Файл: Конспект лекций для магистрантов специальности 6М070200 Автоматизация и управление.doc

Более менее разобрались, что это за матрица такая. Теперь её нужно заполнить…

Примени метод Рунге-Кутта для формирования фундаментальной матрицы.

Заполнение фундаментальной матрицы.

1. 
   Берется “истинный” вектор состояния на момент времени начала вашего поворота и численно интегрируется на интервале времени в 5 секунд (интегрируется формула, выражающая модель нашего движения). Полученный вектор состояния запоминается. Назовем его Х.
   
2. 
   Берется “истинный” вектор состояния до вашего поворота и к первой компоненте вектора прибавляется некоторое приращение (100 метров). Пример: Rx+100 метров (если Rx в метрах). Остальные компоненты вектора не трогаем. Полученный вектор состояния интегрируется на 5 секунд. В результате получаем вектор Х*.
   
3. 
   Покомпонентно из вектора состояния Х вычитаем Х* и делим на приращение (также покомпонентно). В результате получаем 1-й столбец фундаментальной матрицы.
   
4. 
   Для получения остальных столбцов фундаментальной матрицы выполняются 2,3 пункты. (Номер элемента вектора состояния, к которому осуществляется приращение, соответствует номеру столбца фундаментальной матрицы).
   
5. 
   Если модель движения выражается формулой для кругового движения и ваш космический аппарат представлен материальной точкой, тогда очевидно на протяжении всего вашего полета, пересчитывая фундаментальную матрицу её значения будут практически постоянными.
   

Методы идентификации с настраиваемыми адаптивными моделями

См. [2, 4,]
Основная литература

• 
  Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и дополненное. -М.: Высшая школа, 1985. -327с.
  
• 
  Современные методы идентификации систем. Под ред. П. Эйкгоффа, М.: Мир, 1983.
  

Дополнительная литература

• 
  Практикум по автоматике и системам управления производственными процессами: учеб. пособие для вузов /под ред. И.М.Масленникова. -М.: Химия, 1986. -336с.
  
• 
  Гроп Д. Методы идентификации систем. - М.: Мир, 1979
  

• 1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   29

---

Тема 4 Специальное программное обеспечение задач моделирования

Лекция 28 Специальное программное обеспечение задач моделирования (часть 1)

Специальное программное обеспечение для решения задач построения математических моделей различных систем (типа МАТLАВ, Mathcad, Vissim, Statistica). Функциональные возможности и характеристика решаемых задач

Понятие о программном обеспечении ПК Программное обеспе́чение (допустимо также произношение обеспече́ние) — совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ. Также, это совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных.

В компьютерном сленге часто используется слово софт (от англ. software), которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthly математик из Принстонского университета Джон Тьюки (англ. John W. Tukey) в 1958 году.

Программное обеспечение принято по назначению подразделять на системное, прикладное и инструментальное, а по способу распространения и использования на несвободное или закрытое, открытое и свободное. Свободное программное обеспечение может распространяться, устанавливаться и использоваться на любых компьютерах дома, в офисах, школах, вузах, а также коммерческих и государственных учреждениях без ограничений.

Программное обеспечение-это совокупность программ, выполненных вычислительной системой.

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке (ПО):

• 
  технология проектирования программ (нисходящее проектирование, структурное программирование и др.);
  
• 
  методы тестирования программ;
  
• 
  методы доказательства правильности программ;
  
• 
  анализ качества работы программ и др.
  

Программное обеспечение (ПО) является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением. ПО - неотъемлемая часть ЭВМ. Оно является логическим продолжением технических средств ЭВМ, расширяющие их возможности и сферу использования.

По одной из классификаций существует три категории ПО:

---

1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;

2) системные программы:

• 
  управление ресурсами ЭВМ;
  
• 
  создание копий используемой информации;
  
• 
  проверку работоспособности устройств компьютера;
  
• 
  выдачу справочной информации о компьютере и др.;
  

3) инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера;

Более или менее определенно сложились следующие группы программного обеспечения:

• 
  операционные системы;
  
• 
  системы программирования;
  
• 
  инструментальные системы;
  
• 
  интегрированные пакеты;
  
• 
  динамические электронные таблицы;
  
• 
  системы машинной графики.
  
• 
  системы управления базами данных (СУБД).
  
• 
  прикладное программное обеспечение.
  

Специалист по автоматизации и управлению обычно использует готовые прикладные программы или разрабатывает собственные используя языки и системы программирования

Виды ПО. Место и роль ПО при решении задач автоматизации и управления см.

Операционные системы (ОС). Операционная система, ОС (англ. Operating system) — базовый комплекс управляющих и обрабатывающих программ, обеспечивающий эффективное управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод-вывод данных и управление ими, выполнение прикладных программ и утилит, а также взаимодействие с пользователем. ОС позволяет абстрагироваться от деталей реализации аппаратного обеспечения, предоставляя разработчикам программного обеспечения минимально необходимый набор функций.

Операционные системы являются основой программного обеспечения вычислительных машин (ВМ) и их систем – вычислительных систем (ВС). Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению ее сверху вниз. Другой взгляд, снизу-вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, распределяющим и управляющим всеми компонентами, и ресурсами ВМ и ВС с целью обеспечения максимальной эффективности их функционирования.

Некоторые основные функции ОС:

• 
  загрузка приложений в оперативную память и их выполнение;
  
• 
  стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);
  
• 
  управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память);
  
• 
  управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск и т. д.), как правило, с помощью файловой системы;
  
• 
  пользовательский интерфейс;
  
• 
  сетевые операции, поддержка стека протоколов.
  

---

К системному блоку компьютера подключаются через специальные согласующие платы (контроллеры) периферийные устройства (дисковод, принтер и т.д.). Каждое периферийное устройство обрабатывает информацию по-разному и с различной скоростью, поэтому необходимо программно согласовать их работу с работой процессора. Для этого в составе операционной системы имеются специальные программы – драйверы устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.

Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между периферийными устройствами, т.н. необходимо уметь управлять файловой системой. Ядром операционной системы является программа, которая обеспечивает управление файловой системой. Пользователь общается с компьютером через устройства ввода информации (клавиатура, мышь). После ввода команды операционной системы специальная программа, которая называется командный процессор, расшифровывает команды и исполняет их.

Процесс общения пользователя с компьютером должен быть удобным. В состав современных операционных систем (Windows) обязательно входят модули, создающие графический интерфейс.

Файлы операционной системы находятся на жестком диске. Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память. Все файлы операционной системы не могут одновременно находиться в оперативной памяти, так как объем современных операционных систем составляет сотни мегабайт. Для функционирования компьютера обязательно должны находиться в оперативной памяти базовый модуль, командный процессор и драйверы подключенных устройств.

После включения компьютера производится загрузка операционной системы в оперативную память. В системном блоке компьютера находится ПЗУ (BIOS), в котором содержатся программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки операционной системы. После включения компьютера эти программы начинают выполняться, причем информация о ходе этого процесса высвечивается на экране дисплея.

На этом этапе процессор обращается к диску и ищет на определенном месте (в начале диска) наличие очень небольшой программы-загрузчика BOOT. Программа-загрузчик считывается в память, и ей передается управление. В свою очередь она ищет на диске базовый модуль операционной системы, загружает его в память и передает ему управление.

---

В состав базового модуля операционной системы входит основной загрузчик, который ищет остальные модули операционной системы и загружает их в оперативную память. После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору, на экране появляется приглашение системы.

Система готова к работе, т.е. пользователь может начинать вводить команды операционной системы, а командный процессор их расшифровывать и выполнять. В случае использования графического интерфейса выбор действий (команд) производится с помощью мыши. В процессе выполнения команд осуществляется взаимодействие всех модулей операционной системы, причем необходимые в данный момент дополнительные модули могут подгружаться с диска.

Существует несколько наиболее распространенных операционных систем, каждая из которых ориентирована на определенное семейство процессоров и, соответственно, компьютеров. К основным достоинствам современных операционных систем (класса Windows) следует отнести

• 
  технологию «подключи и работай»,
  
• 
  многозадачность,
  
• 
  графический интерфейс.
  

Технология «подключи и работай» (Plug-and-Play) позволяет даже начинающему пользователю подключить к компьютеру новое устройство (например, принтер) и продолжить работу. Windows сама установит необходимый драйвер и выделит ресурсы.

Многозадачность предоставляет пользователю возможность загрузить в оперативную память сразу несколько приложений (например, текстовый редактор Word, электронные таблицы Excel, браузер Internet Explorer и др.). Переход от работы в одном приложении в другое происходит очень быстро и просто, посредством перехода от одного открытого «окна»Windows к другому.

Графический интерфейс реализован с использованием технологии Drag-and-Drop (перетаскивание мышью). Это позволяет выполнять практически любые операции с помощью мыши.

Магистрант должен ориентироваться в основных функциональных характеристиках современных ОС поколений MsWindows и Linux, Mac OS (См. [13, 25, 26, 30]).

По состоянию на 2010 год начала широко использоваться ОС Windows 7 - операционная система семейства Windows NT, следующая за Windows Vista. В линейке Windows NT система носит номер версии 6.1 (Windows 2000 - 5.0, Windows XP - 5.1, Windows Server 2003 - 5.2, Windows Vista и Windows Server 2008 - 6.0). Серверной версией является Windows Server 2008 R2, версией для интегрированных систем — Windows Embedded Standard 2011 (Условное имя -Quebec), мобильной — Windows Embedded Compact 2011 (Chelan, Windows CE 7.0).

Операционная система поступила в продажу 22 октября 2009 года, меньше чем через три года после выпуска предыдущей операционной системы, Windows Vista. Партнёрам и клиентам, обладающим лицензией Volume Licensing, доступ к RTM был предоставлен 24 июля 2009 года. Финальная (копия с дисков, которые потом пошли в продажу) пиратская версия была доступна всем с первых чисел августа 2009 года. В состав Windows 7 вошли как некоторые разработки, исключённые из Windows Vista, так и новшества в интерфейсе и встроенных программах.

---