26781

Обобщение простейших формул численного интегрирования

Домашняя работа

Математика и математический анализ

Основные особенности протокола TCP. TCP Transfer Control Protocol протокол контроля передачи протокол TCP применяется в тех случаях когда требуется гарантированная доставка сообщений. Первая и последняя версия TCP RFC793 Transmission Control Protocol J. Модуль TCP нарезает большие сообщения файлы на пакеты каждый из которых передается отдельно на приемнике наоборот файлы собираются.

Русский

2013-08-18

188.5 KB

3 чел.

Обобщение простейших формул численного интегрирования

Численное интегрирование – это вычисление определенного интеграла от функции, заданной в виде таблицы.

Обобщенная формула левых (или правых) прямоугольников

Обобщенная формула трапеций

Формула симпсона (парабол)

Модели систем

Понятие модели трактуется неоднозначно. В основе его лежит сходство процессов, протекающих в реальной действительности и в заменяющей реальный объект модели. В философии под моделью понимается широкая категория кибернетики, заменяющая изучаемый объект его упрощенным представлением, с целью более глубокого познания оригинала. Под математической моделью понимается идеальное математическое отражение исследуемого объекта.

     Можно классифицировать модели системы следующим образом:

· по характеру отображаемого моделью объекта – технические, биологические и др.;

· по используемому аппарату научного описания – математические, физические, химические и др.;

· по виду формализованного аппарата представления системы – детерминированные и стохастические;

· по сложности структуры и поведения – простые и сложные;  и т.д.

Для изучения систем применяют также качественные и количественные модели (методы описания систем).

Фундаментальные (детальные) модели количественно описывают поведение или свойства системы, начиная с такого числа основных физических допущений (первичных принципов), какое только является возможным. Такие модели предельно подробны и точны для явлений, которые они описывают.

Феноменологические модели используются для качественного описания физических или иных процессов, когда точные соотношения неизвестны или слишком сложны для применения. Такие приближенные или осредненные модели обычно обоснованы физически и содержат входные данные, полученные из эксперимента или более фундаментальных теорий. Феноменологическая модель основывается на качественном понимании физической ситуации. 

В настоящее время к числу задач, решаемых теорией систем, относятся:

· определение общей структуры системы;

· организация взаимодействия между подсистемами и элементами;

· учет влияния внешней среды;

· выбор оптимальной структуры системы;

· выбор оптимальных алгоритмов функционирования системы.

Системный анализ предметной области.

С точки зрения проектирования БД в рамках системного анализа, необходимо осуществить первый этап, то есть провести подробное словесное описание объектов предметной области и реальных связей, которые присутствуют между описываемыми объектами. Желательно, чтобы данное описание позволяло корректно определить все взаимосвязи между объектами предметной области.

В общем случае существуют два подхода к выбору состава и структуры предметной области:

  •  Функциональный подход — он реализует принцип движения «от задач» и применяется тогда, когда заранее известны функции некоторой группы лиц и комплексов задач, для обслуживания информационных потребностей которых создается рассматриваемая БД. В этом случае мы можем четко выделить минимальный необходимый набор объектов предметной области, которые должны быть описаны.
  •  Предметный подход — когда информационные потребности будущих пользователей БД жестко не фиксируются. Они могут быть многоаспектными и весьма динамичными. Мы не можем точно выделить минимальный набор объектов предметной области, которые необходимо описывать. В описание предметной области в этом случае включаются такие объекты и взаимосвязи, которые наиболее характерны и наиболее существенны для нее. БД, конструируемая при этом, называется предметной, то есть она может быть использована при решении множества разнообразных, заранее не определенных задач. Конструирование предметной БД в некотором смысле кажется гораздо более заманчивым, однако трудность всеобщего охвата предметной области с невозможностью конкретизации потребностей пользователей может привести к избыточно сложной схеме БД, которая для конкретных задач будет неэффективной.

Чаще всего па практике рекомендуется использовать некоторый компромиссный вариант, который, с одной стороны, ориентирован на конкретные задачи или функциональные потребности пользователей, а с другой стороны, учитывает возможность наращивания новых приложений.

Системный анализ должен заканчиваться подробным описанием информации об объектах предметной области, которая требуется для решения конкретных задач и которая должна храниться в БД, формулировкой конкретных задач, которые будут решаться с использованием данной БД с кратким описанием алгоритмов их решения, описанием выходных документов, которые должны генерироваться в системе, описанием входных документов, которые служат основанием для заполнения данными БД.

Сущность структурного подхода проектирования ИС

Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов.

Все наиболее распространенные методологии структурного подхода [9,11,12,13] базируются на ряде общих принципов [3]. В качестве двух базовых принципов используются следующие:

  •  принцип "разделяй и властвуй" - принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;
  •  принцип иерархического упорядочивания - принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

Выделение двух базовых принципов не означает, что остальные принципы являются второстепенными, поскольку игнорирование любого из них может привести к непредсказуемым последствиям (в том числе и к провалу всего проекта). Основными из этих принципов являются следующие:

  •  принцип абстрагирования - заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;
  •  принцип формализации - заключается в необходимости строгого методического подхода к решению проблемы;
  •  принцип непротиворечивости - заключается в обоснованности и согласованности элементов;
  •  принцип структурирования данных - заключается в том, что данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются следующие:

  •  SADT (Structured Analysis and Design Technique) модели и соответствующие функциональные диаграммы (подраздел 2.2);
  •  DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных (подраздел 2.3);
  •  ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущность-связь" (подраздел 2.4).

На стадии проектирования ИС модели расширяются, уточняются и дополняются диаграммами, отражающими структуру программного обеспечения: архитектуру ПО, структурные схемы программ и диаграммы экранных форм.

Перечисленные модели в совокупности дают полное описание ИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой. Состав диаграмм в каждом конкретном случае зависит от необходимой полноты описания системы.

Arena - среда имитационного моделирования.

Arena, разработанное компанией Systems Modeling Corporation программное обеспечение для имитационного моделирования, позволяет создавать подвижные компьютерные модели, используя которые можно адекватно представить очень многие реальные системы. Самая первая версия этой системы увидела свет в 1993 г. Arena снабжена удобным объектно-ориентированным интерфейсом и обладает удивительными возможностями по адаптации ко всевозможным предметным областям. В целом система исключительно проста в использовании.

Последняя версия системы - Arena 3.0. В ней удачно соединены интерфейсные возможности среды Windows и присущая Arena легкость иерархического построения модели и ее последовательного приближения к реальному объекту.

Архитектура Arena

Основа технологий Arena - язык моделирования SIMAN и система Cinema Animation. SIMAN, впервые реализованный в 1982г. - чрезвычайно гибкий и выразительный язык моделирования. Он постоянно совершенствуется путем добавления в него новых возможностей. Для отображения результатов моделирования используется анимационная система Cinema animation, известная на рынке с 1984 г. Процесс моделирования организован следующим образом. Сначала пользователь шаг за шагом строит в визуальном редакторе системы Arena модель. Затем система генерирует по ней соответствующий код на SIMAN, после чего автоматически запускается Cinema animation.

Интерфейс Arena включает в себя всевозможные средства для работы с данными, в том числе электронные таблицы, базы данных, ODBC, OLE, поддержку формата DXF.

Какие преимущества дает использование для моделирования языка SIMAN?

Новая политика, управляющие процедуры, правила принятия решений, организационная структура, потоки информации и т.д. могут быть исследованы без вмешательства в работу реальной системы. Новые технические средства, планы размещения, программное обеспечение, транспортные системы и т. п. могут быть опробованы до того, как деньги, время и другие ресурсы будут потрачены на их приобретение и/или создание. Имитационное моделирование позволяет проверять гипотезы о причинах возникновения тех или иных наблюдаемых феноменов. SIMAN позволяет рассматривать процессы в различных масштабах времени. SIMAN позволяет выделить переменные, наиболее важные для успешного функционирования моделируемой системы, и проанализировать имеющиеся между ними связи. SIMAN позволяет выявлять "узкие места" в материальных, информационных и других потоках. Моделирование дает возможность изучать объекты, о поведении которых имеется недостаточно информации. Одно из основных преимуществ имитационного моделирования заключается в том, что оно помогает получить ответ на вопрос "что, если...".

Шаблоны решений

В поставку Arena входят готовые шаблоны решений (Application Solution Templates). Каждый такой шаблон представляет собой набор специализированных модулей, превращающих Arena в проблемно-ориентированную среду моделирования. Создавая такие шаблоны или изменяя существующие, Вы можете полностью приспособить Arena для решения стоящих перед Вами задач и перейти от абстрактных понятий методологии моделирования к принятым в рассматриваемой предметной области терминам.

Arena Professional Edition

Arena Professional Edition дает пользователям возможность создавать собственные шаблоны решений, а также заказные модули. Дополненная шаблонами и заказными модулями Arena может использоваться специалистами в той или иной предметной области, поскольку представляет собой, по сути дела, проекцию системы на эту предметную область. Абстрактные понятия общей методологии могут быть выражены с помощью терминологии и графического языка, понятного сотрудникам той организации, в которой используется Arena.

 

Arena Product Family

В Arena все функции, необходимые для эффективного проведения моделирования, собраны удобную интегрированную среду. Input Analyzer позволяет адаптировать ранее определенные структуры данных к реальным входным данным. Output Analyzer, средство полного качественного анализа, дает возможность отображать и сравнивать данные, собранные в процессе имитации. С помощью Scenario Manager можно запустить целую серию имитаций, а потом проанализировать их результаты. Arena снабжена подробной системой интерактивной помощи и демонстрационными примерами моделей.

Основные особенности протокола TCP.

TCP (Transfer Control Protocol) – протокол контроля передачи, протокол TCP применяется в тех случаях, когда требуется гарантированная доставка сообщений.

Первая и последняя версия TCP - RFC-793 (Transmission Control Protocol J. Postel Sep-01-1981).

Основные особенности:

  •  Устанавливается соединение.
  •  Данные передаются сегментами. Модуль TCP нарезает большие сообщения (файлы) на пакеты, каждый из которых передается отдельно, на приемнике наоборот файлы собираются. Для этого нужен порядковый номер (Sequence Number - SN) пакета.
  •  Посылает запрос на следующий пакет, указывая его номер в поле "Номер подтверждения" (AS). Тем самым, подтверждая получение предыдущего пакета.
  •  Делает проверку целостности данных, если пакет битый посылает повторный запрос.

Структура дейтограммы TCP. Слова по 32 бита.

Длина заголовка - задается словами по 32бита.

Размер окна - количество байт, которые готов принять получатель без подтверждения.

Контрольная сумма - включает псевдо заголовок, заголовок и данные.

Указатель срочности - указывает последний байт срочных данных, на которые надо немедленно реагировать.

URG - флаг срочности, включает поле "Указатель срочности", если =0 то поле игнорируется.

ACK - флаг подтверждение, включает поле "Номер подтверждения, если =0 то поле игнорируется.

PSH - флаг требует выполнения операции push, модуль TCP должен срочно передать пакет программе.

RST - флаг прерывания соединения, используется для отказа в соединении

SYN - флаг синхронизация порядковых номеров, используется при установлении соединения.

FIN - флаг окончание передачи со стороны отправителя

В дополнительных параметрах, может быть:

MSS (maximum segment size) - максимальный размер сегмента. Если MSS не задан, то устанавливается, по умолчанию, 536 байт. С помощью этого параметра можно увеличить скорость передачи, подбирая оптимальные MSS и MTU (размер пакета канального уровня).

10.4.1 Понятие сокета:

Чтобы идентифицировать отдельные потоки данных введено понятие сокет(socket) - это уникальное число для каждого процесса, для получения числа используется IP-адрес хоста и порт приложения (вы видели сокет в примере для FTP соединения - 194,87,5,52,9,75).

Схема мультиплексирования информационных потоков

10.4.2 Соединения TCP:

Соединение TCP является полнодуплексным, т.е. существуют два потока, прямой и обратный.

Поэтому каждое соединение определяется двумя сокетами. Локальный сокет может принимать участие во многих соединениях с различными чужими сокетами.

Полнодуплексное соединение, используется 2 сокета.

Все необходимые переменные для соединения хранятся в блоке управления передачей TCB (Transmission Control Block).

В TCB могут содержаться:

  •  сокеты
  •  номера очередей
  •  флаги безопасности и приоритета
  •  и т.д.

Состояния TCP соединения:

LISTEN - ожидает запроса на соединение от удаленного TCP-модуля, чужой сокет равен нулям.

SYN-SENT - ожидание ответа на соединение, после посылки запроса на соединение.

SYN-RECEIVED - ожидание подтверждения на соединение, после посылки обоих предыдущих запросов.

ESTABLISHED - состояние установленного соединения, стадия передачи данных.

FIN-WAIT-1 - ожидание запроса завершения соединения от удаленного TCP-модуля, или подтверждения запроса завершения соединения, предварительно посланного.

FIN-WAIT-2 - ожидание запроса завершения соединения от удаленного TCP-модуля.

CLOSE-WAIT - ожидание запроса завершения соединения от локального пользователя..

CLOSING - ожидание подтверждения запроса завершения соединения от удаленного TCP-модуля.

LAST-ACK - ожидание подтверждения запроса завершения соединения, предварительно посланного удаленному TCP-модулю (который включает подтверждение его запроса завершения соединения).

TIME-WAIT - время ожидания, что удаленный TCP-модуль получил подтверждение его запроса завершения соединения.

CLOSED - TCP-модуль закрыт для любого подключения.

Алгоритм установки TCP-соединения

Алгоритм установки соединения:

  •  Клиент посылает SYN-сегмент (SYN=1), и порядковый номер ISN=J (initial sequence number - первоначальный порядковый номер). Раньше ISN просто приравнивали 0, но сейчас, как правило, это случайное число, это сделано, что бы усложнить атаки с помощью подмены IP-адреса и исключить попадания пакетов с одинаковыми номерами.
  •  Сервер откликается, посылая свой SYN-сегмент (SYN=1), содержащий свой ISN=K. И AS=ISN +1=J+1.
  •  Клиент отправляет подтверждение получения SYN-сегмента от сервера с AS=ISN +1=K+1 и SN=J+1.
  •  Начинается передача данных. При передачи данных в серийном номере .

Это один из вариантов соединения остальные можно посмотреть в RFC-793.

10.4.3 Диаграмма состояний TCP:

Для более простого восприятия сделана диаграмма состояний TCP, но ею нельзя пользоваться как спецификацией.

Диаграмма состояний TCP (упрощенная, полная в RFC-793)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85437. ТРАНСФОРМАТОР ПИТАНИЯ МАЛОЙ МОЩНОСТИ 80.29 KB
  В зависимости от назначения трансформаторы могут иметь различную конструкцию. Трансформатором малой мощности называется трансформатор, габаритная мощность которого не превосходит величины в несколько тысяч вольт – ампер.
85438. Расчет статической и динамической устойчивости электрической системы 593.5 KB
  Для электрической системы схема которой приведена на рисунке 1 определим идеальные пределы мощности генераторов Г1 первой станции ЭС1 и коэффициенты запаса статической устойчивости при передаче мощности от первой станции к точке потокораздела. Составим схему замещения электрической системы...
85439. Послуги харчування, обслуговування та організації дозвілля ресторану «Енергія» 938.5 KB
  Розвиток ринкових відносин у нашій країні витиснув багаторічну монополію на сферу ресторанного бізнесу. Україна стрімко ввійшла в ХХІ століття, яке надає чимало нових можливостей. Економічні зміни обумовили відродження вітчизняного бізнесу, закладеного в багатій культурній та історичній спадшині ресторанної справи України.
85440. Реализация алгоритмов вычислительной математики с разработкой соответствующего программного обеспечения для ЭВМ 1.04 MB
  Цель курсовой работы – получение практических навыков в написании программ для решения задач моделирования и анализа данных с использованием языка программирования С, С++ и математических пакетов Scilab, изучение теоретических основ и особенностей алгоритмической реализации основных численных методов.
85441. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГОРНОГО УЧАСТКА НА МЕСЯЦ ПРИ СИСТЕМЕ ПОДЭТАЖНОГО ОБРУШЕНИЯ ВАРИАНТ «ЗАКРЫТЫЙ ВЕЕР» 311.5 KB
  Минеральное вещество, из которого технически возможно и экономически целесообразно извлекать полезные компоненты, называют рудой, горные породы, не содержащие полезных минералов или содержащие их в недостаточном количестве - пустыми породами.
85442. Планово-предупредительные ремонты электрооборудования цеха 78.26 KB
  Система планово-предупредительного ремонта (ППР) представляет собой комплекс организационно-технических мероприятий предупредительного характера, проводимых в плановом порядке для обеспечения работоспособности предприятия в течение всего предусмотренного срока службы.
85443. Создание предприятия 353.5 KB
  Предполагается также, что на создаваемом предприятии преобладают сборочные операции: предприятие получает необходимые для производственного процесса материалы и комплектующие изделия в форме поставок от других предприятий.
85444. Технико–экономические показатели для предметно-замкнутого участка для детали Вал 320.08 KB
  Важнейшими задачами промышленности являются более полное удовлетворение потребностей народного хозяйства в средствах производства, а населения в товарах народного потребления, повышение качества продукции на основе всемерного использования достижений научно – технического прогресса.