Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


«агальна характеристика, визначенн€ “« —јѕ–




“ехн≥чне забезпеченн€ (“«) —јѕ– €вл€Ї собою комплекс техн≥чних за≠≠соб≥в ( “«), на баз≥ €кого ф≥зично реал≥зуЇтьс€ весь процес автоматизова≠ного проектуванн€ (јѕ): в≥д вводу ≥ п≥дготовки вих≥дних даних до одержан≠н€ готовоњ проектноњ документац≥њ.

ѕо сут≥, “« —јѕ– €вл€Ї собою матер≥альну основу автоматизованого прое≠ктуванн€ ≥ разом з програмним забезпеченн€м (ѕ« —јѕ–) створюЇ те ф≥зичне середовище, в котрому реал≥зуютьс€ друг≥ види забезпеченн€ —јѕ– (математичне, ≥нформац≥йне, л≥нгв≥стичне та ≥нш≥).

—л≥д в≥дм≥тити, що проблема п≥дбору “« —јѕ– дл€ любоњ конкретноњ —јѕ– Ї дуже важливим ≥ в≥дпов≥дним етапом при розробц≥ або експлуатац≥њ ц≥Їњ —јѕ–. ÷е повТ€зане з тими обставинами, що  “« —јѕ– пор€д ≥з ѕ« —јѕ– Ї найб≥льш дорогим компонентом —јѕ– ≥ в значн≥й м≥р≥ визначаЇ ефективн≥сть вс≥Їњ системи вц≥лому.

 

2. ¬имоги до техн≥чного забезпеченн€ —јѕ–.

¬имоги до техн≥чного забезпеченн€ —јѕ– можна розд≥лити на чотири категор≥њ:

- системн≥; - функц≥ональн≥; - техн≥чн≥; - орган≥зац≥йно- експлуатац≥йн≥.

—истемн≥ вимоги обумовлюють спектр властивостей, параметр≥в ≥ ха≠рактеристик  “« —јѕ– €к техн≥чноњ системи. —истемн≥ вимоги до  “« Ї сл≥≠дуюч≥: ефективн≥сть, ун≥вервальн≥сть, сум≥стн≥сть, гнучк≥сть ≥ в≥дкрит≥сть, над≥йн≥сть, точн≥сть (достов≥рн≥сть), захищен≥сть, можлив≥сть одночасноњ роботи достатньо широкого кола користувач≥в, низька варт≥сть.

‘ункц≥ональн≥ вимоги обумовлюють властивост≥  “« з точки зору ви≠ко≠нанн€ функц≥й —јѕ–. ¬исуваютьс€ до  « —јѕ– ≥ повинн≥ забезпечува≠ти: реал≥зац≥ю математичних моделей; задач прийн€тт€ р≥шень ≥ проектних процедур; арх≥в≥≥, б≥бл≥отек проектних р≥шень ≥ типових елемент≥в; системи пошуку даних, забезпеченн€ нагл€дност≥ ≥нформац≥њ; роботу з граф≥чними зображенн€ми ≥ модел€ми; паралельну розробку окремих вузл≥в; взаЇмозвТ€≠зок етап≥в проектуванн€; роботи роботу користувача €к в пакетному, так ≥ в д≥алоговому режим≥ з можлив≥стю переходу з одного режиму на ≥нший на любому етап≥ проектуванн€; документуванн€ результат≥в проектуванн€; ви≠дач≥ результат≥в на технолог≥чне обладнанн€ (запис програми дл€ облад≠на≠н≠н€ з „ѕ” та ≥нше).

“ехн≥чн≥ вимоги обумовлюють параметри ≥ характеристики  “« ≥ ок≠ре≠мих “« при функц≥онуванн≥ —јѕ– та виражаютьс€ у вигл€д≥ к≥льк≥стних, €к≥≠с≠них та номенклатурних значень характеристик та параметр≥в. ƒо основ≠них характеристик та параметр≥в в≥днос€ть сл≥дуюч≥: продуктивн≥сть, швид≠ко≠д≥€ розр€дн≥сть пристроњв, систему кодуванн€ ≥нформац≥њ; Їмн≥сть запа≠мТ€товуючих пристроњв, види нос≥њв даних; типи ≥нтерфейс≥в дл€ спр€женн€ обладнанн€.

ƒо орган≥зац≥йно- експлуатац≥йних в≥днос€тьс€ вимоги по техн≥чн≥й естетиц≥, ергоном≥ц≥, безпец≥ (охорон≥ прац≥), орган≥зац≥њ експлуатац≥њ та обслуговуванню “« —јѕ–.

Ќайб≥льш загальн≥ вимоги (в б≥льш≥й частин≥ системн≥ ≥ функц≥ональн≥) привод€ть в “« на —јѕ–. Ѕ≥льш детал≥зован≥ ≥ конкретизован≥ системн≥ ≥ функц≥ональн≥ вимоги, а також техн≥чн≥ ≥ орган≥зац≥йно- експлуатац≥йн≥ ви≠мо≠ги вказують в техн≥чних завдан€х на комплекси засоб≥в.

 

3. ќсновн≥ компоненти техн≥чного забезпеченн€ —јѕ–

¬ даний час в склад≥ техн≥чного забезпеченн€ —јѕ– прийн€то вид≥≠л€≠≠ти

дв≥ групи “«:

 

“ехн≥чне забезпеченн€

 

“ехн≥чн≥ засоби (“«) загального призначенн€, призначен≥ дл€ створенн€ —јѕ– р≥зних клас≥в ≥ конф≥гурац≥й та комплексу-ван≠н€ спец≥ал≥зованих  “« типу ј–ћ, ≤–— та ≥нш≥.   ѕроблемно- ор≥Їнтован≥ комплекси техн≥чних засоб≥в ( “«) з спец≥ал≥зо≠≠ваним програмним забезпеченн€м: ј–ћ- автоматизоване робоче м≥сце; ≤–—- ≥нженерна робоча станц≥€; –ћѕ- робоче м≥сце проектувальника

 

‘ункц≥ональн≥ групи “«

 
 

 


“« програмноњ обробки даних   “« п≥дготуван-н€ ≥ введен-н€ даних   “« в≥дтворе≠н≠н€ ≥ документуван≠н€ даних   “« арх≥ву прое-ктних р≥шень   “« передач≥ данних

 

–ис.3.1

 

як видно ≥з рис.3.1, вс≥ групи “« в≥дпов≥дають посл≥довно вс≥м етапам р≥шенн€ проектноњ задач≥ - в≥д вводу даних до збереженн€ результат≥в про≠ек≠ту≠ван≠н€ ≥ призначен≥ дл€ виконанн€ сл≥дуючих функц≥й: введенн€ вих≥д≠них данних в ≈ќћ при описанн≥ обТЇкту проектуванн€ в доступн≥й форм≥;

в≥д≠≠творенн€ введеноњ ≥нформац≥њ з метою њњ в≥зуального контролю та редак≠ту≠ван≠н€; обробка ≥нформац≥њ; збереженн€ ≥нформац≥њ; в≥дтворенн€ пром≥ж≠них та к≥нцевих результат≥в розвТ€зку; оперативне сп≥лкуванн€ проектуваль≠ника з автоматизованою систе≠мою в процес≥ розвТ€занн€ задач≥.

4.  омплекси техн≥чних засоб≥в —јѕ–, њх структура

та стисла характеристика

 

 омплекси техн≥чних засоб≥в загального призначенн€ ( “««ѕ) Ї осно≠вою  “« —јѕ–. ÷≥ засоби по сут≥ €вл€ють собою сер≥йн≥ ≈ќћ р≥зноман≥т≠них тип≥в ≥ клас≥в.

—труктура програмноњ обробки даних (≈ќћ) може бути приставлена наступним чином:

 

“ехн≥чна структура програмноњ обробки даних

 
 

 

 


÷ентральний процесор (÷ѕ)   —пец≥альний процесор (—ѕ)   ќперативний запамТ€товуючий пристр≥й (ќ«ѕ)   «овн≥шн≥й запамТ€товуючий пристр≥й (««ѕ)
    арифметичний —ѕ       накоплювач на магн≥тн≥й стр≥чц≥ (ЌћЋ)
      геометричний —ѕ       накоплювач на магн≥тному диску (Ќћƒ) У¬≥нчестерФ
      канали процесо-ра (введенн€- виведенн€)       накоплювач на гнучких магн≥тних дисках (Ќ√ћƒ) УƒискетиФ
    операц≥йн≥ про-цесори        

–ис.3.2

 

÷ентральний процесор (÷ѕ) призначений дл€ перетворенн€ ≥нформа≠ц≥њ у в≥дпов≥дност≥ з програмою, €ка виконуЇтьс€; управл≥нн€ обчислюваль≠ним процесом та пристро€ми, €к≥ працюють разом з ÷ѕ (спецпроцесор, ќ«ѕ, ««ѕ).

—пецпроцесор забезпечуЇ б≥льш швидке (в 5... 100 раз≥в) розвТ€зуван≠н€ задач в спец≥альн≥й частотн≥й област≥ розвТ€зку задач.

ќперативний запамТ€товуючий пристр≥й (ќ«ѕ) виконуЇ функц≥њ оп≠е≠ратив≠но≠го збер≥ганн€, прийому та видач≥ данних ≥ програм.

«овн≥шн≥й запамТ€товуючий пристр≥й (««ѕ) призначений дл€ довго≠тер≠м≥нового, арх≥вного збер≥ганн€ данних ≥ програм (≥нформац≥њ).

—учасний парк ≈ќћ великий ≥ дуже р≥зноман≥тний. ¬ даний час вс≥ во≠ни в основному класиф≥куютьс€ за двома признаками:

1) за областю використанн€ (ун≥версальн≥ ≈ќћ загального призначен≠н€, спец≥ал≥зован≥ ≈ќћ);

2) за продуктивн≥стю ≥ варт≥стю (—”ѕ≈– ≈ќћ - швидк≥сть виконанн€

операц≥й 100... 800 оп/сек; ≈ќћ високоњ продуктивност≥; ≈ќћ середньоњ про≠дуктивност≥; —”ѕ≈–- м≥н≥ ≈ќћ; м≥н≥- ≈ќћ; макро- ≈ќћ; персональн≥ ≈ќћ;)

¬ —јѕ– найб≥льш широке використанн€ одержали сл≥дуюч≥ ун≥верса≠ль≠н≥ ≈ќћ: ≈ќћ високоњ та середньоњ про≠дуктивност≥ с≥мейства ≈— Ёќћ;

м≥н≥ ≈ќћ с≥мейства —ћ Ёќћ; профес≥ональн≥ персональн≥ ≈ќћ програмно та апаратно сум≥стн≥ з ѕѕ≈ќћ ≤¬ћ –—/ ’“/ ј“.

ј) ≤з с≥мейства ≈— Ёќћ найб≥льш широке використанн€ одержали модел≥: ≈— 1035 з ѕср= 200 тис. оп/с, ќ«ѕ= 1 ћб; ≈— 1045 з ѕср= 800 тис. п/с та ќ«ѕ = 4 ћб. —учасними перспективними модел€ми Ї модел≥: ≈— 1036, 1046, 1061, 1066 з ѕ = 0,4... 5 млн. оп/с та ќ«ѕ = 4... 16 ћб.

Ѕ) ≤з с≥мейства м≥н≥-≈ќћ —ћ Ёќћ в даний час найб≥льше поширенн€

одержали м≥н≥- ≈ќћ: —ћ- 4 ѕср= 200 тис. оп/с та ќ«ѕ = 256  б; —ћ - 142 з ѕср = 400 тис. оп/с та ќ«ѕ = 4 ћб. ѕерспективною моделлю Ї 32- розр€дна м≥н≥-≈ќћ —ћ - 1700 з ѕср = 1 млн. оп/с та ќ«ѕ = 8 ћб.

¬) з профес≥ональних персональних ≈ќћ найб≥льше поширенн€ одер-

≠жали 16-ти розр€дн≥ ≈— 1841 з ѕср = 150... 500 тис. оп/с та ќ«ѕ = 256  б, УЁлектроника - 85Ф з ѕср = 500 тис. оп/с та ќ«ѕ = 512  б, УЁлектроника - 85Ф з ѕср = 500 тис. оп/с та ќ«ѕ = 512  б, УЁлектроника Ќ÷ - 80-01ј (ƒ¬  - 2ћ)Ф з ѕср = 500 тис. оп/с та ќ«ѕ = 56  б та ≥нш≥.

—пец≥альн≥ комплекси техн≥чних засоб≥в (— “«) Ї автоматизованими робочими м≥сц€ми проектувальника (ј–ћ).

јвтоматизованим робочим м≥сцем проектувальника (ј–ћ) називаЇть≠с€ апаратно- програмний, проблемно- ор≥Їнтований комплекс, склад €кого виз≠начаЇтьс€ в залежност≥ в≥д його функц≥онального призначенн€, а також в≥д складу ≥ обТЇму задач, €к≥ необх≥дно вир≥шувати.

ј–ћ призначене дл€ автоматизац≥њ операц≥й по п≥дготуванню, перет≠во≠ренню та редактуванню текстовоњ та граф≥чноњ ≥нформац≥њ, а також опера-ц≥й взаЇмод≥њ користувача з системою в процес≥ проектуванн€.

“ехн≥чною базою сучасних ј–ћ Ї: м≥н≥ - ≈ќћ типу —ћ- 1420, —ћ- 1700, —ћ- 4; ј’; —ћ- 1800, —ћ- 1810, УЁлектроникаФ. Ќайкращими зразка≠ми, €к≥ п≥дход€ть дл€ розробки —јѕ– Ї ѕ≈ќћ ≤¬ћ ’“/ј“ та м≥кропроце≠сори Pentium. ¬ €кост≥ терм≥нал≥в використовуютьс€ кольоров≥ та монохро≠мн≥ дисплењ MDA, CGA, Hercules, EGA, VGA, Super-VGA.

 ласиф≥кац≥€ ј–ћ

 

јвтоматизоване робоче м≥сце проектувальника

 

«а областю використанн€   «а можлив≥стю ћодиф≥кац≥њ   «а продуктивн≥стю √ќ—“ 23501.201- 85
”н≥версальн≥ ј–ћ   ¬≥дкрит≥ ј–ћ   ј–ћ великоњ продуктивност≥
—пец≥ал≥зован≥ ј–ћ   «акрит≥ ј–ћ   ј–ћ середньоњ продуктивност≥
        ј–ћ малоњ продуктивност≥

 

–ис.3.3

 

ѕродуктивн≥сть ј–ћ визначаЇтьс€ складом та характеристикою ком≠понент≥в (модул≥в) техн≥чного забезпеченн€, а також складом ≥ характеристи≠кою ≈ќћ та характеристикою програмно-методичних комплекс≥в (ѕћ ) в≥дпов≥дного ј–ћу.

 

’арактеристика ј–ћ високоњ продуктивност≥ ј–ћ середньоњ продуктивност≥ ј–ћ малоњ продуктивност≥
—ередн€ швидко- д≥€ (млн.оп/с) 1,5... 4 1... 1,5 0,3... 1,0
–озр€дн≥сть про-цесора (б≥т)   16, 32 8, 16
ќбТЇм ќ«ѕ (ћб) 4... 8 0,5... 4 0,064... 0,5
ќбТЇм ««ѕ (ћб) 50... 100 10... 50 1... 10

 

–ис.3.4

 

 

—труктура ј–ћ

 

јвтоматизован≥ робоч≥ м≥сц€ данноњ профес≥йноњ ор≥Їнтац≥њ постав≠л€ю≠тьс€ заводами- виробниками в р≥зному виконанн≥ ≥ €вл€ють собою спо≠лу≠ченн€ р≥зних тип≥в ≥ числа пристроњв. ј–ћ можуть бути зкомплектован≥ ≥ самим користувачем дов≥льно з номенклатури засоб≥в обчислювальноњ тех≠н≥≠-

ки та машинноњ граф≥ки, €к≥ Ї в на€вност≥. ј–ћ можуть бути високоњ про≠дук≠тивност≥ (обовТ€зково мають в на€вност≥ велику або середню ≈ќћ з к≥льк≥стю робочих м≥сць 20 ≥ б≥льше), середньоњ (базуютьс€ на середн≥й або м≥н≥- ≈ќћ) та малоњ (на м≥н≥- або м≥кро- ≈ќћ).

 

÷ентральний процесор (÷ѕ)   ќперативний запамТ€то- вуючий пристр≥й (ќ«ѕ)   јлфав≥тно- цифровий дру≠куючий пристр≥й (ј÷ƒѕ)

 

 

јвтоматизоване робоче м≥сце проектувальника (ј–ћ)

 
 

 


Ќакопичувач на гнучких магн≥тних дис-ках (Ќ√ћƒ)   √рафопобу- довник (√ѕ)   ћодуль звТ€зку з ≥нженерно- проек≠тувальними систе≠мами (≤–ѕ—)   √раф≥чний дисплей   (√ƒ)

 

 

 
 

 


ƒисплей   ƒисплей   ƒисплей   ƒисплей
ƒ1   ƒ2   ƒ3   ƒn

 

–ис.3.5

 

ѕодальший розвиток  “« —јѕ– звТ€≠за≠ний ≥з спец≥ал≥зац≥Їю по класу за≠≠дач, що вир≥шуютьс€, включенн€м в склад  “« спец≥ал≥зованих ≈ќћ та процесор≥в, створенн€м все б≥льш удосконалених засоб≥в сп≥лкуванн€ ≥нженера з ≈ќћ та ор≥Їнтац≥њ, в основному на супер- м≥н≥-, м≥н≥- та персо-

нальн≥ ≈ќћ.

 

ѕитанн€ дл€ самоконтролю

 

1. ѕривед≥ть визначенн€ техн≥чного забезпеченн€ —јѕ–.

2. як≥ вимоги висуваютьс€ до техн≥чного забезпеченн€ —јѕ–?

3. як≥ основн≥ компоненти техн≥чного забезпеченн€ —јѕ–?

4. ўо входить в пон€тт€ У омплекси техн≥чних засоб≥в —јѕ–Ф? ѕри≠вед≥ть њх структуру ≥ стислу характеристику.

 

Ћекц≥€ є 4.

“ема лекц≥њ: ћатематичне забезпеченн€ —јѕ–.

ѕлан

1. «агальна характеристика. ќсновн≥ вимоги до математичного забезпеченн€ —јѕ–.

2. —труктура математичного забезпеченн€ —јѕ–.

3. ‘ункц≥ональний опис обТЇкт≥в проектуванн€.

4. ћорфолог≥чний опис обТЇкт≥в ≥ процедур

5. ћетоди та алгоритми проектних операц≥й ≥ процедур.

(2 години).

 

«агальна характеристика

ћатематичним забезпеченн€м автоматизованого проектуванн€ нази≠ваЇтьс€ сукупнiсть математичних моделей обТЇкт≥в проектуванн€, а та≠≠кож ме≠тод≥в ≥ алгоритм≥в операц≥й ≥ процедур.

”загальнену структуру ћ« —јѕ– можна показати в наступному виг≠л€≠д≥ (ƒив. рис. 4.1). як видно ≥з ц≥Їњ схеми, вс€ сукупн≥сть математичних моде-лей обТЇкт≥в, що проектуютьс€ по характеру своњх властивостей д≥л€тьс€ на функц≥ональн≥ ≥ структурн≥ модел≥.

‘ункц≥ональн≥ модел≥ призначен≥ дл€ в≥дображенн€ ф≥зичних проце-с≥в, €к≥ прот≥кають в обТЇкт≥ при його функц≥онуванн≥ ≥ встановлюють звТ€з≠ки м≥ж вх≥дними, вих≥дними, керуючими та зовн≥шн≥ми параметрами за до≠по≠могою функц≥ональних залежностей, функц≥онал≥в, оператор≥в, ≥мов≥рних залежностей ≥ т.≥. ‘ункц≥ональн≥ ћћ разом з де€кими критер≥€ми оц≥нки €ко≠ст≥ функц≥онуванн€ обТЇкту складають основу функц≥онального опису обТЇкту проектуванн€ (функц≥ональний аспект).

—труктурн≥ ћћ призначен≥ дл€ в≥дображенн€ структурних власти≠вос≠≠тей обТЇкту проектуванн€. –озр≥зн€ють структурн≥ ћћ: тополог≥чн≥ ≥ гео≠мет≠≠≠рич≠н≥.

“ополог≥чн≥ ћћ висв≥тлюють склад ≥ звТ€зок елемент≥в обТЇкту проек-туванн€. ѓх част≥ше всього використовують дл€ опису обТект≥в, що склада-ютьс€ ≥з великого числа окремих елемент≥в при розвТ€зку задач привТзки конструктивних елемент≥в до певних просторових позиц≥й (приклад задач≥: компоновки, трасуванн€ зТЇднань), чи до в≥дносних момент≥в часу (наприк≠лад,- при розробц≥ технолог≥чних процес≥в). “ополог≥чн≥ модел≥ можуть ма≠ти форму граф≥в, таблиць, списк≥в, матриць ≥ т.≥.

√еометричн≥ ћћ в≥дображають просторов≥ сп≥вв≥дношенн€ ≥ форми обТЇкту, що проектуЇтьс€ ≥ його складових частин. √еометричн≥ ћћ можуть виражатись сукупн≥стю р≥вн€нь л≥н≥й ≥ поверхонь, графами ≥ списками ≥ т.≥. Ќа основ≥ тополог≥чних ≥ геометричних ћћ зд≥йснюють морфолог≥чопис обТЇкту проектуванн€.

≈фективн≥сть —јѕ–, багато в чому, визначаЇтьс€ €к≥стю ћ«, оск≥льки виб≥р ћ« часто визначаЇ €к≥сть ≥ строк проектуванн€, а також затрати на ньо≠го.

2. ”загальненаструктураматематичного

забезпеченн€ —јѕ–

 

ћатематичне забезпеченн€ —јѕ–

 
 

 


ћатематичн≥ модел≥ обТЇкт≥в проектуванн€   ћатематичн≥ методи ≥ алгоритми проектних операц≥й та процедур

 
 

 


‘ункц≥≠ональн≥ модел≥   —труктурн≥ модел≥

 

+

 ритер≥њ оц≥нки   ‘ункц≥-оц≥она-льний опис обТЇкту проектуванн€   “ополо- г≥чн≥ модел≥     ћорфол опис проекту   √еомет≠-ричн≥ модел≥     ог≥чний обТЇкту ванн€   ћетоди ≥ алго≠ри≠тми анал≥зу обТЇкту проек-туванн€     ћетоди ≥ алгорит≠ми струк≠турного синтезу обТЇкту проекту≠ванн€   ћетоди ≥ ал≠горит-ми пара≠мет рич≠ного син≠тезу обТЇ≠к≠ту прое≠кту≠ванн€

–ис. 4.1

 

¬имоги до математичних моделей [1, 2]. ƒо ћћ висуваютьс€ вимоги точност≥, над≥йност≥, економ≥чност≥, ун≥версальност≥ та адекватност≥.

1. “очн≥сть: оц≥нюЇтьс€ ступенню сп≥впаданн€ реальних ≥ розрахун≠кових параметр≥в обТЇкту. ќц≥нка зд≥йснюЇтьс€ за допомогою даних ћћ ≥

алгоритму. Ќехай €кост≥ обТЇкту проектуванн€, що в≥дображаютьс€ в ћћ,

оц≥≠нюютьс€ вектором вих≥дних параметр≥в Y = (y1, y2,..., ym). “од≥, поз≠на≠≠-чи≠в≠ши д≥йсне та розраховане з допомогою ћћ значенн€ J- го вих≥дного па≠≠раметру через Yj д≥йсн та Yj мод в≥дпов≥дно, визначимо в≥дносну похибку ≈j розра≠хун≠ку параметра Yj €к

j = (Yj мод - Yj д≥йсн) / Yj д≥йсн. (4.1)

ќдержана оц≥нка e = (e1, e2,... em). ѕри необх≥дност≥ зведенн€ ц≥Їњ оц≥нки до скал€рноњ використовують будь- €ку норму вектора , наприклад

eм =|| e || = max ej. (4.2) j (1: m)

2. Ќад≥йн≥сть: необх≥дно використовувати так≥ ћћ ≥ алгоритми, €к≥ мають сувор≥ обгрунтуванн€ використанн€.

3. ≈коном≥чн≥сть ћћ характеризуЇтьс€ затратами обчислювальних ресурс≥в (затратами машинних часу та памТ€т≥ ѕ) на њњ реал≥зац≥ю. „им мен≠ше та ѕ, тим модель економ≥чн≥ша. «ам≥сть значень та ѕ, €к≥ зале≠-жать не т≥льки в≥д властивостей модел≥, але й в≥д особливостей ≈ќћ, можна використовувати ≥ ≥нш≥ величини: середн€ к≥льк≥сть операц≥й, €к≥ вико≠нують≠с€ при одному зверненн≥ до модел≥, розм≥рн≥сть системи управл≥нн€, к≥льк≥сть внутр≥шн≥х параметр≥в, €к≥ використовуютьс€ в модел≥.

4. ”н≥версальн≥сть: передбачаЇ використанн€ однотипних обТЇк≠т≥в без суттЇ≠воњ перебудови ћћ та алгоритм≥в.

5. јдекватн≥сть ћћ це здатн≥сть ћћ в≥дображати властивост≥ з по≠хиб≠≠кою, €ка була б не б≥льшою, н≥ж задана. ќск≥льки вих≥дн≥ параметри Ї функц≥€ми вектор≥в параметр≥в зовн≥шн≥х Q та внутр≥шн≥х X, по≠хиб≠ка eJ залежить в≥д значень Q та X. як правило, значенн€ внутр≥шн≥х параметр≥в ћћ визна≠ча≠ють з умови м≥н≥м≥зац≥њ похибки em в де€к≥й точц≥ Qном простору зовн≥ш≠н≥х зм≥н≠них, при цьому використовують модель розрахованим вектором X при р≥зноман≥тних значенн€х Q. јдекватн≥сть модел≥,€к правило, маЇ м≥сце лиш в обмежен≥й област≥ зм≥ни зовн≥шн≥х зм≥нних- област≥ адекватност≥ (ќј) математичноњ модел≥:

ќј ={Q | eћ £ d}, (4.3)

де d > 0 - задана константа, р≥вна гранично допустим≥й похибц≥ модел≥.

3. ‘ункц≥ональний опис обТЇкт≥в проектуванн€.

‘ункц≥ональн≥ модел≥ обТЇкту проектуванн€ або його елемент≥в €вл€≠ють собою залежност≥, €к≥ звТ€зують вих≥дн≥ характеристики з вх≥дними, внутр≥шн≥ми (керуючими) та зовн≥шн≥ми параметрами. ¬ загальному випад≠

ку функц≥ональн≥ модел≥ записуютьс€ у вигл€д≥ сп≥вв≥дношенн€

Y = F(t, s, x, Q), (4.4)

де Y = (y1, y2, y3,... yn) - вектор вих≥дних параметр≥в;

X = (x1, x2, x3,... xn) - вектор внутр≥шн≥х (керованих) параметр≥в;

Q = (q1, q2, q3,... qn) - вектор зовн≥шн≥х параметр≥в;

t - час;

S = (x, y, z) - вектор просторових координат.

ѕобудова функц≥ональноњ ћћ обТЇкту можливе в тому випадку, коли вже виконаний морфолог≥чний опис обТЇкту проектуванн€, тобто описаний склад його елемент≥в та њх взаЇмод≥€.

3.1.  ласиф≥кац≥€ функц≥ональних моделей.

1. ¬ залежност≥ в≥д способу побудови: - теоретичн≥;

- експеримен≠таль≠≠н≥.

2. «а формою звТ€зк≥в м≥ж параметрами модел≥: - анал≥тичн≥;

- алго≠рит≠м≥ч≠н≥.

3. ¬ залежност≥ в≥д врахуванн€ випадкових фактор≥в: - детерм≥нован≥;

- схоластичн≥.

4. ¬ залежност≥ в≥д виду заданих параметр≥в модел≥: - пост≥йн≥;

- дис≠к≠ретн≥.

5. ¬ залежност≥ в≥д особливостей (типу) р≥вн€нь, що вход€ть в модель: - л≥н≥йн≥; -нел≥н≥йн≥.

6. ¬ залежност≥ в≥дврахуванн€ або не врахуванн€ часу: - статичн≥; -динам≥чн≥.

7. ѕо в≥дношенню до ≥Їрарх≥чного р≥вн€: - м≥кромодел≥; - макромо≠де≠л≥; - метамодел≥.

3.2. ¬иди функц≥ональних моделей

1. ћатематичн≥ модел≥ у вигл€д≥ диференц≥йних р≥вн€нь в часткових

пох≥дних (розпод≥лен≥ модел≥). “ак≥ модел≥ в≥дображають процеси, що

прот≥ка≠ють в загальному випадку в 3- х вим≥рному простор≥ ≥ в час≥ вони

мають сл≥дучий вигл€д:

‘(S, X, Y, Q, ґU/ґ S, ґ 2Y/ґ S2,..., t) = 0, (4.5)

де ‘- оператор звТ€зку м≥ж перем≥нними та њх пох≥дними.

ѕриклади розпод≥лених моделей:

- р≥вн€нн€ теплопров≥дност≥ при моделюванн≥ терм≥чного режиму ро-боти двигуна внутр≥шнього згоранн€ (ƒ¬«);

- р≥вн€нн€ дифуз≥њ при моделюванн≥ процес≥в охолодженн€ ƒ¬«;

- р≥вн€нн€ р≥вноваги, при моделюванн≥ задач статики ≥ динам≥ки ма≠шин.

2. ћатематичн≥ модел≥ у вигл€д≥ звичайних диференц≥йних р≥вн€нь (зо≠середжен≥ модел≥).

y(ґU/ґ t, X, Y, Q, t) = 0. (4.6)

ѕриклади зосереджених моделей:

ƒиференц≥йне р≥вн€нн€ вигнутоњ ос≥ балки на пружн≥й основ≥ при мо-делюванн≥ напружено- деформованого стану вузл≥в машин ≥ т. ≥нше.

3. ћатематичн≥ модел≥ у вигл€д≥ трансцендентних та алгебрањчних р≥вн€нь:

F(Y, X, Q, t) = 0 - трансцендентне, (4.7)

Y = F (Q) - алгебрањчне. (4.8)

4. ћатематичн≥ модел≥ у форм≥ лог≥чних р≥вн€нь: - використовують≠с€ в системах автоматизац≥њ, реле ≥ т. ≥нше.

5. ћатематичн≥ модел≥ стохастичних процес≥в: системи масового обслуговуванн€ (≈ќћ, бази, магазини, автозаправки, ≥ т. ≥нше).

3.3. ћетоди побудови функц≥ональних моделей

ѕо своњй сут≥ ћћ розпод≥л€ютьс€ на теоретичн≥ та експериментальн≥ (емп≥ричн≥) ћћ. ¬с≥ ≥нш≥ класиф≥кац≥њ це пох≥дн≥ в≥д вищеперечислених. –озгл€немо методи побудови цих ћћ.

ћетоди побудови теоретичних функц≥ональних моделей:

ƒл€ одержанн€ теоретичних розпод≥лених математичних моделей ви-користовуютьс€ фундаментальн≥ ф≥зичн≥ закони: закони збереженн€ маси,

енерг≥њ, к≥лькост≥ руху. ѕот≥м до них доповнюютьс€ граничн≥ умови ≥ ћћ -

готова.

¬ основ≥ одержанн€ зо≠середжених моделей лежать також в≥дом≥ зако-ни, принципи та г≥потези, €к≥ мають менш загальний характер: основний за≠кон динам≥ки поступального та обертового руху, прин≠цип складанн€ швид≠кос≠тей, закон √ука, г≥потеза плоских перер≥з≥в ≥ т. ≥нше.

 

ћетоди побудови експериментальних функц≥ональних моделей

ƒл€ одержанн€ статичних моделей використовуЇтьс€ математичний апарат тео≠р≥њ плануванн€ експерименту, при €кому ћћ одержан≥ у вигл€д≥ алгебрањчного р≥вн€нн€ виду Y = F (Q) - функц≥€ в≥дкликанн€.

ƒл€ одержанн€ динам≥чних моделей використовуЇтьс€ метод ≥нден≠тиф≥кац≥њ.

3.4.  ритер≥й оц≥нки €кост≥ функц≥онуванн€

 ритер≥й оц≥нки €кост≥ функц≥онуванн€ - це к≥льк≥сна м≥ра €кост≥ обТЇ≠кту, що проектуЇтьс€ ≥ по сут≥ своњй Ї математичним (формальним) екв≥ва-лентом мети проектуванн€.  ритер≥й €кост≥ функц≥онуванн€ ще називають функц≥оналом €кост≥.

¬ залежност≥ в≥д мети проектуванн€, €к правило, необх≥дно найти або максимальне або м≥н≥мальне значенн€ функц≥онала (критер≥€) €кост≥. –≥дше зустр≥чаютьс€ задач≥, коли необх≥дно визначити його максимальне або м≥н≥≠маль≠не значенн€.

ѕроектуванн€ н≥коли не ведетьс€ Увзагал≥Ф, а пересл≥дуЇ де€к≥ конкрет≠н≥ ц≥л≥ ≥ головна ≥з них- це одержати нейкраще, оптимальне р≥шенн€. як це оц≥нити?  раще, - оптимальне.

‘ункц≥онал €кост≥ дозвол€Ї при вибор≥ проектного р≥шенн€ надавати перевагу тому чи ≥ншому вар≥анту, тобто в≥н Ї критер≥Їм ефективност≥ р≥-шень, що приймаютьс€. –озр≥зн€ють векторний ≥ скал€рний критер≥њ ефек≠тив≠но≠ст≥.

¬екторний критер≥й ефек≠тив≠но≠ст≥ формулюЇтьс€ тод≥, коли ставитьс€ за≠дача одержанн€ дек≥лькох найкращих характеристик обТЇкту проектуван≠н€. ¬ цьому випадку критер≥й €кост≥ функц≥онуванн€ Ї вектором

≤ = (≤1, ≤2,..., ≤р), а його складов≥ j, J=1, p, €к≥називаютьс€ частковими кри≠те≠р≥€≠ми, приставл€ють у функц≥онал≥ €кост≥ кожну таку характеристику.

—кал€рний критер≥й ефек≠тив≠но≠ст≥ - це такий критер≥й, €кий склада≠Ї-

Їть≠с€ ≥з одного (часткового) критер≥€.

¬ залежност≥ в≥д задач проетуванн€, частковий критер≥й Ij та скал€р≠ний ≤ можуть бути або функц≥оналом або функц≥€ми.

÷≥льовий функц≥онал формулюЇтьс€ коли числове значенн€ критер≥ю визна≠чаЇтьс€ заданн€м набору функц≥й U (t) = (U1(t), U2(t),... Us(t)), €кий називаЇтьс€ ке≠рую≠чим та визначеним на де€кому часовому ≥нтервал≥

зм≥нноњ t.  ритер≥њ такого типу, €к правило, формуютьс€ при проектуванн≥ ке≠ро≠ва≠них динам≥ч≠них систем, ћћ котрих або розпод≥лен≥, або зосеред≠жен≥. ¬ €кост≥ незалежноњ зм≥нноњ t можуть виступати або просторов≥ коор≠дина≠ти або ≥нш≥ ф≥зичн≥ зм≥нн≥.

 

 

4. ћорфолог≥чний опис обТЇкт≥в ≥ процедур

4.1. “ополог≥чн≥ модел≥ - в≥дображають склад та взаЇмозвТ€зок елемен≠т≥в елемент≥в проектуванн€. ѓх част≥ше всього використовують дл€ опису обТЇкт≥в, що складаютьс€ з великоњ к≥лькост≥ окремих елемент≥в при розвТ€з-ку таких задач конструкторського проектуванн€, €к задач≥ компоновки, тра-суванн€ зТЇднань та привТ€зки конструктивних елемент≥в.

“ополог≥чн≥ модел≥ можуть мати форму граф≥в, таблиць, списк≥в, мат-риць, а дл€ ман≥пулюванн€ на ≈ќћ з такою моделлю, вона представл€Їтьс€ у вигл€д≥ спец≥альних матриць: сум≥стност≥ та ≥нцидентност≥.

4.2. √еометричн≥ модел≥ - це сукупн≥сть в≥домостей, €к≥ однозначно визначають форму геометричного обТЇкту. √еометричн≥ модел≥ можуть бути представлен≥ сукупн≥стю р≥вн€нь л≥н≥й та поверхонь, алгебрањчними сп≥вв≥д≠ношенн€ми, графами, списками, таблиц€ми, описами на спец≥альних граф≥ч-них мовах.

5. ћетоди та алгоритми проектних операц≥й ≥ процедур

5.1. ћетоди та алгоритми анал≥зу

ћетоди та алгоритми анал≥зу (€к одновар≥антного, так ≥ багатовар≥ант- ного) призначен≥ дл€ визначенн€ €костей та чередуванн€ працездатност≥ обТЇкт≥в проекту≠ван≠н€.

ѕо сут≥ своњй, в задачу цих метод≥в та алгоритм≥в входить розвТ€зок де€коњ функц≥ональноњ ћћ в≥дносно вектора вих≥дних параметр≥в Y при в≥-домих обмеженн€х на зовн≥шн≥ та внутр≥шн≥ параметри, €к на просторово- часов≥ координати.

ћетоди анал≥зу залежать в≥д введенн€ конкретноњ ћћ, €ка описуЇ обТЇкт проектуванн€ ≥ залежать в≥д процедур анал≥зу. ќск≥льки в наш≥й прак≠тиц≥ використовуютьс€, в основному, розпод≥лен≥ та зосереджен≥ матема≠тичн≥ мо≠де≠л≥, а також ћћ у вигл€д≥ трансцендентних та алгебрањчних р≥вн€нь, той застосувуютьс€ в≥дпов≥дн≥ методи анал≥зу:

- методи розвТ€зку диференц≥альних р≥вн€нь в часткових пох≥дних;

- методи розвТ€зку звичайних диференц≥альних р≥вн€нь;

- методи розвТ€зку трансцендентних р≥вн€нь;

- методи розвТ€зку систем л≥н≥йних алгебрањчних р≥вн€нь.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-11-22; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 675 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќасто€ща€ ответственность бывает только личной. © ‘азиль »скандер
==> читать все изречени€...

540 - | 467 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.123 с.