《气象业务自动化》教学大纲.docx

气象业务自动化Meteorological Service Automation一、课程基本情况课程类别：专业任选课课程学分：2学分课程总学时：32学时，其中讲课：24学时，实验（含上机）：8学时，课外0学时课程性质：选修开课学期：第6学期先修课程：适用专业：网络工程教 材：气象信息处理与系统设计基础，清华出版社，马利等，（出版中）开课单位：计算机与软件学院二、课程性质、教学目标和任务“气象业务自动化”是气象类课程的系统性学习课程，该课程既要求学生掌握气象数据 处理的基础知识，也要求学生熟练掌握计算机处理气象数据的基本思路和技能。通过讲课使得学生能掌握气象业务自动化的主要环节，通过实验使学生加深对计算机处 理气象数据技术的理解，把该课程的主要思路用于实际工作，提高做天气预报的能力以及气 象服务的质量。熟练地使用各种数据处理技术，使学生了解气象业务自动化的主要要求，气 象业务自动化的必要性、重要性。且由于该课程仅是以气象专业作为例子来介绍自动化的有 关内容，因此，他处理问题的思路、方法以及技巧具有普遍性，适合自动化类各专业。三、教学内容和要求第1章气象业务自动化的概述（2学时）1） 1气象业务自动化的主要内容；（1）了解气象业务自动化的主要内容2） ） 了解它与其它学科的关系；1.2气象业务自动化的重要性（1）理解气象业务自动化的重要性；（2）我国在气象业务自动化的进展（3）国际上的开展状况1. 3气象业务自动化今后主要解决的问题。基础知识，也要求学生熟练掌握计算机处理气象数据的基本思路和技能。第2章Fortran95概述（2学时）1 Fortran95 简介（1）了解最早的高级程序设计语言Fortran的由来；（2） 了解Fortran的主要版本及差异；2 Fortran语言的开展过程1 1） 了解Fortran语言的开展历程；（2）理解Fortran90/95语言的特点，理解Fortran与其他高级程序设计语言相比， 其在科学计算方面所具有的独特的优越性。2 .3 F0RTRAN90/95语言源程序书写格式（1）了解Fortran 77程序使用的固定格式源程序；（2）理解自由格式和固定格式的区别；（3）掌握自由格式的Fortran源程序的书写要求重点：熟练掌握自由格式的Fortran源程序的书写；难点：熟练掌握自由格式的Fortran源程序的书写。第3章Fortran语言基础（4学时）2. 1 Fortran基本数据类型（1） 了解Fortran语言提供的五类九种数据类型；（2）理解Fortran语言提供的五种内部基本数据类型的作用和性质；重点：各种数据类型难点：各种数据类型2顺序结构程序设计（1）了解Fortran允许使用的字符集；（2） 了解可控格式输入输出强大而灵活的输入输出格式功能；（3）理解保存字的概念和作用：（4）掌握常用的保存字。（5）掌握可控格式的输出语句：PRINT语句和WRITE语句；掌握可控格式输入语句READ 语句的3中形式；掌握各种类型的格式控制符；掌握FORMAT格式说明语句。重点：Fortran的字符集与保存字、输入输出语句的使用难点：输入输出语句的使用3. 3选择结构程序设计（1）了解Fortran语言中3种经典的块【F结构；（2） 了解IF语句块的执行效率，降低程序的可读性；（3）理解各种IF结构的控制流程；（4）理解2种不同的多分支选择结构；理解嵌套选择的概念；（5）掌握单分支块IF结构、双分支块IF结构、多分支块IF结构、逻辑IF语句的相 关概念、表示和用法。（6）掌握SELECT CASE结构的使用方式;重点：IF语句、SELECT CASE语句难点：IF语句、SELECT CASE语句4循环结构程序设计（1）了解循环的概念；（2） 了解处理事先不知道循环次数的循环处理方式；（3）理解并掌握带循环变量的DO循环的执行过程、循环自变量的变化过程；（4 ）理解DO WHILE语句的用途和用法；（5）理解几种不同形式的循环相同和不同之处及其各自的作用；（6）掌握带循环变量的DO循环格式；掌握有关DO循环的四个基本规定；并通过实例 学习，掌握基本的求阶乘的算法。7）掌握DO WHILE语句循环的书写格式、执行过程；（8）掌握嵌套DO循环的执行过程；理解并掌握嵌套DO循环的有关规定；（9）掌握各种循环语句的格式和用法；重点：DO语句,DO Wh i 1 e语句,ex i t+l）0语句；难点：循环条件的设置，循环的嵌套。第4章数组（2学时）1概述（1）了解数组的作用及由来：4.2数组的定义与引用（1）掌握用类型说明语句定义数组；掌握利用DIMENSION语句说明数组；掌握用类型 说明语句和DIMENSION语句定义数组；掌握数组元素的引用方式（下标法、数组片 段法）；掌握数组名的特殊作用；3数组的逻辑结构与存储结构（1）了解二维数组的存储结构和逻辑结构的不同；（2）理解二维数组存储结构按列存储的概念；（3）掌握一维数组、二维数组的逻辑结构及存储结构：4.4数组的输入输出（1）掌握使用DO循环输入输出数组元素；掌握使用数组名或数组片段对数组进行输 入和输出；掌握隐含1）0循环的作用以及利用隐含DO循环对数组进行输入和输出；5给数组赋值（1）掌握使用DATA语句赋初值：使用数组赋值符赋初值；6动态数组（1）了解动态数组的由来；（2）掌握动态数组的定义、内存分配和释放。重点：数组的定义、初始化、数组元素的引用、二维数组的存储结构、数组程序设计方法;难点：数组的定义、初始化、数组元素的引用、二维数组的存储结构、数组程序设计 方法;第5章函数（2学时）4. 1基本概念（1） 了解子程序、实参、虚参等基本概念。5. 2外部子程序（1）理解函数子程序和子例行子程序的不同点：（2）热练掌握外部函数子程序、外部子例行子程序的定义、调川方式以及各自的适用 范围；5.3 实参和虚参之间的数据传递（1）理解数据传递的方式（地址传递和值传递）；理解变量的作用域等概念；（2）熟练掌握变量为虚参、为数组（非字符数组和字符数组）、为子程序名、为 号时的各种虚实结合的数据传递方式；5.4 系统内部函数（1）了解内部函数的概念；（2）掌握常用的内部函数的名称和使用方法；重点：子程序与外部子程序的区别、全局变量难点：子程序与自定义函数的区别第6章Fortran的应用（2学时）（1）与子程序相关的应用；（2）与GrADS相关的应用；第7章MICAPS3的使用（6学时）1.1 1启动MICAPS系统（1）掌握MICAPS可以有两种启动方式：带参数、不带参数1.2 主窗口部件（1）掌握主窗口包括标题栏、菜单条、工具条、资料检索窗口、图层控制窗口、显示 区域、状态条和独立的显示设置窗口。（2）掌握主窗口部件的具体功能1.3 系统菜单（1）掌握菜单条（2）掌握系统基本功能菜单：文件菜单及功能、视图菜单及功能、地图菜单及功能（3）掌握资料检索菜单1.4 工具条（1）理解基本工具条（2）理解窗口和字体控制工具条1.5 5状态栏7. 6系统配置（1）理解用文本编辑器直接编辑修改系统配置文件（2）理解用系统配置程序修改系统配置文件7. 7模块设置7.8资料检索设置7. 9等值线设置（1）掌握等值线显示设置（2）掌握等值线参数显示设置7. 10地面观测填图设置（1）掌握地面观测综合填图显示设置（2）掌握地面观测综合填图监视显示设置7. 11离散点数据设置（1）掌握离散点数据的参数设置（2）掌握离散点数据的路径设置（3）掌握离散点数据的显示设置（4）掌握离散点的分级设置重点：二维主窗口的设计及实现难点：二维主窗口的设计及实现第8章气象业务系统开发实例（4学时）8. 1 JAVA开发实例；（2学时）8.2 WEB开发实例；（2学时）四、课程考核（1）作业等：作业：3次，课程论文：0篇；（2）考核方式：开卷考试，笔试+机考（3）总评成绩计算方式：总评成绩二平时成绩*20%+笔试*30%+机考*50%五、参考书目1、天气学原理与方法，气象出版社；朱乾根，第四版2、气象信息系统，气象出版社；赵立成、郑国光，2011.3