Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Системи управління в комплексних розгалужених системах» для студентів спеціальності 091400
Скачати 153.93 Kb. |
Міністерство освіти і науки УкраїниВінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки і комп’ютерних систем управління Кафедра комп’ютерних систем управління МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИдо виконання лабораторних робіт з дисципліни «Системи управління в комплексних розгалужених системах»для студентів спеціальності 6.091400 Розглянуто та схвалено на засіданні кафедри КСУ Протокол №___ від “___”_______200 р. Зав. кафедри КСУ В.М.Дубовой Укладач д.т.н., проф. В.М.Дубовой Вінниця 2009ЗМІСТ Лабораторна робота №1. Синтез структури СУ в КРС 4 Лабораторна робота №2. Автоматизоване проектування в Trace Mode 6 Лабораторна робота №3. Організація баз даних і знань в СУ КРС 8 Лабораторна робота №4. Вибір технічних засобів СУ КРС. 10 Лабораторна робота №5. Передавання даних в комп’ютерних системах 13 Лабораторна робота №6. Оптимізація стратегії прийняття рішень в СУ КРС 17 Лабораторна робота №7. Проектування підсистеми обслуговування СУ КРС 20 ВСТУП При підготовці до лабораторних робіт студенти вивчають методичні вказівки до їх виконання, рекомендовану літературу, а також виконують підготовчу роботу у відповідності до теми завдання. При підготовці до виконання лабораторних робіт необхідно дати повні відповіді на наведені контрольні запитання. Глибоке вивчення теоретичного матеріалу допоможе студентам успішно виконати роботу. Необхідно також мати на увазі, що лабораторні роботи йдуть у порядку зростання складності, і у кожній наступній роботі використовуються знання, отримані у попередніх роботах. ^ Тема: Синтез структури СУ в КРС Мета:. Освоєння методики встановлення зв’язку між структурою ІУС і характером об’єкта Теоретичні відомості При создании проекта информационной следует определить:
Схема формирования информационной модели представлена на рис.1.4.  Рис. 1.4. Схема формирования информационной модели Концептуальная модель (см. рис.1.4) - отображает информационные объекты, их свойства и связи между ними без указания способов физического хранения информации (модель предметной области, иногда ее также называют информационно-логической или инфологической моделью). Информационными объектами обычно являются сущности - обособленные объекты или события, информацию о которых необходимо сохранять, имеющие определенные наборы свойств - атрибутов. Физическая модель - отражает все свойства (атрибуты) информационных объектов базы и связи между ними с учетом способа их хранения - используемой СУБД. ^ - база данных, соответствующая определенной физической модели. Внешняя модель - комплекс программных и аппаратных средств для работы с базой данных, обеспечивающий процессы создания, хранения, редактирования, удаления и поиска информации, а также решающий задачи выполнения необходимых расчетов и создания выходных печатных форм. Создание информационной системы ведется в несколько этапов, на каждом из которых конкретизируются и уточняются элементы разрабатываемой системы. Мова UML є достатньо строгим і потужним засобом моделювання, який може бути ефективно використаний для побудови концептуальних, логічних і графічних моделей складних систем різноманітного призначення. В рамках мови UML модель складної системи подається у вигляді спеціальних графічних конструкцій – діаграм. В нотації мови UML визначено такі види діаграм:
К  ожна з цих діаграм деталізує і конкретизує різноманітні уявлення про моделі складної системи у термінах мови UML. При цьому діаграма варіантів використання є найзагальнішу концептуальну модель складної системи, яка є вихідною для побудови усіх інших діаграм. Приклад діаграми варіантів використання наведений на рис.1.1. Діаграма класів є логічною моделлю, яка зображує структурні аспекти побудови системи. Приклад діаграми класів наведений на рис.1.2. К  рім графічних елементів, на кожній діаграмі може бути подана текстова інформація, яка розширяє зміст діаграми. Порядок роботи 1. Ознайомитися з методологією структурного проектування систем з використанням мови UML 1. Дати розширений опис розподілених систем у відповідності до варіанта: 1) транспортна система міста 2) система централізованого водопостачання 3) велике військове формування 4) головний збиральний конвеєр з виробництва автомобілів 5) станція швидкої допомоги 6) університет 2. Визначити перелік задач автоматизації заданої розподіленої системи. Зобразити UML-діаграму варіантів використання системи автоматизації. Для цього визначити зовнішніх агентів системи для кожної задачі; 3. Розробити структуру ІУС для заданої розподіленої системи - скласти таблицю з колонками: задача автоматизації; джерела інформації; об’єкти впливу (споживання інформації); частота збору даних і впливу; віддаленість у просторі елементів заданої розподіленої системи; впливові фактори; - визначити склад підсистеми управління для кожної задачі окремо; - зобразити кожну підсистему у графічному вигляді з використанням зображень класів у UML-діаграмах; - визначити кількість рівнів управління і здійснити композицію підсистем. Склад звіту
Контрольні запитання
Лабораторна робота № 2 Тема: Автоматизоване проектування в Trace Mode Мета:. Набуття навичок автоматизованого проектування систем управління Теоретичні відомості Порядок роботи 1. Ознайомитися з технологією застосування САПР Trace Mode 2. Для задачі, сформульованої і розв’язаної у лабораторній роботі №1, розробити зовнішню модель (програмно-апаратний комплекс) засобами САПР Trace Mode Склад звіту
Контрольні запитання Лабораторна робота № 3 Тема: Організація баз даних і знань в СУ КРС Мета:. засвоєння методів використання баз даних і знань в СУ КРС ^ Для автоматизованих систем керування характерні задачі прийняття рішень на основі великої кількості даних, накопичених за довгий проміжок часу. Найчастіше ці дані зберігаються у вигляді баз даних (БД), операції з якими виконуються за допомогою систем управління базою даних (СУБД). ^ складається з набору відомих фактів (бази даних) і набору відомих залежностей між ними (правил). Алгоритм прийняття рішень на основі фактів і правил практично не залежить від призначення системи управління. Конкретні особливості системи впливають лише на структуру бази даних і вид правил. Сучасні СУБД ґрунтуються на використанні моделей даних (МД), які дозволяють описувати об’єкти предметних областей і взаємозв’язки між ними. Існують три основні МД і їх комбінації, на яких ґрунтуються СУБД: реляційна (РМД), мережна (ММД), ієрархічна (ІМД). Основна відмінність між цими моделями даних полягає у способах опису взаємодії між об’єктами й атрибутами. Взаємозв’язок виражає відношення між множинами даних. Використовують взаємозв’язки "один до одного", "один до багатьох" і "багато до багатьох". "Один до одного" - це взаємно однозначна відповідність, яка встановлюється між одним об’єктом і одним атрибутом. "Багато до багатьох" – це відповідність між багатьма об’єктами й багатьма атрибутами. Взаємозв’язки між об’єктами й атрибутами зручно зображувати у вигляді графів. Hа персональних комп’ютерах в основному використовують СУБД, які підтримують реляційну модель даних. У відповідності до реляційної моделі база даних подається у вигляді сукупності таблиць, над якими можуть виконуватися операції, що формулюються у термінах реляційної алгебри і реляційного числення. В реляційній моделі операції над об’єктами бази даних мають теоретико-множинний характер. Основними елементами реляційної БД є атрибути, кортежі, відношення. Відношенням називається деяка сукупність об’єктів, яка характеризується однаковим набором атрибутів. Зручно представляти відношення як таблицю, де кожний рядок є кортеж і кожний стовпець є атрибут. Стовпці таблиці - це елементи даних, а рядки - записи. Відношення може бути подане у вигляді файла. Записи у файлі відповідають кортежам. Вони складаються з полів, які відповідають атрибутам відношення. Звя’зок між відношеннями здійснюється через ключі. Відношення не повинно мати двох кортежів, в яких збігаються всі атрибути ключа. Основна перевага реляційного підходу - його простота й доступність, незалежність даних, гнучкість, теоретичне обґрунтування на основі реляційної алгебри. Висновки на основі експертних оцінок здійснюється на основі бази знань. База знань відрізняється від бази даних лише тим, що не відповідає головній умові нормалізації – вона містить залежність між одними атрибутами (параметрами умови «якщо») і іншими атрибутами (параметрами результату «то») Для здійснення нечіткого висновку з бази нечітких даних вибираються рядки з однаковими значеннями функції і з них утворюється диз’юнктивна нормальна форма  Операція  виконується шляхом пошуку мінімуму, а операція  - шляхом пошуку максимуму.Нехай, наприклад, дані про незалежні нечіткі аргументи оцінені експертами і занесені до таблиці 3.1. Якісні фактори можуть бути оцінені термами {“відсутній”, “малий”, “нижче середнього”, “середній”, “вище середнього”, “великий”}, яким для зручності буде ставитися у відповідність шкала з діапазону (1- 6). Таблиця 3.1
Припустимо, що всі експерти, які надавали наведені дані, мають однаковий ступінь упевненості в кожному з них, що його можна подати у вигляді трикутної функцій належності  ,де ^ – діапазон шкали (у нашому випадку D=6) xi – значення, що їх дав експерт. Нехай тепер задана інша експертна оцінка аргументів Таблиця 5.2
Визначимо для цього набору аргументів функцію належності результату. Користуючись даними таблиці 3.1, знаходимо  . Вибираємо з таблиці 3.1 всі рядки, для яких y=1. Це один рядок №5. Знаходимо  Вибираємо з таблиці 3.1 всі рядки, для яких y=2. Знаходимо  Вибираємо з таблиці 3.1 всі рядки, для яких y=3. Знаходимо  Вибираємо з таблиці 3.1 всі рядки, для яких y=4. Знаходимо  Вибираємо з таблиці 5 всі рядки, для яких y=5. Знаходимо  Вибираємо з таблиці 3.1 всі рядки, для яких y=6. Знаходимо  Таким чином, функція належності має вигляд, показаний на рис.3.1. З  графіка видно, що найможливіший рівень значення функції для даного прикладу є 2,5, тобто між “малим” і “нижче середнього”. Конкретний результат моделювання отримується за допомогою операції дефазифікації. Ця операція може здійснюватися різними способами і давати, відповідно, різні результати. Так, наприклад, за результат можна прийняти значення, якому відповідає максимум функції належності, або середнє значення, яке отримується аналогічно висновку є нечіткою моделлю системи. ^ 1. Ознайомитися з технологією застосування FoxPro 2. Для задачі, сформульованої і розв’язаної у лабораторній роботі №1, розробити внутрішню модель (базу даних) і реалізувати її у системі FoxPro (База даних повинна містити не менше, ніж 3 файли). 3. За допомогою розроблених форм введення даних занести у базу даних по 10 записів у кожен файл. 4. Розробити щонайменше 1 форму звіту (Report) і отримати результат. 5. Сформулювати критерій ефективності системи, що розробляється, який залежатиме від даних, що зберігаються у БД, а також від експертних оцінок ще декількох факторів. 6. Побудувати базу знань для отримання нечіткого висновку щодо ефективності системи Склад звіту
Контрольні запитання Лабораторна робота № 4 Тема: Вибір технічних засобів СУ КРС Мета:. Набуття навичок підбору технічних засобів ІУС з використанням Інтернет-джерел. ^ Порядок роботи 1. Ознайомитися з технологією пошуку інформації в Інтернет. 2. Для задачі, сформульованої і розв’язаної у лабораторних роботах №1-3, визначити необхідні технічні показники обладнання. 3. Підібрати відповідні технічні засоби, використовуючи пошукову систему Google. 4. Розрахувати вартість технічних засобів Склад звіту
Контрольні запитання Лабораторна робота № 5 ^ Передавання даних в комп’ютерних системах Мета: дослідити та промоделювати способи передавання даних через комунікаційні порти. ^ Алгоритми приймання/передавання даних через порти грунтуються на чотирьох процедурах: встановлення необхідних параметрів порту,передавання байта, приймання байта, перевірка стану порту. Ці процедури зазвичай однакові, але алгоритм їх виконання залежить від режиму приймання даних – за перериванням або за опитуванням. У системах керування найчастіше передаються не поодинокі байти, а багатобайтові дані: цілого типу зі знаком (2 байти) та реального типу з плаваючою точкою (6 байтів). У наступному прикладі наведені процедури прийому та передавання таких даних. У цих процедурах тип вхідного/вихідного даного позначений TData. Головна ідея побудови цих алгоритмів – суміщення у пам'яті необхідного даного з масивом байтів і приймання/передавання масива байтів (тим самим приймаються/передаються окремі байти багатобайтового даного). Персональні комп'ютери суттєво відрізняються один від одного швидкодією. Тому для роботи у режимі реального часу необхідно оцінити фактичну швидкодію. Порядок роботи
Склад звіту
Контрольні запитання
Лабораторна робота № 6 Тема: Оптимізація стратегії прийняття рішень в СУ КРС Мета:. Теоретичні відомості Порядок роботи Склад звіту
Контрольні запитання Лабораторна робота № 7 Тема: Проектування підсистеми обслуговування СУ КРС Мета:. Теоретичні відомості Порядок роботи Склад звіту
Контрольні запитання Перелік рекомендованої літератури
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
