Реферат: Системы автоматизации - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Системы автоматизации

Банк рефератов / Программирование

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1944 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Вопрос № 1. "Понятие системы . Примеры системы . Свойства сложны х систем ". Определение категории система. · Система – целенаправленное множество взаимосвязанных элементов любой природы. · Система – это объект , который определяется множествами элементов , преобразований , правил образования последовательностей элементов. · Система – это объект , состоящий из элементов , свойства которых не сводятся к свойству самого объекта. · Система – это объект , обладающий следующими свойствами : · целостность и декомпозируемость (чёткое определение целостности образования элементов и их чёткое разделение ); · наличие существенно устойчивых взаимоотношений элементов ; · наличие определённой организации ; · наличие таких качеств , которые присущи только системе в целом , но несвойственны ни одному из её элементов. Под сложной динамическо й системой следует понимать развивающиеся во времени и в пространстве целостные объекты , состоящие из большого числа элементов и связей и обладающие свойствами , которые отсутствуют у элементов и связей , их образующих. Выделение и построение любой системы о существляется этапами : 1. Постановка цели 2. Декомпозиция цели на подцели 3. Определение функций , обеспечивающих достижение цели 4. Синтез структуры , обеспечивающий выполнение функций. Цели возникают , когда существует так называемая проблемная ситуация. Проблемная ситуация – ситуация , которую нельзя разрешить имеющимися средствами. Цель – состояние , к которому направлена тенденция движения объекта. Среда – совокупность всех систем , кроме той , которая реализует заданную цель . Ни одна система не является абсолютно замкнутой . Взаимодействие системы со средой реализуется через внешние связи. Связи могут быть входными и выходными . Они подразделяются на : · информационные · ресурсные Системы бывают : · социальные простые · биологические сложные · меха нические вероятностные · химические детерминированные · экологические стохастические Структура системы представляет собой устойчивую упорядоченность элементов системы и их связей в пространстве и во времени . Структура может быть материальной и фор мальной. Формальная структура – совокупность функциональных элементов и их отношений , необходимых и достаточных для достижения системой заданных целей. Материальная структура – реальное наполнение формальной структуры. Типы структур систем : · последовател ьный или цепочечный ; · циклически замкнутая ; · структура типа “колесо” ; · “звезда” ; · многосвязная структура ; · матричная структура. Вопрос № 2. "Системный анализ . Определение и этапы ". Системный анализ может рассматриваться как методологическая кон цепция построения сложных систем . Под системным анализом будем понимать реализацию следующих этапов исследования сложной системы : 1. Построение общих принципов поведения сложной системы ; 2. Формирование совокупности методов анализа ; 3. Решение проблемы сложности и неопределённости ; 4. Определение предельных характеристик системы ; 5. Автоматизация исследований. В основу понятийного аппарата системного анализа положены следующие категории : система , подсистема , элемент , структура , среда , состояние , цель, композиция , декомпозиция , обратная связь. Алгоритм системного анализа включает в себя 3 макроэлемента : 1. Постановка проблемы : 1.1. Постановка задачи ; 1.2. Определение объекта исследования ; 1.3. Формирование целей ; 1.4. Задание критериев и ограничений ; 2. Разделение системы и внешней среды : 2.1. Определение границ исследования системы ; 2.2. Первичная структуризация системы ; 2.3. Подразделение общей системы на систему и внешнюю среду ; 2.4. Выделение составных частей среды ; 2.5. Декомпозиция внешних воздейст вий на элементарные воздействия ; 3. Разработка математической модели : 3.1. Формальное описание 3.2. Параметризация модели 3.3. Установление зависимости между параметрами 3.4. Декомпозиция модели на составные части 3.5. Уточнение первичной структуры 3.6. Ис следование модели Вопрос № 3. "Принципы создания автоматизированных систем управления ". Технология создания автоматизированной системы . Основные понятия. Автоматизированной системой , согласно нормативным документам , является система человек-машина , обесп ечивающая эффективное функционирование объекта , в которой сбор и переработка информации необходимы для реализации функций управления , осуществляется с применением вычислительной техники и средств автоматизации. При создании Автоматизированной системы серь ёзное внимание уделяется так называемому объекту управления. Под объектом управления понимается совокупность технологического оборудования и реализуемого на нём по соответствующим регламентам процесса производства . Кроме того , в объект управления входят ор ганизационные , экономические , финансовые процессы . К технологическому оборудованию отнесём : · технологические агрегаты ; · установки ; · группы станков , реализующих самостоятельный процесс ; · отдельные участки и весь производственный процесс промышленног о предприятия. Совокупность автоматизированной системы и объекта управления будем называть автоматизированным комплексом . Определение АС , которое мы дали , указывает на наличие в составе системы : · Современных средств сбора и обработки информации ; · Чело века как субъекта труда , принимающего участие в оценке выработки решений по управлению ; · Реализация в системе процесса обработки технологической и технико-экономической информации ; · Цели функционирования системы , заключающиеся в общем смысле в оптимиза ции работы объекта по заданному критерию управления. Критерием управления могут являться технико-экономические или технологические показатели. АС является системой управления объектом в том , и только в том случае , если она реализует управление в темпе про текающих на объекте процессов и если в выработке и реализации управляющих решений участвует вычислительная техника , специальные технические средства и человек-оператор. В состав системы входят следующие базовые элементы : · техническое обеспечение , которое включает в себя : · комплекс средств вычислительной техники (ЭВМ верхнего уровня , ЭВМ нижнего уровня , рабочее место оператора , каналы связи и запасные элементы и приборы ); · специальный комплекс технических средств (локальные средства регулирования , сред ства получения информации о состоянии объекта управления , исполнительные устройства , датчики и устройства контроля и наладки технических средств ); · программное обеспечение , включающее в себя : · общее программное обеспечение включает операционные систем ы , локальные и глобальные сети и комплексы программ технического обслуживания специальных вычислительных средств ; · специальное программное обеспечение включает так называемые организующие программы и программы , реализующие алгоритмы контроля и управления ; · Информационное обеспечение включает внутримашинную и внемашинную информацию. Внемашинная информация – это система классификации кодирования и все исходные данные. Внутримашинная информация – это информационная база и информационные потоки. · Организа ционное обеспечение включает инструктивно-методические материалы и оперативно-обслуживающий персонал. А также : · Математическое обеспечение ; · Лингвистическое обеспечение ; · Правовое обеспечение. Функции системы : При создании системы после определения проблемной ситуации в первую очередь определяются конкретные цели функционирования системы . Такими целями могут быть : · экономия топлива , сырья , материалов и других производственных ресурсов ; · обеспечение безопасности функционирования объекта ; · повыше ние качества выходного продукта или обеспечение заданных значений параметров выходных изделий ; · снижение затрат живого труда ; · достижение оптимальной загрузки оборудования ; · оптимизация режимов работы технологического оборудования. Под функцией сист емы будем подразумевать совокупность действий системы , направленных на достижение определённой частной цели управления. Совокупность действий системы представляет собой последовательность операций и процедур , выполняемых частями системы . Будем отличать фу нкции системы от функций управления. Функции системы подразделяются на : · защитные функции реализуют защиту оборудования и человека во внештатных ситуациях . Они включают в себя : · технологическую защиту ; · аварийную защиту ; · управляющие функции - резу льтатом работы этих функций является выработка и реализация управляющих воздействий на объект управления . К управляющим функциям относятся : · регулирование и стабилизация отдельных параметров ; · однотактное логическое управление ; · программное логическо е управление ; · оптимальное управление режимами ; · адаптивное управление ; · информационные функции реализуют сбор , обработку и представление информации о состоянии автоматизированного объекта оперативному персоналу или передача этой информации для после дующей обработки . К информационным функциям относятся : · измерение параметров ; · контроль параметров ; · вычисление параметров ; · формирование и выдача данных оперативному персоналу ; · подготовка и передача информации в смежные системы управления ; · о бобщённая оценка и прогноз состояния автоматизированного комплекса и оборудования. · вспомогательные функции . Режимы реализации функций : В зависимости от участия человека в выполнении функций системы различают автоматизированный и автоматический режимы реализации функций. Автоматизированный режим : · Ручной режим , при котором техническое обеспечение представляет оперативному персоналу контрольно-измерительную информацию об объекте управления , а выбор и реализация управляющих воздействий производится опер атором · Режим советчика , при котором техническое обеспечение вырабатывает рекомендации по управлению , а решение об их использовании принимается и реализуется оперативным персоналом · Диалоговый режим , при котором оперативный персонал имеет возможность к орректировать постановку и условие задачи , решаемой техническим обеспечением при выработке рекомендаций по управлению объектом. Автоматический режим : · Режим прямого цифрового либо аналого-цифрового управления , при котором вычислительные средства формирую т воздействие на исполнительные органы · Режим косвенного управления , когда средства вычислительной техники автоматически меняют параметры настройки локальных систем управления либо регулирования. Общие технические требования к системе : Система и её сост авляющие должны удовлетворять требованиям , установленным нормативно-технической документацией . Система должна : · обладать признаками системы в части управления объектом ; · обеспечивать управление объектом в соответствии с принятыми критериями управления ; · выполнять все возложенные на неё функции с заданными характеристиками и показателями качества управления ; · обладать требуемым уровнем надёжности , живучести и безопасности ; · обеспечить возможность взаимоотношения функционирования системы со смежными системами ; · отвечать эргономическим требованиям : к способам и форме представления информации , к размещению технических средств , к созданию условий для нормальной деятельности оперативного персонала ; · обладать требуемыми метрологическими характеристика ми измерительных каналов ; · допускать возможность модернизации и развития в пределах , предусмотренных техническим заданием на создание системы ; · нормально функционировать в условиях , указанных в техническом задании на систему ; · обеспечивать заданный с рок службы системы. Вопрос № 4. "Классификация автоматизированных систем управления ". Автоматизированные системы как объект управления характеризуются множеством параметров или признаков , которые могут выступать в роли классических. Классификация автома тизированных систем управления проводится с целью : · выбора систем-аналогов для анализа конъюнктурных свойств ; · оценки необходимых ресурсов для планирования и нормирования разработки системы ; · определения конкурентоспособности создаваемой системы. К основным классификационным признакам создаваемой системы отнесём следующие : · уровень , занимаемый системой в иерархии экономических , технических отношений : · межгосударственные ; · государственные ; · отраслевые ; · объединений (корпораций ); · предприят ий (фирм ); · технологических объектов ; · назначение системы : · административные ; · общественные ; · политические ; · социальные ; · оборонные ; · коммерческие ; · финансовые ; · образовательные ; · технологические ; · транспортные ; · связи ; · правовы е ; · функции , реализуемые системой : · организационно-экономические ; · технологические ; · интегральные ; · характер реализуемых задач : · стратегические ; · тактические ; · оперативные ; · форма выходных результатов : · информационно-управляющие ; · инф ормационно-советующие ; · информационно-справочные ; · структура : · централизованные ; · иерархические ; · децентрализованные ; · характер протекания производственного процесса : · непрерывные ; · дискретные ; · дискретно-непрерывные ; · показатель условн ой информационной мощности : · наименьшие (количество параметров 10-40); · малые (количество параметров 41-160); · средние (количество параметров 161-650); · повышенные (количество параметров 651-2500); · высокие (количество параметров 2501 и выше ); · уровень функциональной надёжности : · минимальные (не требуются специальные меры для реализации надёжности ); · средние (надёжность регламентируется , но отказы системы не приводят к остановкам объекта ); · высокие (надёжность жёстко регламентируется ); · топология : · сосредоточенные ; · распределённые. Вопрос № 5. "Цели и критерии эффективности автоматизированной системы управления ". Алгоритм анализа (оценки ) конъюнктурных свойств системы включает в себя следующие элементы : · формирование множеств свой ств (показателей системы ); · выбор необходимых показателей и свойств ; · формирование сводной таблицы показателей ; · выбор аналогов автоматизированной системы управления ; · определение значений показателей основных свойств системы и аналогов ; · определ ение комплексных показателей ; · принятие решения о конъюнктурных свойствах разрабатываемой системы. Показатели системы можно разбить на две группы : · технические показатели системы : 1) быстродействие 2) живучесть 3) надёжность 4) помехоустойчивость 5) безопасность 6) точность 7) функциональную полноту 8) эргономичность 9) достоверность вычислений 10) показатель параллелизма 11) уровень оптимизации решений : · “экологичность” · эволюционность · престижность · гарантированность · экономическ ие показатели системы : 1) годовая экономия 2) годовой экономический эффект 3) коэффициент эффективности 4) срок окупаемости капитальных вложений 5) затраты. Вопрос № 8. Программное обеспечение автоматизированной системы Программным обеспечением (ПО ) вычислительной машины называют совокупность программ и сопровождающей их документации , позволяющую использовать вычислительную машину для решения задач. Программное Обеспечение Системное ПО Прикладное ПО Системное ПО включает программы , необходимые для согласования работы всего вычислительного ко мплекса при решении задач , а также при разработке новых программ. Прикладное ПО разрабатывается и используется для решения конкретных задач пользователей ЭВМ и включает прикладные программы и пакеты программ. Программное обеспечение можно рассмат ривать и с точки зрения взаимодействия его элементов . Вашему вниманию представлена традиционная схема , представляющая иерархию программного обеспечения : Пользователь Ядро ОС Окружение ОС Расширение ОС Прикладное программное обеспечение Рассмотрим поподробнее схему , представлен ную выше . Ядро ОС является резидентным . С его помощью осуществляется автоматический запуск и проверка готовности основных узлов вычислительного комплекса . Ядро и окружение ОС образуют базовое программное обеспечение . Расширение ОС занимает промежуто чное положение между базовым и прикладным программным обеспечением . Состав и структура его могут сильно варьироваться . Прикладное программное обеспечение представлено программными средствами , в состав которых входят в основном следующие классы : · Раз личные оригинальные прикладные , обучающие и игровые программы ; · Системы программирования на языках высокого уровня , включающие программы-трансляторы ; · Программы-редакторы текстов и изображений , издательские системы ; · СУБД ; · Пакеты прикладных програ мм ; · Интегрированные системы. Вопрос № 9. "Состав информационного обеспечения и требования к нему ". Информационное обеспечение АСУ - совокупность реализованных решений по объектам , размещению и формам организации информации , циркулирующей в АСУ при ее функционировании. Информационное обеспечение включает в себя : · нормативно-справочную информацию , которая заимствуется в справочниках и нормативных документах ; · классификаторы технико-экономической информации - служат для унификации применяемых в АСУ на именований и обозначений с целью их однозначного определения .; · базу данных , которая содержит в систематизированном виде все необходимые для АСУ данные ; · унифицируемые документы , используемые в АСУ , представляют собой набор форм организационно-распоряд ительной информации в соответствии со стандартом и форм для внутрисистемного пользования. Методы анализа информационных потоков : · метод инвентаризации позволяет получить полную информацию , т.е . все показатели и все документы . Трудоемкость метода очень ве лика . · метод типических групп предусматривает регистрацию только представителей однотипных групп документов. Множество документов , связанных с системой управления , можно разделить на несколько групп : · официальные положения и инструкции , регламентирую щие функции подразделений и определяющие сроки и процедуры обработки информации и принятия решений ; · входные документы , возникающие вне системы ; · систематически обновляемые записи в виде картотек или книг ; · промежуточные документы , получаемые и испо льзуемые в процессе обработки информации ; · выходные документы. Возможны два вида обмена информации : · документированный - обмен документами , подготовленными и заполненными людьми либо ЭВМ в виде распечаток ; · недокументированный - непосредственный или телефонный разговор , общение с ЭВМ через клавиатуру и дисплей. В системе организационно-распорядительной информации выделяют три группы документов : · организационная , в которую входят уставы , инструкции , правила , руководство пользователя ; · распорядите льная - постановления , приказы , распоряжения ; · справочно-информационная - письма , справки , отчеты , протоколы , справки. При проектировании диалога человек - ЭВМ предъявляют требования : · диалог должен проектироваться с учетом возможности работы на ЭВМ п ользователей с различной степенью подготовленности ; · пользователь может прервать свою работы в любой момент и на любом месте , при этом не следует устанавливать специальные правила и процедуры прерывания или окончания сеанса диалога , без выполнения которы х произойдут нарушения в работе системы ; · в процессе диалога пользователь может продолжить диалог с нужного места ; · пользователь не обязан заботиться о том , как его общение с диалоговой системой сказывается и может иметь последствия для других работ . В необходимых случаях должны быть обеспечены защита информации от несанкционированного доступа или требования секретности Для упорядочения и систематизации описания предметов и понятий их подразделяют по группам и признакам . Процесс такого упорядоченного р аспределения называется классификацией. Учитываемые при этом признаки сходства или различия объектов называют основанием классификации. Различают иерархическую и фасетную системы классификации. Классификатор - систематизированный свод наименований и обозн ачений или шифров группировок . Каждому объекту в классификаторе присваивается шифр в соответствии с принятой системой кодирования . Свойства системы кодирования : · полнота , позволяющая охватывать все множество объектов ; · унифицированность , обеспечивающая единство шифров всех объектов ; · однозначность , сохраняющая уникальность идентификатора , представленного шифра ; · дешифруемость , позволяющая обрабатывать шифры не зависимо от их семантики , и затем отыскивать соответствующий объект ; · избыточность и гиб кость , дающие возможность расширения изменений в наборе шифров без нарушения структуры классификации. Существует 4 основные системы кодирования технико-экономической информации , из которых 1 и 2 - классификационные , т.к . основаны на заранее существующей к лассификации , 3 и 4 - регистрационные (объектам присваиваются номера ). · последовательная система кодирования соответствует иерархической системе классификации . Шифр каждой нижестоящей группировки образуется путем добавления элементов к шифру вышестоящей. Такая система обладает хорошей информативностью , но шифры имеют большую длину. · параллельная система кодирования соответствует фасетной системе классификации . В отличие от последовательной , здесь нет зависимости признака , записанного в одних разрядах ши фра от других. · порядковая система кодирования - объектам присваиваются последовательные номера. · серийно-порядковая система отличается от порядковой системы тем , что при наличии двух и более классификационных признаков объекты делятся на группы , каждо й из которых выделяется серия номеров , присваиваемых аналогично порядковой системе. Вопрос № 10. "Состав работ по созданию интегрированной системы автоматизированного управления ". · предпроектная стадия - разработка технико-экономического обоснования и Т З на создание ИСАУ ; · разработка проектов - разработка технического и рабочего проектов , а для небольшой АСУ - единого технорабочего проекта системы ; · ввод в эксплуатацию - проведение монтажных и пусконаладочных работ по технической части системы , завер шение мероприятий по подготовке предприятия к внедрению , опытная эксплуатация и приемоналадочные испытания системы ; · сопровождение системы . На основе сбора и анализа данных существуют возможности повышения качества и объема выпускаемой продукции , снижен ия материальных затрат , а также финансовых и трудовых , улучшение организации производства за счет создания ИСАУ. ТЗ составляют на основе технико-экономического обоснования . ТЗ включает в себя функции , выполняемые системой , и документацию к системе . Воп рос № 11. "Организация работ по разработке систем автоматизированного управления ". Участниками проектирования системы являются : · фирма - разработчик аналогичных АС ; · заказчик этой системы ; · поставщик вычислительной техники и программного обеспечения. Могут привлекаться профессионалы по созданию баз данных и информационных баз знаний , по локальным вычислительным сетям. Стадиями создания АС являются : · техническое задание ; · техническое проектирование ; · рабочее проектирование ; · внедрение. Этап т ехнического задания в свою очередь включает : · стадию предпроектного обследования объекта , на которой устанавливается объект исследования , программа обследования , организационный план обследования ; · стадия проведения исследовательской работы включает сл едующие этапы : · получение сведений о положении , закономерностях развития и функционирования объекта ; · получение сведений о возможности рационализации функционирования объекта ; · получение исходных данных для построения структурной , функциональной , ин формационной и технологической моделей объекта. · создание эскиза (облика АС ) содержит разработку предварительной структуры , состав автоматизированных функций , общий алгоритм функционирования , предварительный выбор комплекса задач , предварительная оценка затрат , предварительная оценка надежности и эффективности будущей системы , предварительное распределение задач между человеком и вычислительной техникой ; · подготовка и выпуск тех . задания на систему. При разработке технического задания должны быть испол ьзованы принципы : · точность изложения ; · краткость изложения ; · лаконичность ; · корректность ; · конкретность требований (численное выражение требований ); · наличие требований к составу системы ; · наличие требований к ее характеристикам ; · наличие требований к показателям ; · учет требований нормативно - технической документации ; · доказательство целесообразности разработки. Структура технического задания : 1. общие сведения 2. назначение и цели создания системы 3. характеристика объекта автомати зации 4. требования к системе 5. состав и содержание работ по созданию системы 6. порядок контроля и приемки системы 7. требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действии. Целью этапа технического пр оектирования является разработка основных технических решений по создаваемой системе и , возможно , окончательное определение ее стоимости (если это оговорено договором ). Работы стадии технического проекта завершаются разработкой : · общесистемных решений ; · проектной документации (для тех . проекта строительства ); · перечнем необходимых средств вычислительной техники ; · документации специального программного и информационного обеспечения. Основными стадиями этапа рабочего проектирования являются : · разра ботка рабочей документации на тех . обеспечение ; · разработка рабочей документации на программное и информационное обеспечение ; · разработка эксплуатационной документации. Целью этапа внедрения является передача созданной системы в эксплуатацию . Стадии в недрения : · подготовка объекта к внедрению - выполняются работы : · строительно - монтажные по необходимости, · комплектация системы, · обечения персонала. · наладка АС - на этой стадии производятся : · наладка отдельных частей АС, · комплексная налад ка системы , целью котрой является проверка и достижение правильности выполнения алгоритмов функционирования системы ,. как человеко - машинного комплекса, · проведение испытаний на работоспособность. · опытная эксплуатация системы осуществляется в соответ ствии с разработанной программой и предусматривает проверку тех . состояния системы , определение качественных и количественных показателей выполнения функций системы , проверку готовности персонала к эксплуатации системы , доработку программного обеспечения и корректировку эксплуатационной документации. Вопрос № 12. "Структура интегрированной системы автоматизированного управления ". Структура ИСАУ определяется по функциональным подразделениям , которые объединяются по признаку выполнения определенных функций или операций. Функциональная структура АСУ - структура , элементами которой подсистема , функции АСУ или их части , а связи между элементами - потоки информации , циркулирующей между ними в процессе функционирования АСУ. Структура комплекса технических средс тв АСУ - структура , элементами которой являются устройства комплекса тех . средств АСУ , а связи между элементами отображают информационный обмен. Выделяют обеспечивающие подсистемы : · Мат . и программное обеспечение - совокупность мат . методов , моделей и ал горитмов обработки информации . используемых при создании и функционировании АСУ ; · информационное обеспечение - совокупность реализуемых решений по объемам , размещению и формам организации информации , циркулирующей в АСУ при ее функционировании ; · органи зационное обеспечение - совокупность документов , регламентирующих деятельность персонала АСУ при ее функционировании ; · лингвистическое обеспечение - совокупность языковых средств для формализации естественного языка , построения и сочетания информационных единиц при общении персонала ИСАУ ; · правовое обеспечение - совокупность правовых норм , регламентирующих правоотношения при функционировании АСУ и юр . статус результатов ее функционирования. Состав функциональной подсистемы ИСАУ : · инженерная подготовка производства ; · оперативное управление основным производством ; · технико-экономическое планирование ; · управление финансами ; · технологическая подготовка производства ; · управление инструментальным обеспечением ; · управление сбытом ; · бух . учет ; · управление транспортным обслуживанием ; · управление ремонтным обслуживанием ; · управление материально-техническим снабжением ; · управление кадрами ; · управление делопроизводством ; · управление технологическим процессом ; · управление качеством продук ции ; · межфункциональная координация ; · управление кап . строительством ; · контроль исполнительской дисциплины. Вопрос № 15. "Дерево целей создания ИСАУ ". I. Обеспечение организационной интеграции : · выбрать орг . структуры , определить права и обязаннос ти персонала всех звеньев ИСАУ ; · провести регламентацию порядка обмена информацией ; · определить ответственности за своевременность и недостоверность предъявления информации ; · разработать методическое обеспечение ИСАУ ; · обеспечить координацию и синх ронизацию действий всех служб и исполнителей ; · создать сеть АРМ. II. Обеспечение функциональной интеграции : · определить набор технико-экономических показателей и технологических параметров для решения всей совокупности задач ИСАУ ; · декомпозировать те хнико-экономические показатели и технологические параметры по уровням управления с целью минимизации объема хранящихся данных и потоков информации ; · разработать задачи организации внутриуровневого и межуровневого обмена информацией , обеспечивающих автома тизацию процедуры принятия решений ; · разработать сквозные по уровням комплексы задач по всем основным функциям управления ; · выбрать критерии совместного функционирования локальных автоматизированных систем ; · разработать комплексы задач на основе крит ериев совместного функционирования локальных автоматизированных систем ; · разработать интерфейсы с эксплуатируемыми комплексами задач локальных АСУ ; · разработать мат . методы решения задач большой размерности , методы горизонтальной и вертикальной декомпо зиции общей модели управления. III. Обеспечение технической интеграции : · обеспечить техническую , кодовую и программную совместимость комплекса тех . средств локальной АС ; · обеспечить высокую достоверность решения задач ; · обеспечить максимальную мобиль ность конфигурации комплекса тех . средств ; · обеспечить дистанционный обмен данных между комплексами ЭВМ различного назначения , источниками и потребителями информации по каналам связи ; · обеспечить высокие эксплуатационные характеристики комплекса тех . с редств ; · обеспечить распределенную обработку данных ; · обеспечить высокую надежность комплекса тех . средств. IV. Обеспечение информационной интеграции : · унифицировать формы документов , методики их заполнения и использования ; · унифицировать методики реализации плановых и др . расчетов ; · создать распределенную иерархическую систему взаимосвязанных баз данных и средств ее ведения ; · унифицировать требования к обмену информации ; · унифицировать требования к структуре , организации и форматам представле ния данных ; · использовать единую систему классификации и кодирования и средства ее ведения ; · обеспечить высокую достоверность хранения данных. V. Обеспечение программной интеграции : · обеспечить функционирование ИСАУ в условиях наличия различных опера ционных систем ; · обеспечить обмен информацией между различными типами ЭВМ и организацию распределенной обработки данных ; · обеспечить разнообразные режимы функционирования системы и ее компонентов ; · обеспечить интерфейсы между различными базами данных и системами управления ими , интерфейсы с существующими программными средствами разных уровней ; · обеспечить оперативный доступ к базам данных на различных уровнях ; · обеспечить организацию вычислительного процесса многомашинного многофункционального ком плекса технических средств ; · обеспечить мультипрограммный режим работы операционной среды ; · обеспечить восстановление после сбоя состояния данных и вычислительного процесса на определенный момент времени ; · обеспечить надежность функционирования систе мы. Вопрос № 16 . Понятие модели . Параметры математических моделей Модель - это материальный или мысленно представляемый объект или процесс , который в процессе извлечения информации замещает оригинал сохраняя его основные свойства. Типы моделей : n физич еские n математические n имитационные Физические модели - это материальные объекты , представляющие копию изучаемого объекта или явления. Математическая модель - это формализованная схема описания явления , объекта или процесса , выраженного на математичес ком языке и отражающая его основные свойства. Создание Мат . модели делится на три этапа : 1. Выбор параметров задачи (переменные , неизвестные ), выбор которых однозначно определяет моделируемую задачу. 2. Запись математической модели , т.е . запись условий задачи в виде матем . Соотношений. 3. Постановка цели на сформулированные модели. Вопрос № 18. Генераторы стандартных псевдослучайных чисел. 1.1. Датчики БСВ Б а з о в о й случайной величиной (БСВ ) в статистическом моделировании называют непрерывн ую случайную величину z, равномерно распределенную на интервале (0,1). Ее плотность распределения вероятностей (п.р.в .) имеет вид : f(t) = 1, 0 < t < 1. (1.1) Математическое ожидание (м.о .) и дисперсия БСВ составл яют M(z) = 1/2 (1.2) D(z) = 1/12 (1.3) соответственно. П р о г р а м м н ы й датчик БСВ обычно вычисляет значения z ,z , ... по какой-либо рекуррентн ой формуле типа z = f(z ) (1.4) при заданном стартовом значении z . Заданное значение z полностью определяет всю последователь- ность реализаций z ,z , ... , поэтому z часто называют п с е в - д о с л у ч а й н о й величиной . Но ее статистические свойства идентичны свойствам "чисто случайной " последовательности , что и обеспечивает успех статистического моделирования. Программный датчик БСВ имеет следующие преимущества : - простота создания датчика, - простота применения, - простота тиражирования, - надежность, - быстродействие, - высокая точность достижения необходимых статистических свойств , сравнимая с точностью представления вещественных чисел, - ко мпактность, - повторяемость , когда это нужно , любых последовательностей случайных значений без их предварительного запоминания. В дальнейшем мы будем рассматривать только программные датчики БСВ. Имея датчик БСВ z, можно промоделировать лю бые случайные факторы : непрерывные или дискретные случайные величины (как простые , так и многомерные ), случайные события , случайные процессы и поля и т.д . Для этого достаточно соответствующим образом преобразовать последовательность z ,z , ... . Поэтому Б СВ z и называют базовой. Теоретически в качестве базовой можно было бы взять почти любую случайную величину (с.в .). Использование с.в . z с распределением (1.1) обусловлено технологическими соображениями : простотой и экономичностью датчика , простот ой преобразования z в другие случайные факторы , относительной простотой тестирования датчика. 1.2. Метод середины квадрата Метод середины квадрата предложен для получения псевдослучайных чисел Д . фон Нейманом в 1946 г . Вот один из вариантов этого метода. (1) Возьмем произвольное четырехзначное число. (2) Возведем полученное четырехзначное число в квадрат и , если необходимо , добавим к результату слева нули до 8-мизначного числа. (3) Возьмем ч етыре цифры из середины 8-мизначного в качестве нового случайного четырехзначного числа. (4) Если нужны еще случайные числа , то перейдем к (2). Например , если взять в качестве начального числа 1994, то из него получается следующая пос ледовательность псевдослучайных чисел : 9760 2576 6357 4114 9249 5440 5936 2360 5696 4444 7491 1150 3225 4006 0480 2304 3084 5110 1121 2566 ... Сам по себе метод середины квадрата не получил широкого ра спространения , так как выдает "больше чем нужно малых значений " [26]. Но открытый в нем принцип используется во многих , если не во всех , более поздних датчиках БСВ . Этот принцип состоит в вырезании нескольких цифр из результата какой-либо операции над числ ами. 1.4. Тестирование равномерности Обозначим равномерное распределение вероятностей на интервале (0,1) через R[0,1]. Тогда утверждение , что БСВ z имеет распределение R[0,1] можно кратко записать в виде z ~ R[0,1]. С помощью статистических тестов проверяют два свойства датчика , делающих его точной моделью идеальной БСВ - это р а в н о м е р н о с т ь распределения чисел z , выдаваемых датчиком на интервале (0,1), и их статистическую н е з а в и с и - м о с т ь . При этом числа z рассматривают как реализации некоторой с.в ., то есть как статистическую выборку. Достаточно простым методом проверки равномерности распределения является частотный тест . Он основан на законе больших чисел и выполня ется по следующему алгоритму. (1) Разобьем интервал (0,1) на K равных отрезков (например , K = 10). (2) Сгенерируем n чисел z , ... ,z с помощью тестируемого датчика БСВ (например , n = 100). (3) Подсчитае м , сколько чисел попало в каждый из K отрезков , т.е . найдем числа попаданий n , ... ,n . (4) Рассчитаем относительные частоты попаданий в отрезки : p' = n /n, ... , p' = n /n. (5) Построим гистограмму частот p' , ... ,p' на K отрезках интервала (0,1). (6) Повторим действия (2) - (5) для большего значения n (напрмер , для n = 10 000). (7) Оценим по полученным гистограммам сходимость каждой частоты p' к вероятности p = 1/K того , что БСВ попадет в i-ый отрезок . Согласно закону больших чисел должно быть p' -> 1/K, n -> . (1.6) Это значит , что высоты столбиков во второй гистограмме должны в целом быть ближе к уровню 1/K, чем в первой. Тестирование датчика на равномерность можно совместить с оцениванием м.о . и дисперсии с.в . Оценки M' и D' для м.о . и дисперсии рассчитываются соответственно по формулам : (1.7) (1.8) С ростом n оценки M' и D' должны сходиться по вероятности к точным значениям M(z) = 1/2, D(z) = 1/12 = 0.08333... . В табл . 1.2 приводится пример тестирования одного из распространенных датчиков БСВ . На рис . 1.1 и 1.2 показаны соответствующие гистограммы . Судя по этим результатам, протестированный здесь датчик отвечает требованию равномерности. При мер испытания датчика Табл . 1.2 ---------------------------------------------------------- Рассчитываемые оценки | Длина выборки n |------------------------------- | n = 1000 | n = 100 000 --------------------------|------------------|------------ Оценки для м.о . | M' | 0.4928 | 0.4992 | | | и дисперсии | D' | 0.0841 | 0.0832 --------------------|-----|------------------|------------ | | | | p' | 0.114 | 0.10136 | | | | p' | 0.097 | 0.09974 | | | | p' | 0.100 | 0.09868 | | | | p' | 0.108 | 0.10130 | | | Частоты | p' | 0.094 | 0.10155 | | | | p' | 0 .096 | 0.09896 | | | | p' | 0.096 | 0.09928 | | | | p' | 0.102 | 0.10015 | | | | p' | 0.104 | 0.10085 | | | | p' | 0.089 | 0.09813 --------------------------| ------------------|------------ Сумма частот | 1.000 | 1.000 ---------------------------------------------------------- 1.5. Тестирование независисмости Простейшую проверку статистической независим ости реализаций z ,z , ... можно осуществить , оценивая корреляцию между числами z и z , отстоящими друг от друга на шаг s > 1. Для вывода формулы , по которой можно рассчитать коэффициент корреляции чисел z и z, расссмотрим две произвольны е с.в. x, y. Коэффициент корреляции определяется для них формулой : M(xy) - M(x)M(y) R(x,y) = ---------------- . (1.9) D(x)D(y) Если известно , что x,y ~ R[0,1], т о M(x) = M(y) = 1/2 и D(x) = D(y) = 1/12, то есть формула (1.9) принимает вид : R(x,y) = 12 M(xy) - 3. (1.10) Условимся рассматривать пару чисел (z ,z ) как реализацию пары с.в . (x,y). Тогда в выборке z , ... ,z имеем всего n-s реализаций этой пары : (z ,z ), (z ,z ), ... ,(z ,z ). По ним можно рассчитать оценку R' коэффициента корреляции R(x,y), заменяя в (1.10) м.о . M(xy) соответствующим средним арифметическим : 1 R' = 12 ----- ( z z ) - 3 . (1.11) n-s С ростом n оценка R' должна приближаться к нулю , в противном случае датчик БСВ не отвечает требованию независисмости. Конечно , е сли R' сходятся к нулю , то это еще не гарантирует наличие независимости , но все же один из тестов оказывается успешно выдержанным . При желании всегда можно продолжить испытания датчика другими методами. В табл . 1.3 показан пример тестирования датчик а БСВ . Как видно из таблицы , оценки коэффициентов корреляции для s = 1,2,3 постепенно сходятся к нулю . На рис . 1.3 изображены соответствующие графики. Табл . 1.3 ------------------------------------- | | Оценка R'для s = 1,2,3 | | n |------------------------| | | s = 1 s = 2 s = 3 | |----------|------------------------| | | | | 1000 | 0.175 0.142 0.232 | | 2000 | 0.071 0.059 0.111 | | 3000 | 0.007 0.021 0.043 | | 4000 | 0.017 0.040 0.043 | | 5000 | 0.0 19 0.045 0.042 | | 6000 | 0.009 0.031 0.039 | | 7000 | -0.003 0.019 0.027 | | 8000 | -0.003 0.021 0.028 | | | | ------------------------------------- 1.6. Другие методы тестирования 1.6.3. Специальные тесты Еще более сильные тесты разработаны специально для проверки равномерного распределения . К их числу относятся : - тест " гиперкубов " на равномерное заполнение N-мерных кубов точками с координатами (z , ... ,z ), (z , ... ,z ), ... , описанный в [5,30]; - тест "серий " на длину подпоследовательностей (например , на длину серий чисел z , которые начинаются одной и той же цифрой ) [5,15]; - тест "максимумов и минимумов " [15]. 1.6.4. Проверка практикой Любое тестирование датчиков БСВ все-же остается частичным. Поэтому Ермаков и Михайлов в [5] отмечают , что кроме специального статистического тестирования "... чрезвычайно важна проверка с помощью решения типовых задач , допускающих независимую оценку результатов аналитическими или численными методами . Можно сказать, что представление о надежности псевдослучайных чисел создается в процессе их использования с тщате льной проверкой результатов всегда , когда это возможно ". 1.6.5. Точные методы Точные методы применяются наряду со статистическими для д о к а з а т е л ь с т в а тех или иных частных свойств датчиков БСВ. В ряде точных исследований вероят ностные характеристики датчиков рассчитывают п о в с е м у периоду z , ... ,z , что , очевидно , равносильно статистическому тестированию датчика по выборке бесконечного объема : z , ... ,z . Этот подход используется у Кнута [15], а также у Кавью и Макферсона [31]. 1.6.6. Тестирование апериодичности К точным методам следует отнести также методы тестирования апериодичности . При поиске длины периода в последовательности z ,z , ... требуется , вообще говоря , сравнивать каждое новое число z со всеми предыдущими . Однако непосредственное сравнение z с каждым из чисел z , ... ,z привело бы к чересчур большим затратам машинного времени , возрастающим на каждом шаге i. Более эффективный алгоритм тестирования апериодичности опубликован Ю.Г .Полляком в [21]. 1.6.7. Методы теории чисел Длину периода и некоторые другие важные характеристики датчиков можно определять также точными методами теории чисел [2]. Результаты подобных алгебраических исследований можно найти в [30]. Для приме ра приведем следующую интересную теорему. Т е о р е м а . Пусть в (1.5) m - простое число . Максимально возможное значение периода T = m-1 достигается , если k не кратно m и величины также не кратны m, где p , ... ,p - простые числа , вхо дящие в каноническое разложение числа m-1 на сомножители : m-1 = 1.7. Другие алгоритмы генерации БСВ 1.7.1. Не все то золото , что блестит Прежде , чем дать информацию о некоторых других методах построения БСВ , сделаем одно важн ое замечание. Уже более двадцати лет назад была опубликована библиография [35], которая содержит 491 ссылку на литературу по датчикам случайных чисел . Двумя годами позднее Дж . Клейнен в [12] приходит, однако , к выводу , что "все еще нет высококачественн ого генератора псевдослучайных чисел ". Одновременно с ним Льюис [33] и Марсалья [34] указывают : "Многие широко распространенные генераторы фактически непригодны ". Предостережение о распространенности плохих генераторов делает также И.М.Соболь в [26]. Дж . Клейнен в [12] отмечает , что "Наилучший в настоящее время, по-видимому , мультипликативный генератор , однако он требует тщательного выбора сомножителя ". 1.7.2. Датчики с большой длиной периода В [32] рекомендуются следующие шесть вариантов мн ожителя k для датчика (1.5) с m = 2 -1 : 1078318381, 1203248318, 397204094,2027812808, 1323257245, 764261123. Во всех этих случаях длина периода T = m-1. Поэтому в качестве стартового значения можно брать любое целое число от 1 до m-1. 1.7.3. Л инейная смешанная формула Эта формула является обобщением (1.5): A = (k A + ... + k A + C) mod m, (1.12) z = a /m, i = 1,2, ... , где - порядок, A , A , ... , A - стартовые знач ения, k , ... , k - множители. Здесь длина периода T < m . 1.7.4. Квадратичный конгруэнтный метод Это еще один вариант обобщения (1.5). В нем используется формула : A = (k A + k A + C) mod m, (1.13) z = a /m, i = 1,2, ... . 1.7.5. Метод Макларена - Марсальи Для повышения точности моделирования БСВ Макларен и Марсалья предложили комбинировать два простейших датчика БСВ , если их точность моделирования недостаточно высока. Пусть x ,y , i = 0,1,2, ... - две псевдослучайные последовательности , порождаемые независимыми датчиками Д 1 и Д 2 сответственно ; V = V(0), ... , V(K-1) - вспомогательная таблица целых чисел . Вначале таблица V заполняется первыми K членами пос ледовательности x : V(j) = x , j = 0,1, ... , K-1. Через z будем обозначать псевдослучайную последовательность метода Макларена-Марсальи . Число z определяется путем выполнения следующей последовательности операций : j = | y K |, z = V(j), V(j) = x , i = 0,1,2, ... , где операция | y K | означает целую часть y K. Мы видим , что Д 2 используется здесь для случайного выбора элемента из таблицы V, а Д 1 заменяет этот элемент новым случайным значением. Этот метод позволяет ослабить зависимость между числами z и получать длину периода до T T , где T ,T - периоды датчиков Д 1 и Д 2 соответственно . Например , при T = T = 2 - 2 (см . п . 1.7.2) и K = 9 мы можем получить T 2,2 10 , то есть больше гугола (больше 10 ). Это , очевидно , перекрывает любые практические потребности и даже возможности исчерпания периода. Обратим внимание также на то , что быстродействие метода - то есть количество операций , выполняемых на каждом шаге - практически не зависист от размера K вспомогательной таблицы. 1.7.6. О датчике системы GPSS Т.Дж . Шрайбер в [29] описал датчик БСВ , встроенный в язык GPSS (в версииях для IBM 360/370). В этом датчике комбинируются следующие идеи , отличающие его от датчика (1.5). Произведение двух больших чисел представляется в д е с я - т и ч н о й форме . Получается 20 - разрядное число , из которого 6 средних цифр берутся в качестве оч ередного целого псевдослучайного числа A . Из произведения выбирается еще одно псевдослучайное число - правая половина 60 - разрядного д в о и ч н о г о представления произведения . Она используется на следующем шаге i+1 вместо A для формирования нового десятичного произведения с k. В качестве множителя k на каждом таком шаге используется один из восьми коэффициентов , выбираемый случайно с помощью третьего псевдослучайного числа , составляемого из цифр "другой средней части произведения ". Точное описание алгоритма и данные тестирования этого датчика в [29] не приводятся , как и в фирменной документации [6,24]. Наше доверие к датчику может питаться авторитетом фирмы IBM и , в особенности , широким апробированием языка GPSS в прикладных исслед ованиях и в учебных курсах моделирования. Хорошим подтверждением высокого качества датчика можно считать также работу [4], где на GPSS моделируются системы массового обслуживания и результаты сравниваются с точными аналитическими решениями . По этому п оводу см . п .1.6.4. 1.7.7. О проблемах программирования В известной нам литературе параметры датчиков сильно зависят от длины машинного слова . Дело в том , что в алгоритмах вычисления БСВ используются большие целые числа . А так как непосредственно е программирование операций над ними может привести к переполнению разрядной сетки ЭВМ , то ряд операций приходится разбивать на промежуточные шаги , в которых учитываются тонкости машинной арифметики . В результате текст программы оказывается существенно зав исимым от модели ЭВМ и от используемого языка программирования. Или же он содержит операции настройки на длину слова и на особенности обработки переполнений в ЭВМ , как , например , в прил .1 в [30]. Работа на границе диапазона представимых целых чисел - это специфическая трудность при программировании датчиков БСВ ._ Вопрос № 19. "Основные понятия имитационного моделирования ". Имитационная модель (ИМ ) - программа , при выполнении которой на ЭВМ в численном виде воспроизводится процесс функционирования сис темы в соответствии с известным причинно-следственным механизмом , определяющим состояния элементов системы в очередные моменты времени через их состояния в прошлом. Системы делятся на непрерывные (все переменные представляют собой непрерывные функции врем ени ) и дискретные. Движение в модельном времени в программе осуществляется по принципу
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
На скачках в Чечне второе и третье место заняли лошади, принадлежащие
Кадырову. Разумеется, первое место занял сам Рамзан Ахматович Кадыров.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по программированию "Системы автоматизации", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru