giao tiếp dễ dàng với Assembly C thao tác bit nhanh chóng, xác hiệu ngôn ngữ máy làm C chấp nhận làm việc với kiểu liệu, với độ xác người dùng đặt Với biến trỏ C phát huy mạnh thao tác mảng, chuỗi, hàm, v v So với ngơn ngữ lập trình khác, C điều khiển trỏ thục, dễ dàng Con trỏ giúp C đẩy nhanh tốc độ tính tốn, giảm chi phí nhớ Con trỏ làm cho C vượt trội ngơn ngữ khác tính mềm mại, dễ sử dụng tạo cho C sức mạnh để chinh phục vấn đề phức tạp • Ngơn ngữ C++ Bản thân C++ phát triển mức cao từ C, song lại khơng hồn tồn C Ngơn ngữ C thuộc nhóm ngơn ngữ lập trình có cấu trúc chặt, C ++ lại tạo cho người viết thoả mái mong đợi Trong C chương trình xây dựng với mục đích cụ thể, để giải việc cụ thể C ghi nhận liệu liệu dạng đơn giản phức tạp, xử lý liệu thông báo liệu đối tượng phục vụ Cịn C++, hiểu theo nghĩa lập trình hướng đối tượng (OOP) lại nhắm vào đối tượng, mà đối tượng theo nghĩa chung có giới hạn Trong đối tượng người ta đưa liệu vào phương pháp khai thác, sử dụng liệu Và lập trình hướng đối tượng khơng hạn chế làm việc cụ thể mà giải việc cần cho đối tượng Trước mang tên C++ ngơn ngữ có tên ban đầu "C with Classes" tức "C với lớp" Lớp liền với dùng C++ C đời thực tế từ 1972 từ Bell Labs Dennis Ritchie Ken Thompson viết Ban đầu C chưa tiếng ngay, phát triển âm thầm năm 1978 Brian Keringhan Dennis Ritchie tung "The C Programming Language" Từ ngơn ngữ C phát triển nhanh tiêu chuẩn hoá hội đồng ANSI ( Mỹ ), từ 1983 đến năm 1988 Ngơn ngữ ANSI C thức khai tên từ 1988 C++ tự ngơn ngữ lập trình tên gọi sách, song thừa kế cách hồn mỹ tốt đẹp C phát triển tốt đẹp mức cao Thực tế chứng minh C ngôn ngữ uyển chuyển, có khả thâm nhập vào lĩnh vực tính tốn, quản lý song C++ cịn linh hoạt uyển chuyển C ngôn ngữ vô mạnh song C ++ coi mạnh Giống ngơn ngữ lập trình khác, C theo nghĩa cũ bị rào cản vài hạn chế, cịn C++ phá bỏ rào cản Trong thực tế coi C++ cơng cụ làm việc thích hợp cho người lập trình Trong quản lý liệu, C nhiều ngôn ngữ khác sử dụng struct (hay gọi record hiểu theo nghĩa chung nhất) để quản lý đối tượng Công việc quản lý khơng có chê trách Song khác với struct, C ++ đưa vào lớp (class) đối tượng công cụ quản lý đối tượng liền phát huy mạnh đến mức khơng ngờ Ngơn ngữ lập trình kể đầy đủ phải bao gồm từ ngôn ngữ máy ngôn ngữ gần với ngơn ngữ máy Có thể xếp ngơn ngữ máy tính vào năm nhóm, hay nói cách khác năm hệ ngơn ngữ lập trình Thế hệ giành mã số số mà bit máy tính hiểu Ngôn ngữ làm người thông ngôn năm bốn mươi đến đầu năm năm mươi Tại thời điểm máy "hiểu" ngôn ngữ độc mã nhị phân (binary code), gồm Ngơn ngữ cịn mang tên gọi "ngôn ngữ máy" Thế hệ thứ hai ngơn ngữ máy tính đánh dấu đời ngơn ngữ Assembly, ngày có người dịch hợp ngữ Assembly giúp cho máy tính nhận diện dịch sang ngôn ngữ máy mã mnemonic ADD (cộng, thêm vào), SUB (trừ), MOV (dịch chuyển) v v Các chương trình sử dụng mnemonic để viết gọi assembly, cịn chương trình dịch assembly sang ngơn ngữ máy có tên gọi Assembler Ngơn ngữ Assembly đời năm năm mươi đến tận hơm cịn giữ vị trí cao làng ngơn ngữ lập trình, thân cầu nối "ngơn ngữ bậc thấp" với "ngôn ngữ bậc cao" Thế hệ thứ ba đánh dấu đời thống trị "ngôn ngữ bậc cao" (tiếng Anh viết HLL - high level languages), kể từ Algol, FORTRAN, Ngôn ngữ bậc cao cịn gọi ngơn ngữ thủ tục hố Sở dĩ có tên gọi vừa nêu cách diễn đạt ngôn từ dùng HLL không khác làm thủ tục tính tốn Người ta viết lệnh dạng cơng thức tính viết cơng thức tốn vậy, khơng để ý đến ngun lý làm việc ngôn ngữ máy thứ ngôn ngữ máy hiểu Ví dụ cần tính "số cịn lại C, biết tổng số A, em ăn B quả", người lập trình cần lệnh: C=A-B Để máy hiểu ý thiết phải dịch dòng lệnh ngôn ngữ máy Những dịch cho HLL mang hai tên gọi "compiler" "interpreter" Thứ tự truyền đạt lệnh đến máy hình dung sau: người lập trình → compiler interpreter → Assembler → máy tính Bạn đọc cần phân biệt hai tên gọi vừa nêu "compiler" "interpreter" làm việc, tiếng Anh người ta dùng khái niệm "translation" (nghĩa dịch) để diễn đạt việc Compiler dịch tồn chương trình giống cách dịch tồn nói từ tiếng nước sang ngôn ngữ nước chủ nhà Trong interpreter dịch câu lệnh một, giống kiểu người phiên dịch (tiếng Anh gọi interpreter) chuyển câu nói vị khách sang tiếng chủ nhà Trường hợp bắt buộc phải có mặt hai thành phần cho công việc dịch người phát biểu tiếng nước ngồi người phiên dịch Compiler thực cơng việc nhanh hơn, gọn Công việc kiểu sau chậm phải chờ thơng tin qua lại người phát biểu phiên dịch viên Tuy nhiên interpreter có ưu điểm trội làm cho chương trình hoạt động thuận lợi dễ dàng Vì khơng cần thiết phải dịch xong tồn chương trình chạy chương trình, interpreter chuyển phần chương trình vào hoạt động phần việc viết ngơn ngữ lập trình Trường hợp có lỗi câu lệnh, interpreter phát lỗi tức yêu cầu chỉnh lại lúc Sau lần chỉnh, đúng, câu lệnh thực thi Trong thực tế người ta kết hợp hai cách làm việc nhằm đẩy mạnh tốc độ thực tạo thuận lợi tối đa cho người dùng Tại bạn đọc cần làm quen thêm với khái niệm mã nguồn mã đối tượng Mã chương trình gọi mã nguồn Sản phẩm có xuất xứ từ mã nguồn, sau dịch gọi mã đối tượng Tất phần mềm bán ghi lại dạng mã đối tượng Với dịch người dùng khơng cịn khả để đọc, để nhận biết khơng có cách để cải biên, thay đổi Thế hệ thứ tư giành cho ngôn ngữ bậc cao (Very high level languages) Trong trào lưu này, nhờ Generator, người ta cần đưa đặc trưng cơng việc, generator chuyển thơng tin vào hệ thống làm việc máy miêu tả cho hệ trước, máy tính "tự động" tạo chương trình ứng dụng Ý này, phục vụ công việc quản lý sở liệu (tiếng Anh: Database Management) mang dáng dấp ngôn ngữ hệ thứ tư Các ngôn ngữ SQL (viết tắt từ Structured Query Language), QBE (Query-by-Example) QUEL (Query Language) đại biểu xuất sắc nhóm Từ 1986 bắt đầu q trình tiêu chuẩn hố SQL Năm 1992 ANSI thức thơng qua tiêu chuẩn cho SQL-92 SQL dùng phiên Sybase SQL Server, Microsoft SQL Server, IBM OS/2 Extended Edition Database Manager, DEC RDb/VMS Oracle Server for OS/2 vv Trong tài liệu không đề cập đến ngôn ngữ này, người viết hứa nhanh chóng hồn tất thảo giới thiệu tài liệu ngôn ngữ Thế hệ thứ năm gắn liền với nhóm ngơn ngữ trí tuệ nhân tạo (AI-Artificial Intelligence) Đây ngơn ngữ không - thủ tục (khác với khái niệm ngôn ngữ thủ tục vừa nêu trên), gắn liền với trạng thái đối tượng vấn đề giải quyết, với quan hệ đối tượng Một ngơn ngữ dùng có kết PROLOG, người Nhật chấp nhận, phát triển hồn thiện Ngơn ngữ mang tên Nhật HIMIKO xuất phát từ PROLOG, sở cho nhóm ngơn ngữ hệ thứ năm Trong lĩnh vực quản lý liệu, gắn bó ngơn ngữ hệ thứ tư thứ năm sinh DATALOG chuyên phục vụ công tác hệ thống liệu Ngôn ngữ LDL (Logic Data Language) chiếm vị trí xứng đáng lĩnh vực truyền liệu Cần nói thêm, ngơn ngữ LISP thuộc nhóm ngơn ngữ trí tuệ nhân tạo, phát triển từ năm sáu mươi Mỹ, ngày đóng vai trị quan trọng cơng tự động hoá thiết kế Tài liệu LISP AutoLISP đề nghị bạn đọc tìm hiểu thêm qua sách chuyên đề người viết Chương TỰ ĐỘNG HĨA TÍNH TỐN CÁC YẾU TỐ THỦY TĨNH VÀ TÍNH CÂN BẰNG-ỔN ĐỊNH CỦA TÀU 2.1 PHƯƠNG PHÁP SỐ DÙNG TRONG TỰ ĐỘNG HỐ TÍNH TỐN CÁC YẾU TỐ THỦY TĨNH VÀ TÍNH CÂN BẰNG-ỔN ĐỊNH CỦA TÀU Chương giới thiệu với bạn đọc việc sử dụng phương pháp tính thơng dụng xử lý tốn thường gặp tính tốn yếu tố tính – thủy lực tàu Các phương pháp đề cập phạm vi tài liệu bao gồm: phương pháp tích phân gần đúng, phương pháp nội suy phương pháp bình phương nhỏ 2.1.1 Đa thức nội suy Lagrange Trong thực tế nhiều người ta phải giải toán ngược sau đây: Người ta khơng biết xác hàm số f(x) mà biết tập rời rạc hữu hạn đồ thị biểu diễn vài nét khái quát hàm f(x); người ta muốn dựng lại hàm số f(x) dĩ nhiên dựng nguyên xi hàm f(x) (vì thân hàm số f(x) chưa biết) người ta hy vọng dựng hàm số có tính chất hàm số f(x) dĩ nhiên đồ thị biểu diễn hàm số dựng nên gần trùng với đồ thị hàm f(x) tập hợp điểm rời rạc cho trước ví dụ từ số liệu thống kê đặc trưng số đối tượng khảo sát đó; từ kết thí nghiệm phịng thí nghiệm; từ số liệu thử mơ hình tàu thủy bể thử v.v… Ví dụ ta muốn phục hồi hàm số f(x) giá trị x X [ a, b] mà biết số hữu hạn gồm (n +1) giá trị hàm số điểm rời rạc x0 , x1, …, xn X [a, b] Các giá trị rời rạc cho dạng bảng sau: x y x0 y0 x1 y1 x2 y2 … … xi yi … … xn yn Khi ta đặt vấn đề tìm đa thức bậc n : Pn(x) = a0 + a1x + a2x2 + … + anxn, an ≠ với a0, a1, …., an X R cho Pn(x) trùng với f(x) nút xi , i = 0, n nghĩa Pn(xi) = f(xi) = yi Đa thức Pn(x) tìm được gọi đa thức nội suy Ta chọn đa thức nội suy hàm số f(x) đa thức loại hàm số đơn giản dễ xác định Như ta có định lý sau: Nếu tồn đa thức nội suy Pn(x) hàm số f(x) đa thức CM: Thật có hai đa thức Pn(x) Qn(x) đa thức nội suy hàm f(x) Lúc theo định nghĩa ta có: Pn(xi) = yi ; Qn (xi) = yi Vậy hiệu số Pn(xi) – Qn(xi) mơt đa thức có bậc không vượt n bị triệt tiêu n + giá trị khác xi, i = 0, n (Vì Pn(xi) – Qn(xi) = yi – yi = 0, i = 0, n ) Do đa thức hiệu Pn(x) – Qn(x) phải đồng không, nghĩa Pn(xi) ≡ Qn(xi) Có thể tồn nhiều đa thức nơi suy tính nên chúng quy Dưới xây dựng đa thức nội suy theo kiểu Lagrange, gọi đa thức nội suy Lagrange ký hiệu Ln(x) Đa thức nội suy Lagrange viết dạng: f(x) = Pn(x) + Rn(x) (2.1) dạng đầy đủ: n  n  f ( n +1) (ξ ) f ( x) = ∑ Li ( x) f ( xi ) + ∏ ( x − xi ) , a