《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