26804

Одномерная оптимизация

Шпаргалка

Информатика, кибернетика и программирование

Система должна предусматривать режимы ведения системного каталога отражающего перечень областей знаний по которым имеются книги в библиотеке. Каждая книга хранящаяся в библиотеке характеризуется следующими параметрами: уникальный шифр; название; фамилии авторов могут отсутствовать; место издания город; издательство; год издания; количество страниц; стоимость книги; количество экземпляров книги в библиотеке. Книги могут иметь одинаковые названия но они различаются по своему уникальному шифру ISBN. Читатель не должен одновременно...

Русский

2013-08-18

79 KB

14 чел.

Бил 13

1.Одномерная оптимизация.  

Достаточно в общем виде математическую задачу оптимизации можно сформулировать следующим образом: «Минимизировать (максимизировать) целевую функцию с учетом ограничений на управляемые переменные». Под минимизацией (максимизацией) функции n переменных f(x)=f(x1, ... ,xn) на заданном множестве U n-мерного векторного пространства En понимается определение хотя бы одной из точек минимума (максимума) этой функции на множестве U, а также, если это необходимо, и минимального (максимального) на U значения f(x). При записи математических задач оптимизации в общем виде обычно используется следующая символика:

f(x) -> min (max), x принадлежит U, где f(x) - целевая функция, а U - допустимое множество, заданное ограничениями на управляемые переменные.

Задачи одномерной минимизации представляют собой простейшую математическую модель оптимизации, в которой целевая функция зависит от одной переменной, а допустимым множеством является отрезок вещественной оси:

f(x) -> min , x принадлежит [a, b].

Максимизация целевой функции эквивалента минимизации ( f(x) -> max ) эквивалентна минимизации противоположной величины ( -f(x) -> min ), поэтому, не умаляя общности можно рассматривать только задачи минимизации.

Одномерные задачи оптимизации

Достаточно общем виде математическую задачу оптимизации можно сформулировать следующим образом:

Минимизировать (максимизировать) целевую функцию с учетом ограничений на управляемые переменные.

Под минимизацией (максимизацией) функции n переменных f(x)=f(x1, ... ,xn) на заданном множестве U n-мерного векторного пространства En понимается определение хотя бы одной из точек минимума (максимума) этой функции на множестве U, а также, если это необходимо, и минимального (максимального) на U значения f(x).

При записи математических задач оптимизации в общем виде обычно используется следующая символика:

f(x) -> min (max),

x принадлежит U,

где f(x) - целевая функция, а U - допустимое множество, заданное ограничениями на управляемые переменные.

Задачи одномерной минимизации представляют собой простейшую математическую модель оптимизации, в которой целевая функция зависит от одной переменной, а допустимым множеством является отрезок вещественной оси:

f(x) -> min ,

x принадлежит [a, b].

Максимизация целевой функции эквивалента минимизации ( f(x) -> max ) эквивалентна минимизации противоположной величины ( -f(x) -> min ), поэтому, не умаляя общности можно рассматривать только задачи минимизации.

2. Фазы жизненного цикла в рамках методологии RAD.

По методологии RAD ЖЦ ИС состоит из четырех фаз: фазы анализа и планирования требований, фазы проектирования, фазы построения и фазы внедрения.

Фаза анализа и планирования требований: на этой фазе определяются функции разрабатываемой ИС, проводится описание информационных потребностей, ограничивается масштаб проекта, определяются временные рамки для каждой фазы и сама возможность реализации данного проекта. Результат фазы – список функций ИС с указанием приоритетов и предварительные функциональные и информационные модели ИС.

Фаза проектирования: на этой фазе необходимы CASE -средства для быстрого получения работающих прототипов приложения. Пользователи анализируют прототипы и вносят необходимые уточнения и дополнения в проектируемую ИС. Кроме того, проводится анализ и корректировка функциональной модели ИС. При необходимости для каждого элементарного процесса ИС создается частичный прототип (экран, диалог или отчет). Определяются требования разграничения доступа к данным, количество функциональных элементов ИС (что позволяет разделить ИС на ряд подсистем) и набор необходимых документов. Результаты фазы: общая информационная модель системы; функциональные модели ИС и ее подсистем; интерфейсы между подсистемами; прототипы экранов, диалогов и отчетов.

Фаза построения: на этой фазе выполняется собственно быстрая итеративная разработка приложения на основе полученных ранее моделей с использованием визуальных средств программирования. Формирование программного кода частично выполняется с помощью автоматических генераторов CASE-средств. Осуществляется тестирование ИС и постепенная интеграция ее частей. Завершается физическое проектирование ИС, т.е. определяется необходимость распределения данных, проводится анализ их использования, производится физическое проектирование БД, определяются требования к аппаратным ресурсам, завершается разработка документации проекта. Результат фазы – готовая ИС.

Фаза внедрения: сводится в основном к обучению пользователей разработанной ИС.

3. Жизненный цикл по ИС  9

Понятие жизненного цикла программного обеспечения (ЖЦ ПО) является одним из базовых в программной инженерии. Жизненный цикл программного обеспечения определяется как период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания ПО и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации. Основным нормативным документом, регламентирующим состав процессов ЖЦ ПО, является международный стандарт ISO/IЕС 12207. Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПО. Структура ЖЦ ПО базируется на трех группах процессов:

  •  основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);
  •  вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);
  •  организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

Жизненный цикл проектирования программного обеспечения информационного объекта состоит из ряда итераций.

Фаза исследования: целью является доказательство жизнеспособности разрабатываемой системы (определение процессов, которые должен поддерживать синтезируемый информационный объект; оценка требуемого ресурса для разработки информационного объекта;

создание бизнес-примера разрабатываемого объекта или приложения; оценка экономической рентабельности проектирования информационного объекта).

Фаза уточнения (конкретизации). Основной целью этой фазы является уточнение необходимых ресурсов на карте ресурсов. На этой фазе должен быть завершен процесс уточнения бизнес-плана и технического задания. Выбирается рабочая среда и завершается работа над логической моделью объекта.

Фаза построения (проектирования). Целью этой фазы является разработка системы, поддерживающей перечисленные процессы в фазе исследования. Для заказчика создается рабочая версия. Обычно на этой фазе используется прототипный подход, когда предоставляется несколько вариантов системы.

Фаза тестирования (развертывания). Целью этой фазы является передача заказчику полностью работающей системы с комплектом документации в виде отчета. Происходит устранение недостатков; если это невозможно сделать, то переходят на первую фазу.

При выполнении 4 фаз ЖЦ при синтезе объекта организуется 5 основных процессов:

  •  Управление требованием - построение прототипов, которые бы охватили все функциональные требования к создаваемому объекту;
  •  Анализ - структурирование и уточнение функциональных требований, анализ полноты и целостности разрабатываемой системы;
  •  Проектирование - построение модели объекта, которая описывает физическую реализацию прототипов с учетом ресурсов;
  •  Реализация - получение исходного кода с целью получения работающей пользовательской системы Окончательная подготовка документации системы; комплектование функционирующей системы с документацией;
  •  Тестирование - проверка работоспособности и надежности разработанной системы.

4.Активный режим FTP.   4    16

Активный режим выгоден для FTP-сервера, но вреден для стороны клиента. FTP сервер пытается соединиться со случайными высокими (по номеру) портами на клиенте, такое соединение наверняка будет блокировано брандмауэром на стороне клиента.

Действия сервера и клиента:

  1.  Клиент устанавливает связь и посылает запрос на 21 порт сервера с порта N (N>1024)
  2.  Сервер посылает ответ на порт N (N>1024) клиента
  3.  Сервер устанавливает связь для передачи данных по порту 20 на порт клиента N+1

Активный режим

Общая характеристика инструментальных средств моделирования. Языки системы моделирования.

А) Языки и системы моделирования. Если выбор технических средств сейчас не вызывает особых затруднений (95% - ПК, 5% - специализированные серверы приложений, рабочие станции SUN), то выбор программных средств зачастую довольно сложен:

  •  А) В настоящее время известно более 500 языков моделирования. Такое множество языков частично обусловлено разнообразием классов моделируемых систем, целей и методов моделирования.
  •  Б) Желание упростить и ускорить процесс создания моделей (сделать доступным не только для профессиональных программистов) привело к реализации идеи автоматизации программирования имитационных моделей (не язык, а система моделирования). Создан ряд систем моделирования, которые избавляют исследователя от программирования. Это наиболее перспективное направление развития средств имитационного моделирования.
    •  Концептуальная и информационная модели. Программа создается автоматически по одной из формализованных схем на основании задаваемых исследователем параметров системы, внешних воздействий и особенностей функционирования. Автоматизация одного из наиболее трудных этапов создания имитационной модели – только рутинная часть

Системный анализ предметной области    7

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.

Пример описания предметной области

Пусть требуется разработать информационную систему для автоматизации учета получения и выдачи книг в библиотеке. Система должна предусматривать режимы ведения системного каталога, отражающего перечень областей знаний, по которым имеются книги в библиотеке. Внутри библиотеки области знаний в систематическом каталоге могут иметь уникальный внутренний номер и полное наименование. Каждая книга может содержать сведения из нескольких областей знаний. Каждая книга в библиотеке может присутствовать в нескольких экземплярах. Каждая книга, хранящаяся в библиотеке, характеризуется следующими параметрами:

уникальный шифр;

название;

фамилии авторов (могут отсутствовать);

место издания (город);

издательство;

год издания;

количество страниц;

стоимость книги;

количество экземпляров книги в библиотеке.

Книги могут иметь одинаковые названия, но они различаются по своему уникальному шифру (ISBN).

В библиотеке ведется картотека читателей.

На каждого читателя в картотеку заносятся следующие сведения:

фамилия, имя, отчество;

домашний адрес;

телефон (будем считать, что у нас два телефона — рабочий и домашний);

дата рождения.

Каждому читателю присваивается уникальный номер читательского билета. Каждый читатель может одновременно держать на руках не более 5 книг. Читатель не должен одновременно держать более одного экземпляра книги одного названия.

Каждая книга в библиотеке может присутствовать в нескольких экземплярах. Каждый экземпляр имеет следующие характеристики:

уникальный инвентарный номер;

шифр книги, который совпадает с уникальным шифром из описания книг;

место размещения в библиотеке.

В случае выдачи экземпляра книги читателю в библиотеке хранится специальный вкладыш, в котором должны быть записаны следующие сведения:

номер билета читателя, который взял книгу;

дата выдачи книги;

дата возврата.

Предусмотреть следующие ограничения на информацию в системе:

Книга может не иметь ни одного автора.

В библиотеке должны быть записаны читатели не моложе 17 лет.

В библиотеке присутствуют книги, изданные начиная с 1960 по текущий год.

Каждый читатель может держать на руках не более 5 книг.

Каждый читатель при регистрации в библиотеке должен дать телефон для связи: он может быть рабочим или домашним.

Каждая область знаний может содержать ссылки на множество книг, но каждая книга может относиться к различным областям знаний.

С данной информационной системой должны работать следующие группы пользователей:

библиотекари;

читатели;

администрация библиотеки,

При работе с системой библиотекарь должен иметь возможность решать следующие задачи:

Принимать новые книги и регистрировать их в библиотеке.

Относить книги к одной или к нескольким областям знаний.

Проводить каталогизацию книг, то есть назначение новых инвентарных номеров вновь принятым книгам, и, помещая их на полки библиотеки, запоминать место размещения каждого экземпляра.

Проводить дополнительную каталогизацию, если поступило несколько экземпляров книги, которая уже есть в библиотеке, при этом информация о книге в предметный каталог не вносится, а каждому новому экземпляру присваивается новый инвентарный номер и для него определяется место на полке библиотеки.

Проводить списание старых и не пользующихся спросом книг. Списывать можно только книги, ни один экземпляр которых не находится у читателей. Списание проводится по специальному акту списания, который утверждается администрацией библиотеки.

Вести учет выданных книг читателям, при этом предполагается два режима работы: выдача книг читателю и прием от него возвращаемых им книг обратно в библиотеку. При выдаче книг фиксируется, когда и какой экземпляр книги был выдан данному читателю и к какому сроку читатель должен вернуть этот экземпляр книги. При выдаче книг наличие свободного экземпляра и его конкретный номер могут определяться по заданному уникальному шифру книги или инвентарный номер может быть известен заранее. Не требуется вести «историю» чтения книг, то есть требуется отражать только текущее состояние библиотеки. При приеме книги, возвращаемой читателем, проверяется соответствие возвращаемого инвентарного номера книги выданному инвентарному номеру, и она ставится на свое старое место на полку библиотеки.

Проводить списание утерянных читателем книг по специальному акту списания или замены, подписанному администрацией библиотеки.

Проводить закрытие абонемента читателя, то есть уничтожение данных о нем, если читатель хочет выписаться из библиотеки и не является ее должником, то есть за ним не числится ни одной библиотечной книги.

Читатель должен иметь возможность решать следующие задачи:

Просматривать системный каталог, то есть перечень всех областей знаний, книги по которым есть в библиотеке.

По выбранной области знаний получить полный перечень книг, которые числятся в библиотеке.

Для выбранной книги получить инвентарный номер свободного экземпляра книги или сообщение о том, что свободных экземпляров книги нет. В случае отсутствия свободных экземпляров книги читатель должен иметь возможность узнать дату ближайшего предполагаемого возврата экземпляра данной книги. Читатель не может узнать данные о том, у кого в настоящий момент экземпляры данной книги находятся на руках (в целях обеспечения личной безопасности держателей требуемой книги).

Для выбранного автора получить список книг, которые числятся в библиотеке.

Администрация библиотеки должна иметь возможность получать сведения о должниках—читателях библиотеки, которые не вернули вовремя взятые книги; сведения о книгах, которые не являются популярными, т. е. ни один экземпляр

которых не находится на руках у читателей; сведения о стоимости конкретной книги, для того чтобы установить возможность возмещения стоимости утерянной книги или возможность замены ее другой книгой; сведения о наиболее популярных книгах, то есть таких, все экземпляры которых находятся на руках у читателей.

Этот совсем небольшой пример показывает, что перед началом разработки необходимо иметь точное представление о том, что же должно выполняться в нашей системе, какие пользователи в ней будут работать, какие задачи будет решать каждый пользователь. И это правильно, ведь когда мы строим здание, мы тоже заранее предполагаем; для каких целей оно предназначено, в каком климате оно будет стоять, на какой почве, и в зависимости от этого проектировщики могут предложить нам тот или иной проект. Но, к сожалению, очень часто по отношению к базам данных считается, что все можно определить потом, когда проект системы уже создан. Отсутствие четких целей создания БД может свести на нет все усилия разработчиков, и проект БД получится «плохим», неудобным, не соответствующим ни реально моделируемому объекту, ни задачам, которые должны решаться с использованием данной БД.

Отложим на время рассмотрение этапа инфологического моделирования предметной области — этому серьезному вопросу будет посвящена следующая, седьмая глава, а мы пойдем классическим путем и рассмотрим сначала этап даталоги-ческого проектирования. Напомним, что этап даталогического проектирования происходит уже после выбора конкретной модели данных. И мы рассматриваем даталогическое проектирование для реляционной модели данных.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17334. ВИНИКНЕННЯ АЛЬТЕРНАТИВНОЇ ШКОЛИ ПОЛІТИЧНОЇ ЕКОНОМІЇ. НІМЕЦЬКА НАЦІОНАЛЬНА ПОЛІТЕКОНОМІЯ 146 KB
  Виникнення альтернативної школи політичної економії. Німецька національна політекономія У XIX cт. доктрина Адама Сміта користувалася загальним визнанням залишаючи далеко позаду інші економічні теорії. Хоча послідовники класичної школи пропонували власні кор
17335. МАРЖИНАЛІЗМ. СТАНОВЛЕННЯ НЕОКЛАСИЧНОЇ ТРАДИЦІЇ В ЕКОНОМІЧНІЙ ТЕОРІЇ 181.5 KB
  МАРЖИНАЛІЗМ. СТАНОВЛЕННЯ НЕОКЛАСИЧНОЇ ТРАДИЦІЇ В ЕКОНОМІЧНІЙ ТЕОРІЇ В останній третині ХІХ ст. в економічній теорії виникла нова течія маржиналізм яка згодом стала визначальним напрямом розвитку політичної економії. Об’єктивна зумовленість її появи поляга
17336. ЕКОНОМІЧНА ДУМКА В РОСІЇ 174 KB
  ЕКОНОМІЧНА ДУМКА В РОСІЇ На стані російської суспільної у тім числі економічної думки ХІХ ст. позначились особливості історичного розвитку країни. Якщо на Заході економічна думка вирішувала проблеми капіталізму як реально існуючого способу виробництва то прогре...
17337. ЕКОНОМІЧНА ДУМКА В УКРАЇНІ 269.5 KB
  ЕКОНОМІЧНА ДУМКА В УКРАЇНІ Економічна думка в Україні має багатовікову історію. У цьому розділі розглянуто лише економічну думку другої половини ХІХ ст. коли відбувалися величезні зрушення в економіце та соціальній структурі суспільства. Ліквідація кріпацтва при
17338. КЕЙНСІАНСТВО ТА ЙОГО ОСОБЛИВОСТІ В РІЗНИХ КРАЇНАХ 209.5 KB
  КЕЙНСІАНСТВО ТА ЙОГО ОСОБЛИВОСТІ В РІЗНИХ КРАЇНАХ Сучасна захiдна економiчна теорiя характеризується неоднорідністю наявністю багатьох напрямків шкіл течій. Така різноманітність є наслідком передовсім розбіжностей у визначенні предмета дослідження й теоретичног
17339. ЕВОЛЮЦІЯ НЕОКЛАСИЧНИХ ІДЕЙ.НЕОЛІБЕРАЛІЗМ 490 KB
  ЕВОЛЮЦІЯ НЕОКЛАСИЧНИХ ІДЕЙ.НЕОЛІБЕРАЛІЗМ 1. Еволюція неокласичних ідей у ХХ ст. Монополізація економіки виникнення державномонополістичної форми власності усесвітня економічна криза 20 30х рр. поставили під сумнів основні постулати ортодоксального неокласи...
17340. ІНСТИТУЦІОНАЛІЗМ 278.5 KB
  ІНСТИТУЦІОНАЛІЗМ Інституціоналізм своєрідний напрям в економічній науці. Його своєрідність полягає насамперед у тім що прихильники інституціоналізму в основу аналізу беруть не тільки економічні проблеми а зв’язують їх з проблемами соціальними політичними ет...
17341. ЕКОНОМІЧНІ КОНЦЕПЦІЇ СОЦІАЛ-ДЕМОКРАТІЇ 199 KB
  ЕКОНОМІЧНІ КОНЦЕПЦІЇ СОЦІАЛДЕМОКРАТІЇ Соціалдемократичний рух в економічному та політичному відношенні є нині досить впливовою силою яка значною мірою визначає напрями сучасного розвитку різних держав світу. Історія його формування тісно зв’язана з еволюцією
17342. РАДЯНСЬКА ЕКОНОМІЧНА НАУКА 192.5 KB
  РАДЯНСЬКА ЕКОНОМІЧНА НАУКА 1. Основні етапи становлення й розвитку економічної науки в СРСР Сучасна світова економічна думка формувалась об’єднуючи різноманітні напрямки економічного знання. Вона синтезувала досягнення цілих поколінь добираючи раціональне та в