Сату болжамының ақпараттық жүйесін кұру үшін имитациялық моделдеулер жүргізу ақпараттық жүйесі
\s Кіріспе
Имитациялық моделдеу (ИМ) өткен ғасырдың 60-шы жылдарының басынан дами бастады. Ол кездері SIMULA, GPSS және SIMSCRIPT тәрізді әйгілі белгілік имтациялық моделдеу тілдері пайда болды.
Сосын 60 жылдан аса уақытта үнемі дамып, ИМ теориялық тәсілдері мен бағдарлмалақы құралдары жетілдіріліп отырылды. ИМ пайда болуы кезінде имитациялық моделдің өзін жасау және верификация құралдары дамуына көңіл көбірек бөлінді, қазіргі күні барлық ИМ тілдері қолданушыларға ең күрделі деген жүйелердің моделдерін жасауға мүмкіндік бере алатынын айтуға болады. Кейін тек қана модель құрып қана қоймай, сонымен қатар зерттеу жүргізу керек түсінігі жиірек келе бастады.
Бұл әжептәуір күрделі, итерациялық және ұзақ үрдіс - есепті қоюдан бастап, статистиканы жинау және өңдеу, имитациялық моделін құру, тәжірибелер жүргізу, тіпті зерттеу үрдісін құжаттау және моделдеу нәтижелері бойынша ұсыныстарды жасап шығаруға дейін болады.
ИМ заманауи тілдері мен жүйелері бір бағдарлама шегінде зерттеу үрдісінің маңызды бөлігін автоматтандыруға мүмкіндік береді.
Алайды бұл зерттемелер терең әдістемелік және теориялық пысықтауларсыз жүргізіліп отырған. Әр әзірлеуші алдымен өз коммерциялық қызығушылығын қанағаттандыру мақсатында істей алатынын жасап отырған. Басты әдістемелік қателік болып бұл барлық зерттемелер ИЗЖ дәстүрлі көзқарасы идеологиясына негізделіп жасалғандығы болып табылады. Сондықтан ИЗЖ заманауи модернизацияланған бағдарламалық құралдары тиімсіз, уақыт бойынша ұзақ және зерттеушінің жоғары біліктілігін талап етеді [1].
Қазіргі кезде ақпараттық технологиялардың дамуы имитациялық моделдеудің көмегімен шешілетін міндеттердің мөлшерінің өсуіне әкеліп тіреді. Алайда имитациялық моделдеу жүргізу үшін заттар саласының маманы болып қана қоймай, сондай-ақ, бағдарламалау, алгоритмдеу, математикалық модельдеу дағдыларын иеленіп, модематикалық модель (сипаттамалар) құра білу керек.
Мұның бәрі бір адамның имитациялық моделдеудің мәселесін өздігінен шеше алмайтынына әкеледі. Бағдарламалық өнімдердің нарығында имитациялық моделдеуді жүргізуді жартылай жеңілдетуге мүмкіндік беретін шешімдер бар. Мысалы, Maple, MatLab, Electronic Workbench бағдарламалық өнімдері. Алайда олардың айтарлықтай елеулі кемшіліктері бар.
Көрсетілген бағдарламалардың әрқайсысы қолдануда қиын болып табылады және қолданушыдан ұзақ әрі терең зерттеп үйренуді талап етеді, бұл имитациялық моделдеуді жүргізудің уақытын едәуір ұлғайтады [2].
Имитациялық моделдеулер жүргізу ақпараттық жүйелері (ИЗЖАЖ) қолданылу нарығы әлеуетті үлкен. Имитациялық моделдеулер өте маңызды, ал кейде тіпті инновацияларды бағалау және талдау, ұйымдар мен жобалардың шығындарын ықшамдау, еңбек өнімділігін арттыру және өнім шығарылуын көбейтудің жалғыз тәсілі болып табылады.
Практикада қабылданған ИЗЖАЖ қолдану көптеген бағыттары бар - банк ісі, экономикалық болжау, транспорттық логистика, өнеркәсіптік моделдеу, ұйымдастырушылық-техникалық жүйелер тиімділігін зерттеу, әскери операцияларды талдау, өндіріс энергиялық тиімділігін бағалау және т.б.
Аналитикалық сипаттамалардан, процедуралық модельдерден және есептеу модульдерінен тұратын орталықтандырылған дерекқор ұқсас тапсырмаларды орындау кезінде оны қайтадан әзірлеу қажеттілігінен құтылуға мүмкіндік береді. Ұқсас аналитикалық сипаттамалар мен процедуралық модельдерді іздеу тетігі имитациялық моделдеудің уақытын азайтуға мүмкіндік береді, себебі қолданушыда ұқсас процедуралық модельдерді немесе аналитикалық сипаттамаларды қайтадан әзірлемей-ақ, аяқтап істей алу мүмкіндігі болады [3].
Әлемде ИМ практикалық пайдаланылуының басталған нүктесі ретінде моделдеу арнайы тілдері мен жүйелері пайда болуын айтуға болады. Бұл тілдер: GPSS, SOL, 7 SIMSCRIPT, SIMULA, SLAM, НЕДИС, SIMAN, SIMULINK және т.б. Қазіргі кезде 50 жылдан аса дамуынан кейін ИМ жүздеген тілдері мен жүйелері пайда болды [4].
Имитациялық моделдеулер жүргізу ақпараттық жүйелері (ИЗЖАЖ) қолданылу нарығы әлеуетті үлкен. Имитациялық моделдеулер өте маңызды, ал кейде тіпті инновацияларды бағалау және талдау, ұйымдар мен жобалардың шығындарын ықшамдау, еңбек өнімділігін арттыру және өнім шығарылуын көбейтудің жалғыз тәсілі болып табылады.
Практикада қабылданған ИЗЖАЖ қолдану көптеген бағыттары бар - банк ісі, экономикалық болжау, транспорттық логистика, өнеркәсіптік моделдеу, ұйымдастырушылық-техникалық жүйелер тиімділігін зерттеу, әскери операцияларды талдау, өндіріс энергиялық тиімділігін бағалау және т.б.
Программалық құралдар арасында имитациялық моделдеу жүргізуді аз ғана жеңілдетуге мүмкіндік беретін құралдар бар. Мысалы, Maple, MatLab, Electronic Workbench құралдары, бұлардың өзіндік кемшіліктері бар.
Аталған программалық құралдың әр қайсысы эксплуатациялауда күрделі, қолданушыдан имитациялық моделдеу жүргізу уақытын арттыратын терең және ұзақ уақыт оқуды талап етеді. Ол өз бетінше қойылған есепті шешудің барлық әдістерін және тиімдісін таңдауды игеруі керек.
Ал аталған программалық құралдар нашар кеңейтілген: қолданушы тек сол программалық құралдың ішіндегі әдістермен және процедуралық моделдермен шектеліп қалады. Ол тағы да бар әдістерді қосуға, әзірлеуге мүмкіндігі болмайды, қосымша оқу қажет болады.
Кейбір елдерде бұл нарық әлдеқашан және табыста меңгерілуде. Мысалы, АҚШ-та бұл бірнеше миллиардтаған доллар тапсырыстары және солармен айналысатын жүздеген мыңдаған мамандары бар ірі индустрия болып табылады. Германияда, Ю.И. Толуев бағалаулары бойынша, жыл сайын ИЗЖАЖ бойынша 300 миллион 8 евродан аса құндылықты жобалар іске асырылуда. Басқа елдерде, соның ішінде Қазақстанда ИЗЖАЖ қолданылу нарығын дамыту үшін әлі де үлкен еңбек ету керек. Соңғы жылдары ИЗЖАЖ практикалық қолданылу артуы екпіні төмендеуі тенденциясы орын алуда. Мамандардың көбісі ИЗЖАЖ қолданылу нарығы қанықтырылмағандығы көзқарасында бірауызды болып отыр. Бұл керісінше зерттеу қажет жүйелер көбірек болғандығын айтады [5].
Қазіргі кезде ақпараттық технологиялардың дамуы имитациялық моделдеу жүргізудің көмегімен шешілетін есептердің көлемін арттырды. Бірақ та имитациялық моделдеу жүргізу үшін пәндік аймақта маман болумен қатар математикалық моделдеудің программалау, алгоритмдеу машықтарын игеру қажетті және аналитикалық моделді құра білуі керек. Мұның барлығы бір адам имитациялық моделдеудің тапсырмаларын өз бетінше орындай алмайтындығын білдіреді.
Программалық құралдар арасында имитациялық моделдеу жүргізуді аз ғана жеңілдетуге мүмкіндік беретін құралдар бар. Мысалы, Maple, MatLab, Electronic Workbench құралдары, бұлардың өзіндік кемшіліктері бар.
Аталған программалық құралдың әр қайсысы эксплуатациялауда күрделі, қолданушыдан имитациялық моделдеу жүргізу уақытын арттыратын терең және ұзақ уақыт оқуды талап етеді.
Ол өз бетінше қойылған есепті шешудің барлық әдістерін және тиімдісін таңдауды игеруі керек. Ал аталған программалық құралдар нашар кеңейтілген: қолданушы тек сол программалық құралдың ішіндегі әдістермен және процедуралық моделдермен шектеліп қалады. Ол тағы да бар әдістерді қосуға, әзірлеуге мүмкіндігі болмайды, қосымша оқу қажет болады.
Жоба мақсаты Имитациялық модельдеу көмегімен "Сату болжамының"
ақпараттық жүйесін кұру".
Жобаны орындау барысында қойылған мәселелерді шешу үшін жүйелі талдау, имитациялық модельдеу, айқын емес жиындар теориясы қолданылды.
Қойылған міндеттері:
a) Жобадағы объектілер мен процедуралық модельдердің аналитикалық сипаттамасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық модельдерін қарастыру;
b) аналитикалық сипаттамалар қорынан (АСҚ), нәтижелер қорынан (НҚ), процедуралық модельдер мен есептеу модульдері қоры (ЕМҚ) және білім қорынан (БҚ) тұратын ақпараттық жиымның құрылымын жинақтау;
c) қолданушыға техникалық объектінің аналитикалық сипаттамасы мен есептеу модулінің қалыптастырылу процесінің барысы туралы ақпарат алуға мүмкіндік беретін ақпараттық интерфейс құру және оның өтуіне қолма-қол ықпал жасау;
d) ақпараттық жүйесінің құрылымын дәлелдеу және ұсыну.
Кіріспеде таңдалған тақырыптың маңыздылығы негізделіп, жұмыстың мақсаты тұжырымдалған және міндеттер қойылған.
импликация операцияларын жүзеге асыру үшін және айқын емес қатынастарды құру үшін бірегей бір параметрлі Т-нормаларын қолданатын, аналиткалық сипаттамалар қорынан және есептеу модульдері қорынан аналитикалық сипаттамалар мен есептеу модульдерінің іріктемесін жүзеге асыруға мүмкіндік беретін аналитикалық сипаттамалар мен есептеу процедураларын таңдаудың логикалық-лингвистикалық модельдері жасалды;
аналитикалық сипаттамалардың, есептеу модульдерінің, процедуралық
модельдердің, UML-диаграммалардың және алынған нәтижелердің сақталуы мен ізделуін қамтамасыз ететін дерекқор құрылымы синтезделді, бұл өз кезегінде барлық қажетті ақпаратқа жетел қолжеткізім алуға, сондай-ақ имитациялық моделдеуді өткізуге жұмсалатын уақытты азайтуға мүмкіндік берді; қолданушыға техникалық объектінің аналитикалық сипаттамасы мен есептеу модульдерінің қалыптасу процесінің барысы туралы ақпаратты алуға және оған қолма-қол әсер етуге мүмкіндік беретін интерфейс құрылды;
аналитикалық сипаттамаларды қалыптастырудың, есептеу модулін қалыптастырудың, нәтиже анализін, аналитикалық сипаттамалар мен есептеу модульдерінің қорын, білім мен нәтижелерді қалыптастырудың қосалқы жүйелерінен тұратын, техникалық объектілердің аналитикалық сипаттамаларын дайындап шығаруға және имитациялық моделдеуді жасауға жұмсалатын уақыт қорын азайтуға мүмкіндік береді.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы аналитикалық сипаттамаларды құру және есептеу модульдерін таңдау процесінде алынған АЖ-ні қолдануда болып табылады, бұл техникалық объектілердің имитациялық моделдеуін жүргізуге дайындық ұзақтығын едәуір қысқартуға мүмкіндік береді.
1 Имитациялық моделдеу көмегімен ақпараттық жүйесін құру мәселесі
1.1 Имитациялық моделдеуді жүргізу мәселесі
Имитациялық модельдеу - бұл зерттеу кезінде зерттелінетін жүйенің осы жүйе туралы ақпаратты алу мақсатымен тәжірибелер жасалынатын шынайы жүйені айтарлықтай дәлділікпен сипаттайтын модельмен ауыстырылуы болатын зерттеу тәсілі [6].
Қазіргі уақытта имитациялық модельдеу (немесе зерттеу) ғылымның, өндірістің, бизнестің және тағы басқалардың түрлі салаларында жүргізілетін зерттеулер үшін көпшілік мақұлдаған тәсіл болып есептеледі. Имитациялық модельдеу ЭЕМ-да берілген кезең ішіндегі уакытта нақты объектілердің, процестердің және жүйелердің беталысын имитациялайтын математикалық модельдермен есептеуіш тәжірибелерін жүргізудің сандық әдісі болып табылады.
Осы орайда нақты процестер мен жүйелердің жұмыс істеуі қарапайым құбылыстарға, қосалқы жүйелерге және модульдерге уақталады. Осы қарапайым құбылыстардың, қосалқы жүйелердің және модульдердің жұмыс істеуі қарапайым құбылыстарды олардың логикалық құрылымы мен мерзімінді өту кезектілігін сақтай отырып имитациялайтын алгоритмдер жинағымен сипатталады [7]. Келесі жағдайларда имитациялық моделдеуді жүргізу ұсынылады:
a) Зерттеу міндетінің жетік қойылымы болмаған жағдайда және объектіні тану процесі өткен кезде. Имитациялық модель құбылысты танып-зерттеу құралы болып табылады.
b) Имитациялық моделдеу құбылыс пен нақты жағдайларды бақылау мүмкіндігінің болмағандығынан қиын жүйені зерттеудің жалғыз тәсілі болған жағдайда.
c) Имитация барысында құбылыстарды баяулату және жеделдету жолымен процестердің өтуін және жүйелер мен объектілердің беталысын бақылау қажет болған жағдайда.
d) Жобаланатын процестер мен жүйелердегі оқиғалардың реттілігі ерекше мәнге ие болып, модель нақты процестер мен жүйелердің жұмысындағы осал жерлерді болжау үшін қолданылған жағдайда.
1.2 Имитациялық моделдеуді жүргізудің қолданыстағы ақпараттық жүйелерінің талдауы
Қазіргі уақытта имитациялық моделдеуді жүргізуге арналған қарапайым және тегін, сондай-ақ. қиын және тар бағытталған коммерциялық өнімдер сияқты айтарлықтай көп құралдар бар.
Имитациялық моделдеуді жүргізудің едәуір танымал болғандарын қарастырайын.
MATLAB - бұл техникалық есептеулердің міндеттерін орындауға арналған қолданбалы бағдарламалар пакеті.
MATLAB тілі бағдарламалаудың жоғары деңгейлі тілі болып табылады. оның құрамында қалыптамаларға негізделінген мәліметтер құрылымы, қызметтердің кең спектрі, кіріктірілген әзірлеу ортасы, бағдарламалаудың басқа тілдерінде жазылған нысанға бағытталған жүйелер мен бағдарламаларға қосылайтын интерфейс бар[8].
MATLAB алгоритмдерді, соның ішінде нысанға бағытталған бағдарламалаудың тұжырымдамаларын қолдану арқылы жоғары деңгейлілерді әзірлеуге арналған қолайлы құралдарды ұсынады. оның құрамында әзірлеудің кіріктірілген ортасының ретке келтіргіш және профайлер сияқты барлық қажетті құралдары бар. Деректердің бүтін тұрпатымен жұмыс істеу алгоритмдерді жасауды жеңілдетеді. MATLAB пакетінің құрамында кестелер, соның ішінде үш бөлімді кестелер құруға, деректерді көзбен талдауға және кестелер жасауға арналған атқарымдардың көп мөлшері бар.
Имитациялық моделдеуді жүргізу кезінде келесі қиыншылықтар туындайды:
a) Имитациялық моделдеу жүргізу - бұл модельдер мен есептеу модульдерін жасауға көп күш пен уақытты талап ететін, еңбекті көп қажетсінетін процесс.
b) Имитациялық моделдеу жүргізуші адам тек зерттелінетін объектілер, жүйелер немесе процестер саласының ғана емес. бағдарламалау және модельдер жасау саласының да маманы болуы керек. Бұл имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесін әзірлеу қажеттілігіне әкеліп тіреді.
Кіріктірілген әзірлеу ортасы қолданушының басқарудың түрлі элементтері бар кестелік интерфейстерін жасауына мүмкіндік береді. MATLAB пакеті бағдарламалаудың басқа тілдерінле жазылған сыртқы ішкі бағдарламаларға, Component Object Model немесе Dynamic Data Exchange технологиялары арқылы байланысатын деректерге, клиенттерге және серверлерге, сондай-ақ, MATLAB-пен тікелей өзара әрекеттесетін шеткері құрылғыларға қолжеткізім алуға арналған түрлі интерфейстерден тұрады [9].
MATLAB-тың негізгі артықшылықтары:
a) Мультиплатформалық жүйе;
b) Визуализацияның кіріктірілген құралдарының болуы;
c) Математикалық есептерді шешуге арналған күшті көп атқарымдық құрал;
d) Өнімнің кеңінен танымалдылығы көп мөлшердегі анықтамалық ақпараттың болуына әкеліп тіреді, сонымен бірге тәжірибелі қолданушылардың білікті көмегін алуға мүмкіндік береді;
e) Кеңеюшілік және сыртқы бағдарламалармен өзара әрекеттесу құралдарының болуы.
MATLAB-тың негізгі кемшіліктері:
a) Тар бағыттылық. MATLAB пакеті математикалық есептерді шешуге арналған;
b) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
c) Модель әзірлеуші құралдары жоқ;
d) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы).
e) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ.
MathCad. Mathcad - инженерлік және ғылыми есептерді орындауға және құжаттауға арналған бағдарлама [10].
Mathcad бағдарламасының негізгі мүмкіндіктері:
Түрлі сандық әдістермен дифференциялық теңдеулерді шешу;
Функциялардың екі және үш өлшемді графиктерін құру;
Теңдеулерде де, мәтінде де грек әліппесін қолдану;
Есептеулерді таңбалық тәртіптемеде орындау;
Операцияларды векторлармен және матрицалармен орындау;
Теңдеу жүйелерін таңбалық шешу;
Қисықтарды жуықтау;
Ішкі бағдарламаларды орындау;
Көпмүшелер мен функциялардың түбірлерін іздеу;
Статистикалық есептер жүргізу және ықтималдықтың үлестірілуімен жұмыс істеу;
Меншікті сандар мен векторларды іздеу;
Өлшем бірліктерімен есептеулер;
Автоматтандырылған жобалау жүйелерімен (АЖЖ) бірігу, есептеу нәтижелерін басқарушы параметрлер ретінде қолдану.
Берілген бағдарламаның бағдарламалаумен аз таныс болған қолданушыларға арналғанына қарамастан, ол айтарлықтай қиын жобаларда үлестірілген есептерді және бағдарламалаудың дәстүрлі тірдерін қолдану арқылы математикалық модельдеудің нәтижелерін көрсету үшін қолданыла береді.
Сондай-ақ, Mathcad жол тарту мен стандарттардың сәйкестілігінің үлкен маңызы бар ірі инженерлік жобаларда жиі қолданылады[11].
Mathcad бағдарламасының негізгі артықшылықтары:
a) Орнатылған көрсету құралдарының болуы;
b) АЖЖ міндеттерін шешуге арналған мықты, көп функциялы құрал;
c) Өнімнің кеңінен танымалдылығы көп мөлшердегі анықтамалық ақпараттың болуына әкеліп тіреді, сонымен бірге тәжірибелі қолданушылардың білікті көмегін алуға мүмкіндік береді;
d) Кеңеюшілік және сыртқы бағдарламалармен өзара әрекеттесу құралдарының болуы;
e) Визуализацияның кіріктірілген құралдарының болуы;
Mathcad негізгі кемшіліктері :
a) Тар бағыттылық;
b) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы);
c) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
d) Модель әзірлеуші құралдары жоқ;
e) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
f) Пакет Microsoft Windows үйірінің операциялық жүйесінде (ОЖ) ғана жұмыс істейді. GPSS (General Purpose Simulation System - модельдеудің жалпымақсатты жүйесі).
GPSS - бұл имитациялық бағдарламаларды жүргізу үшін қолданылатын бағдарламалау тілі.
GPSS 1961 жылы әзірленді, ал оның соңғы нұсқасы Micro-GPSS 1996 жылы шықты. GPSS жүйесі имитациялық модельдеудің интуитивті түсінікті әдісімен оңтайландыру міндеттерін жедел және ерекше қиыншылықтарсыз шешуге мүмкіндік береді [12].
GPSS негізгі артықшылықтары:
a) Кең топтардағы міндеттерді шешуге арналады;
b) GPSS пакеті еркін түрде таратылады;
GPSS негізгі кемшіліктері:
a) GPSS - ескірген жүйе сондықтан құжатнамасы жеткіліксіз, әлсіз таратылады;
b) Модельдеудің басқа тілдерімен салыстырғанда икемділігі жеткіліксіз;
c) Модельдерді әзірлеу ортасы және визуализация құралдары жоқ;
d) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
e) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі [13].
AnyLogic.AnyLogic - қиын жүйелер мен процестерді имитациялық модельдеуге арналған бағдарламалық қамту. Бағдарламада қолданушының графикалық ортасы бар және ол модельдер әзірлеу үшін Java тілін пайдалануға мүмкіндік береді [14].
AnyLogic - келесі әдістерді қолдану арқылы модельдер жасауға мүмкіндік беретін имитациялық модельдеудің көп тәсілді құралы:
жүйелік динамика;
дискретті-оқиғалы модельдеу;
агенттік модельдеу.
AnyLogic бағдарламасының негізгі артықшылықтары:
a) Орнатылған көрсету құралдарының болуы;
b) Имитациялық моделдеуді жүргізуге арналған мықты, көп функциялы құрал;
c) Өнімнің кеңінен танымалдылығы көп мөлшердегі анықтамалық ақпараттың болуына әкеліп тіреді, сонымен бірге тәжірибелі қолданушылардың білікті көмегін алуға мүмкіндік береді;
d) Кеңеюшілік және сыртқы бағдарламалармен өзара әрекеттесу құралдарының болуы;
AnyLogic бағдарламасының негізгі кемшіліктері:
a) Модельдер әзірлейтін ортасы жоқ;
b) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
c) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
d) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы) [15].
National Instruments Electronics Workbench. National Instruments Electronics Workbench бағдарламалық өнімі әзірлеу құралы және электр тізбектерінің еліктегіші болып табылады, аналогты, сандық және аналогты-сандық тізбектерді схемалық көрсету және модельдеу үшін арналады және жеңіл интерфейсі мен кіріктірілген көмек құралдары бар бағдарлама болып саналады. Пакетте түзету, модельдеу құралдары және электр тізбектерін сынақтамалаудың виртуалдық құрал-саймандары, сондай-ақ, модельдерді талдаудың қосымша құралдары бар. Бұл бағдарламамен жұмыс істеу инженерге электр тізбектерін зерттеуге, әзірлеуге және дұрыстап, ретке келтіруге мүмкіндік береді[16].
Electronics Workbench негізгі артықшылықтары:
a) Кестелердің графикалық түзілісінің интуитивті түсінікті процесі;
b) Мәліметтерді жинау, өндеу және талдау, аспаптарды басқару, есептерді іздестіру және желілік интерфейстер арқылы мәліметтерді айырбастау кең мүмкіндіктері;
c) Әлемдік деңгейдегі оқыту және қолдау;
d) Өнімнің кеңінен танымалдылығы көп мөлшердегі анықтамалық ақпараттың болуына әкеліп тіреді, сонымен бірге тәжірибелі қолданушылардың білікті көмегін алуға мүмкіндік береді;
Electronics Workbench негізгі кемшіліктері:
a) Тар бағыттылық;
b) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
c) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы);
d) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
e) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
f) Танымал операциялық жүйелердің кейбірімен қолдалмайды [17].
National Instruments Lab VIEW. National Instruments Lab VIEW графикалық бағдарламалаудың аса тиімді ортасы болып есептеледі, бұл ортада уақыт пен қаражат өте аз жұмсалатын, өлшеу, басқару және сынақтамалаудың икемді және масштабталатын қосымшаларын жасауға болады.
Осы ерекшеліктерінің арқасында жаңадан бастағандар да, сарапшылар да Lab VIEW-те қосымшаларды жеңіл және тез жасай алады. Графикалық бағдарламалаудың интуитивті түсінікті процесі бағдарламалауға емес, өлшеулермен және басқарулармен байланысты проблемаларды шешуге көп көңіл бөлуге мүмкіндік береді [18].
Өзінің икемділігі мен масштабтылығының арқасында LabVIEW өнімдердің прототиптерін модельдеу мен әзірлеуден бастап, кең масштабтағы өндірістік сынақтарға дейінгі технологиялық процестің барлық кезеңдерінде қолданыла алады. LabVIEW кіріктірілген ортасының сигналдарды өлшеу үшін, нәтижелерді өндеп, мәліметтерді айырбастау үшін қолданылуы бүкіл кәсіпкерліктің өнімділігін көтереді.
LabVIEW бағдарламасының негізгі артықшылықтары:
a) Бағдарламалаудың толыққанды тілі;
b) Графикалық бағдарламалаудың интуитивті түсінікті процесі;
c) 200-ден аса аспаптарды драйверлік қолдау;
d) Мәліметтерді жинау, өндеу және талдау, аспаптарды басқару, есептерді іздестіру және желілік интерфейстер арқылы мәліметтерді айырбастау кең мүмкіндіктері;
e) Кодты интерактивті іздестіру мүмкіндігі;
f) Қосымшаларда шаблондардың болуы;
g) Компиляцияланғанбағдарламаларын орындаудың жоғары жылдамдылығы;
h) Әлемдік деңгейдегі оқыту және қолдау;
i) Мультиплатформалық
LabVIEW бағдарламасының негізгі кемшіліктері:
a) Тар бағыттылық;
b) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
c) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы);
d) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
e) Танымал операциялық жүйелердің кейбірімен қолдалмайды [19].
GNU Octave. GNU Octave - сандық сараптау міндеттерін шешуге арналған жүйе. Ол сызықтық және сызықтық емес математикалық есептерді шешуге, сондай-ақ, көбінесе, Matlab-пен үйлесетін тілді қолдана отырып, басқа арифметикалық тәжірибелерді орындауға арналған ыңғайлы командалық интерфейс болып табылады. Сондай-ақ, Octave бағдарламасындестелік өндеу үшін қолдануға болады.
Octave негізгі ерекшеліктері:
a) Сандық сараптау міндеттерін орындауға арналған күшті құрал;
b) Мультиплатформалық;
c) Еркін таратылатын өнім.
Octave негізгі кемшіліктері:
a) Тар бағыттылық;
b) Модель әзірлеу ортасының болмауы;
c) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
d) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
e) Визуализация құралдарының болмауы [20].
1.3 Имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесін құру қажеттілігі
Алдыңғы бөлімде көрініп тұрғандай, имитациялық моделдеулер жүргізудің қазіргі заманғы жүйелерінің кемшіліктер қатары бар. Біріншіден, қолданушы имитациялық моделдеулер жүргізу жүйесін тамаша білуі қажет, бұл қосымша дайындықты және оқуға кететін уақыт шығынын талап етеді. Имитациялық моделдеудің жүргізілу барысын үнемі бақылап тұрушы және қолданушымен диалогта болып, оған келесі әрекеттерді еске түсіру көмектерін және нұсқаулықтарын беруші интерфейс осы проблеманы жартылай шешуге көмектеседі.
Толыққанды имитациялық моделдеу жүргізу үшін зерттелінетін объектілердің моделін (аналитикалық сипаттамасын), қойылған міндетті шешу алгоритмін әзірлеп, бағдарламалау тілдерінің бірінде есептеу модулін іске асыру қажет. Демек, қолданушы зерттелінетін объектілердің заттар саласының, аналитикалық сипаттамалар, алгоритмдер жасау саласының маманы болуы қажет, сонымен қатар ол бағдарламалау дағдыларына ие болуы керек. Осының бәрі зерттеушілердің көпшілігінің өздігімен имитациялық моделдеуді жүргізе алмайтынына әкеледі. Имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесі (АЖ) осы проблеманы шешуге арналады. Аналитикалық сипаттамаларды, алгоритмдерді және есептеу модульдерін сақтауға арналған мәліметтердің орталықтандырылған қорын жүргізу мәліметтер қорындағы икемді іздеу тетігінің арқасында аналитикалық сипаттамаларды, алгоритмдерді және есептеу модульдерін әзірлеудің еңбекті көп қажет ететін процестерінен құтылуға мүмкіндік береді. Қолданушы мәліметтер қорынан дайын аналитикалық сипаттаманы шығара алады, ал ондай болмаған жағдайда - оның ұқсасын тауып, оны соңына дейін істеп бітіре алады [21].
Ең қиыны АСҚ-нан аналитикалық сипаттаманы таңдау міндетін шешу болып табылады. Бұл ретте бірнеше аналитикалық сипаттамаларды салыстырып, олардың ең жарамдырағын таңдау қажет. Бұл үшін төменде көрсетілген бірсыпыра талаптарды қарастырып өту қажет: заттар саласы, кіріс және шығыс параметрлері, мәтіндік сипаттама, теңдеу моделі, бағдарламалау тілі. Аналитикалық сипаттамаларды таңдау үшін және салыстыру үшін логикалық-лингвистикалық модельдерді қолдану арқылы айқын емес жиындар теориясын пайдалану едәуір перспективалық болып табылады.
Осылайша, берілген жұмыстың мақсаты - ақпараттық жүйені қолдану арқылы аналитикалық және имитациялық модельдеу процесінің тиімділігін арттыру. Қойылған мақсатқа жету үшін келесі мәселелерді шешу керек:
1) имитациялық моделдеуді жүргізу үшін объектілер мен процедуралық модельдердің аналитикалық сипаттамасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделін жасау;
2) Аналитикалық сипаттамалар қорынан (АСҚ), нәтижелер қорынан (НҚ), процедуралық модельдер мен есептеу модульдері қорынан (ЕМҚ) және білім қорынан (БҚ) тұратын ақпараттық ауқымының құрылымын әзірлеу;
3) шешім қабылдаушы тұлғаға (ШҚТ) аналитикалық сипаттама мен есептеу модулінің жасалу процесінің барысы туралы ақпарат алуға және оның өтуіне қолма-қол әсер етуге мүмкіндік беретін интерфейс дайындау;
4) имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесінің (АЖ) құрылымын негіздеу және ұсыну.
2 Процедуралық модельдер жүргізу процесі
2.1 Процедуралық моделдер жалпы сипаттамасы
Ақпараттық жүйенің ұқсас ақпараттық жүйелерден негізгі ерекше өзгешілігі оның интерфейсінің болуы болып табылады, оның көмегімен қолданушы имитациялық моделдеу процесінің барысы туралы біліп қана қоймай, нұсқаулар мен еске түсіру көмектерін ала алады, осымен байланысты қолданушының АЖ-мен өзара әрекеттесу сұлбасын әзірлеу қажеттілігі туындады. Модельдеудің сәйкестендірілген тілін UML қолдану осы міндетті жеңілдетуге және қолданушының АЖ-мен өзара әрекетін көрімдеуге мүмкіндік берді [22].
Қолданушының жүйедегі рөлін, сондай-ақ, оның қосалқы жүйелермен өзара әрекеттестігін көрсететін кооперациялар диаграммасы 2.1-суретте берілген. Қолданушының жүйемен өзара әрекеттестігін төрт кезеңге бөлуге болады. Интерфейстің көмегімен қолданушы тапсырманы тұжырымдайды, аналитикалық сипаттама мен есептеу модулін қалыптастыру процесін қадағалап, оған өзгерістер енгізеді, сонымен бірге алынған нәтижені талдап, оның іске жататындығы туралы шешім қабылдайды.
Сурет 2.1. UML кооперациясының кестесі.
Имитациялық моделдеу жүргізу процесінің процедуралық моделін толығырақ қарастырайын:
a) Басталуы;
b) Тапсырманы қалыптастыру және бастапқы мәліметтерді енгізу;
c) Қолданылатын теңдеу моделіне сәйкес келетін логикалық кілт қалыптастыру;
d) АСҚ-нан аналитикалық сипаттама таңдау;
e) Егер аналитикалық сипаттама табылмаса, аналитикалық сипаттаманы зерттеп дайындау;
f) Аналитикалық сипаттама қойылған міндеттің шарттарын қанағаттандырады ма, соны анықтау;
g) Егер аналитикалық сипаттама қойылған міндеттің шарттарын қанағаттандырмаса, оған түзетулер енгізу;
h) ЕМҚ-нан есептеу процедурасын таңдау;
i) Егер процедура табылмаса, жаңа есептеу процедурасын дайындау;
j) Қолданылатын есептеу процедурасына арналған ЕМҚ-нан есептеу модулін таңдау;
k) Егер есептеу модулі табылмаса, жаңа есептеу модулін әзірлеу;
l) Есептеу модулі міндеттің шарттарын қанағаттандырады ма, анықтау;
m) Егер есептеу модулі қойылған міндеттің шарттарын қанағаттандырмаса, оған түзетулер енгізу;
n) Алынған есептеу модулін компиляциялау және орындау;
o) Алынған нәтиже қанағаттандырады ма, анықтау?
p) Егер нәтиже қанағаттандырмаса, онда:
1) Есептеу модуліне толық анализ жасау;
2) Егер есептеу модулінде кемшіліктер табылса, h бөлімге өту;
3) Есептеу процедурасына толық анализ жасау;
4) Егер есептеу процедурасында кемшіліктер табылса, f бөлімге өту;
5) Теріс жағдайда d бөлімге өту;
q) Нәтижені тапсырманың шарттарына орай қалыптастыру;
r) Нәтижені нәтижелер қорына енгізу;
s) Қолданылған аналитикалық сипаттаманы АСҚ-на енгізу;
t) Қолданылған есептеу процедурасы;
u) есептеу модулін ЕМҚ-на енгізу;
v) Соңы.
АЖ-нің процедуралық моделі көрсетілген. Имитациялық моделдеуді жүргізу процесі тапсырманы қалыптастыруда 2.2-суретден басталады .
Тапсырманы қалыптастыру блогы сурет 2.3-те көрсетілген. Қолданушы келесілерді енгізуі керек:
a) қолданылатын теңдеу түрі;
b) кіріс параметрлер (мөлшері және түрі);
c) шығыс параметрлер (мөлшері және түрі);
d) объектінің заттар саласы;
e) аналитикалық сипаттамасын сипаттаушы негізгі сөздер.
Сурет 2.2. АЖ процедуралық моделі
Бұдан кейін енгізілген мәліметтердің дұрыстығы тексеріледі. Қателіктер тапса,
ондай жағдайда қолданушыға мәліметтерді қайтадан енгізу ұсынылады.
Сурет 2.3. Тапсырманы қалыптастыру блогы
Әйтпесе, имитациялық модельдеуді жүргізу процесін басқару есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесіне берілетін болады. АЖ интерфейсінің терезесі 2.4- суретте көрсетілген.
Сурет 2.4. Тапсырманы қалыптастыру кезеңіндегі интерфейс терезесі
2.2 Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың қосалқы жүйесі
Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың қосалқы жүйесінің міндеті тапсырманы қалыптастыру блогынан алынған мәліметтердің негізінде объектінің аналитикалық сипаттамасын дайындау болып табылады. Аналитикалық сипаттама бір немесе бірнеше объектілердің беталысын, UML-диаграмма кластарын, объектілер және жалпы зерттелінетін жүйе туралы егжей-тегжейлі түсінік алуға мүмкіндік беретін басқа да UML-диаграммалар жиынтығын сипаттайтын бір немесе бірнеше теңдеулер ретінде көрсетіледі [23].
Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың қосалқы жүйесінің құрамына төмендегілер кіреді:
логикалық кілттің қалыптасу моделі;
аналитикалық сипаттаманы таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделі;
аналитикалық сипаттаманы әзірлеу блогы;
аналитикалық сипаттаманы түзету блогы;
аналитикалық сипаттамалар қоры (АСҚ);
білім қоры (БҚ);
Қосалқы жүйе элементтерінің өзара әрекеттесу схемасы 2.5- суретте көрсетілген.
Сурет 2.5. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың қосалқы жүйесінің функционалдық схемасы
Аналитикалық сипаттаманың қалыптасу процесін қарастырайын. Аналитикалық сипаттаманы таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделінің кірісіне кіріс және шығыс параметрлер туралы ақпарат, заттар саласының және объектілерді сипаттаудың негізгі сөздері, сонымен қатар теңдеулер түрін сипаттаушы логикалық кілт келіп түседі. Бұл кілт логикалық кілттің қалыптасу моделінің көмегімен түрлендіріледі. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың логикалық-лингвистикалық моделінің бірегейлігі оның аналитикалық сипаттамалар қорынан тапсырманың шарттарын толық қанағаттандыратын аналитикалық сипаттамаларды ғана емес, ұқсастарды да шығаруға мүмкіндік беруінде болып табылады, бұл аналитикалық сипаттамаларды қалыптастыруға жұмсалатын уақытты айтарлықтай азайтады. Аналитикалық сипаттамаларды қалыптастырудың логикалық-лингвистикалық моделі 3-тарауда толығырақ қарастырылатын болады.
Интерфейстің терезесінде қойылған тапсырманы орындау үшін қаншалықты жарайтыны сипатталған жарамды модельдердің тізімі пайда болады. Аналитикалық сипаттаманы іздеу қалаулы нәтиже бермеген жағдайда қолданушыға ұқсас аналитикалық сипаттаманы істеп бітіру немесе жаңа аналитикалық сипаттама әзірлеу ұсынылады. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың процедуралық моделі 2.6- суретте көрсетілген.
Сурет 2.6. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың процедуралық моделі
Аналитикалық сипаттаманы әзірлеу блогы:
Имитациялық моделдеу жүргізудің осы кезеңінде қолданушыға аналитикалық сипаттаманы өздігінен әзірлеу ұсынылады. Бұл кезеңде келесі әрекеттерді орындау қажет:
a) Қолданушыдан аналитикалық сипаттама туралы барлық қажетті ақпаратты сұрау:
қолданылатын теңдеулер түрі;
кіріс және шығыс параметрлер (мөлшері және түрі);
заттар саласы;
заттар саласы мен аналитикалық сипаттаманың объектілерін сипаттайтын негізгі сөздер;
аналитикалық теңдеулер және бағдарламалау тілдерінде функциялар түрінде жасалған теңдеулер;
a) Қолданушымен UML Umbrello әзірлеу ортасында кластар диаграммасы, және, қажет болған жағдайда, басқа UML-диаграммалар әзірленеді. Барлық UML-диаграммалар файлдық серверге орналастырылуы керек.
b) Қолданушыдан алынған ақпарат қателіктердің болуына тексеріледі, олар болған жағдайда АСҚ-на енгізіледі [24].
Интерфейстің көмегімен АЖ қолданушыдан ақпарат сұрастырады. Интерфейстің терезесінде қолданушының әзірленіп жатқан аналитикалық сипаттама туралы барлық ақпаратты енгізуі қажет болатын арнайы форма пайда болады. Бұдан кейін интерфейстің ңұсқаулығын қолдана отырып, қолданушы пайдалынатын UML-диаграммаларының мөлшерін көрсетуі қажет, UML Umbrello әзірлеу ортасын іске қосып, өздігінен диаграммаларды әзірлеуі тиіс.
Содан соң әзірленген UML-диаграммаларын файлдық серверде сақтау керек. Бұл жерде келесі проблема туындайды. АЖ көп қолданылатын жүйе болып табылады, сондықтан екі бөлек қолданушы екі түрлі UML-диаграммаларын әзірлеп, бірақ оларды бір атаумен сақтайтын жағдай болуы мүмкін. Мұндай жағдайда диаграммалардың біреуі екіншісімен ауыстырылады да, АСҚ-ндағы деректер өз маңыздылығын жоғалтады. Бұл кемшілікті жою үшін келесі екі шешім қолданылады:
a) Файлдық серверде әрбір қолданушының қарауында бөлек папка болады. Ешқандай басқа қолданушы бұл папкаға өз файлдарын жаза алмайды;
b) Файлдың атауы кездейсоқ түрде АЖ түрлендіріледі. Қолданушыға түрлендірілген атауларды қолдана отырып, UML-диаграммаларын сақтау және файлдарды серверге енгізу кезінде интерфейстің нұсқауларын орындау ғана қалады [25].
Аналитикалық сипаттаманы аналитикалық сипаттамалар қорына кіргізбес бұрын, енгізілген мәліметтерді тексеру қажет. Тексеруді жүргізу үшін АЖ келесі қадамдарды орындайды:
a) Логикалық кілтті қалыптастыру моделінің көмегімен кілт түрлендіріліп, оның мағынасы тексеріледі;
b) Негізгі сөздер тапсырмасының дұрыстығы-бұрыстығы, болу-болмауы тексеріледі;
c) Файлдық серверде UML-диаграммаларының бар болуы тексеріледі.
Табысты тексеруден кейін аналитикалық сипаттама туралы барлық ақпарат АСҚ-на енгізіледі.
Аналитикалық сипаттаманы түзету блогы. Аналитикалық сипаттаманы түзету блогының жұмысы аналитикалық сипаттаманы әзірлеу блогының жұмысымен ұқсас келеді. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың логикалық-лингвистикалық моделінің бірегейлігі оның аналитикалық сипаттамалар қорынан тапсырманың шарттарын толық қанағаттандыратын аналитикалық сипаттамаларды ғана емес, ұқсастарды да шығаруға мүмкіндік беруінде болып табылады, бұл аналитикалық сипаттамаларды қалыптастыруға жұмсалатын уақытты айтарлықтай азайтады. Айырмашылығы - аналитикалық сипаттама туралы ақпарат қолданушыдан сұралмай, АСҚ-нан шығарылады. Қолданушы аналитикалық сипаттама мен UML-диаграмма туралы ақпараттарға қажетті түзетулер жасайды. Бұл үшін файлдық серверден диаграммалар жүктеп, оларды Umbrello-ның көмегімен ашу керек, қажеті өзгертулер енгізіп, интерфейстің терезесінде көрсетілген басқа атаумен файлдық серверге сақтау қажет. Бұл сәтсіз әрекеттер орын алған жағдайда кейін шегінуге мүмкіндік береді [26].
2.3 Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесі
Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесі бағдарламалау тілінде дайын есептеу модулін жасау үшін қызмет етеді. Қосалқы жүйенің құрамына төмендегілер кіреді:
есептеу процедурасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделі;
есептеу процедурасын әзірлеу блогы;
есептеу процедурасын түзету блогы;
есептеу модулін іздеу блогы;
жарамды функцияларды іздеу блогы;
есептеу модулін қалыптастыру блогы;
есептеу модульдерінің қоры (ЕМҚ);
білім қоры (БҚ).
Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесінің жұмысы есептеу процедурасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделінен басталады. Логикалық-лингвистикалық модель 3 тарауды толығырақ сипатталған. Модель табылған есептеу процедуралар тізімін, олардың тапсырманы шешу үшін қаншалықты жарайтынын сипаттай отырып, ЕМҚ-на қайтарады.
Бір де бір есептеу модулі табылмаған жағдайда қолданушыға есептеу модулін өздігінен әзірлеу ұсынылады. Егер табылған есептеу процедуралары қойылған тапсырманы толық қанағаттандырмаса, қолданушы ұқсас процедураға өзгертулер енгізуі керек. Бұдан кейін басқарушылық есептеу модулін іздеу блогына беріледі де, ЕМҚ-да есептеу процедурасы үшін есептеу модуліне іздеу жүзеге асырылады [27].
Егер есептеу модульдері табылмаса, жарамды функцияларды іздеу жүзеге асырылады да, табылған функцияларды қолдана отырып, қолданушы есептеу модулін қалыптастырады. Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесінің процедуралық моделі 2.7-суретте көрсетілген.
Сурет 2.7 . Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың процедуралық моделі.
Әзірлеу және түзету блоктары
Есептеу процедурасы (алгоритм) - тапсырманы шешу нәтижесіне қол жеткізуге арналған әрекеттер реттілігін сипаттаушы нұсқаулар жиыны болып табылады. Әрбір есептеу процедурасы үшін ЕМҚ-нда төмендегілер сақталады:
процедураның сәйкестендіру нөмірі;
берілген есептеу процедурасын қолданатын аналитикалық сипаттамаға сілтеу;
іздеу үшін негізгі сөздер;
процедураның мәтіндік сипаттамасы;
UML-диаграммасына сілтеу [28].
Жаңа есептеу процедурасын әзірлеу кезінде қолданушы интерфейстің нұсқауларын орындай отырып, есептеу процедурасының қай аналитикалық сипаттамаға жататынын көрсетуі және процедураның мәтіндік сипаттамасын дайындауы керек, сондай-ақ, UML Umbrello ортасы арқылы блок-тәсімін құрастырып, оны және файлды сақтауы керек, және, нұсқаулықтарға сәйкес, оны файлдық серверге жүктеуі қажет.
Есептеу процедурасын әзірлеу блогына басқарушылық есептеу процедурасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделі жарамды есептеу процедураларын таппаған жағдайда ғана беріледі.
Егер есептеу процедурасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделі ұқсас есептеу процедураларын тапқан болса, оларды істеп бітіру қажет, мұндай жағдайда басқарушылық есептеу процедураларын түзету блогына беріледі.
Бұл блоктың есептеу процедураларын әзірлеу блогынан өзгешілігі - қолданушы өзгертулерді процедураның мәтіндік сипаттамасы мен UML-диаграммасына енгізеді, ал қажет болған жағдайда іздеу үшін негізгі сөздерді ауыстырады, бұдан кейін есептеу процедурасы ЕМҚ-на енгізіледі, ал UML-диаграммасының файлы файлдық серверге жүктеледі. Деректердің тұтастығын АЖ қадағалайды, сондықтан қолданушы интерфейстің нұсқауларын нақты орындауы қажет.
Іздеу және қалыптастыру блоктары
Есептеу модулін іздеу блогының негізгі міндеті - таңдалған аналитикалық сипаттама мен есептеу модуліне сәйкес келетін есептеу модулін іріктеп алу. Бірінші кезекте есептеу модулін іздеу блогы ЕМҚ-нан бағдарламалаудың көрсетілген тіліне сәйкес келетін есептеу модульдерін шығарады.
Егер мұндай есептеу модульдері табылмаса, бағдарламалаудың басқа тілдеріндегі есептеу модульдері шығарылады. Егер мұндайлар да табылмаса, онда қолданушыға есептеу модулін қолмен істеу ұсынылады [29].
Есептеу модулін қалыптастыру блогы қойылған есепті шешіп, олардан есептеу модулін қалыптастыруға жарамды функцияларды іздеу үшін арналады. Иинтерфейстің арнайы формасының көмегімен қолданушы бағдарламалау тілі, функцияны сипаттаудағы негізгі сөздер, кіріс және шығыс параметрлер мөлшері сияқты іздеу параметрлерін енгізеді.
Бұдан кейін, интерфейстің нұсқауларын орындай отырып, қолданушы UML Umbrello әзірлеу ортасында UML-диаграммасын ашып, бағдарлама моделін түрлендіруі қажет және бағдарлама мәтініне табылған функцияны қосуы керек.
Егер есептеу модулін іздеу блогы басқа бағдарламалау тіліне арналған жарамды функцияны тапса, қолданушыға есептеу модулін істеп бітіру ұсынылады, яғни оны бағдарламалаудың бір тілінен екінші тіліне аудару керек [30].
2.4 Нәтиже талдауының қосалқы жүйесі
Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесінен кейін бағдарламаның бастапқы кодының компиляциялануы және оның орындалуы болады. Қолданушыға бағдарлама тілінің компиляторының жұмысындағы барлық ерекшеліктерді білудің қажеті жоқ. Барлық қажетті нұсқауларды ол интерфейстің көмегімен алады. Компиляцияланған бағдарлама орындалғаннан кейін мәтіндік түрде, графикалық түрде деректердің саны, жолдары немесе жинағы түріндегі нәтиже алынатын болады.
Қолданушыға алынған нәтижелермен танысып, оларды өздігінен бағалау ұсынылады. Алынған нәтижелер қанағаттандырмаған жағдайда қолданушыға есептеу модулін, есептеу процедурасын және аналитикалық сипаттаманы толығырақ талдап, қажетті түзетулер енгізу ұсынылады. Егер түзету қажет болмаса, онда АЖ жұмысы аяқталып, қателік туралы хабарлама беріледі. Қанағаттандыратын нәтиже алынған жағдайда нәтиженің қалыптасуы іске асырылады. Барлық қажетті файлдар бір архивке тоғыстырылып, интерфейстің нұсқауларына сәйкес файлдық серверге жүктеледі. Содан кейін АСҚ-на автоматты түрде қолданылған аналитикалық сипаттама туралы барлық ақпарат енгізіледі, ЕМҚ-на есептеу процедурасы мен есептеу модулі, ал НҚ-на шешілетін есеп пен алынған нәтижелер туралы ақпараттар енгізіледі.
2.5 Имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесінің дерекқоры
Имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесінің (АЖ) дерекқоры төмендегілерден тұрады:
аналитикалық сипаттамалар қоры;
есептеу модульдері қоры;
нәтижелер қоры;
білім қоры.
Дерекқорды жобалау кезінде UML Umbrello әзірлеу ортасын қолдану туралы шешім қабылданды. Umbrello-ны қолдану келесі артықшылықтарға қол жеткізуге мүмкіндік берді:
Көрнекілік. Дерекқор сұлбасы UML-диаграммасында көрсетілген, бұл бүкіл АЖ әзірлеуді жеңілдетеді;
Кодтың автоматты түрде түрленуі. Umbrello дерекқорын жасау үшін SQL-кодын түрлендіруге мүмкіндік береді [31].
Аналитикалық сипаттамалар қоры. Аналитикалық сипаттамалар қоры (АСҚ) зерттелінетін объектілердің аналитикалық сипаттамаларын, сондай-ақ, UML-диаграммаларын сақтау үшін қолданылады. АСҚ төрт кестеден тұрады: АО, P_obl, param және UML: id - аналитикалық сипаттаманың бірегей идентификаторы, пате - аналитикалық сипаттама атауы, keywords - аналитикалық сипаттаманың қысқаша сипаттамасы.
Соңғы кесте - UML. Ол UML-диаграммаларын сақтау үшін қызмет етеді және алты поледен тұрады: id - UML-диаграммасының бірегей идентификаторы, пате - UML-диаграмманың атауы, type - UML-диаграмманың түрі (кооперациялар диаграммасы, кластар диаграммасы және т.б.), file - файл атауы және файлдық сервердегі құрамында UML-диаграммасы бар оған дейінгі толық жол, id_aс UML-диаграмма немесе NULL қатысты аналитикалық сипаттаманың идентификаторын сақтайды және id_еp - UML-диаграмма немесе NULL қатыса
есептеу процедурасының идентификаторын сақтайды.
АО кестесі АСҚ-ның барлық үш кестесімен байланысты. id бағанасы алғашқы кілт болып табылады және param кестесінің id_ao бағанасымен әрі UML кестесінің id_ao бағанасымен байланысты. P_obl бағанасы алғашқы кілт болып табылатын P_obl кестесінің id бағанасымен байланысты. АО кестесі аналитикалық сипаттама туралы жалпы ақпаратты сақтау үшін қызмет етіп, бес бағанадан тұратыны 2.8- суретте көрсетілген.
Сурет 2.8 . АЖ дерекқорының құрылымы.
Аналитикалық сипаттаманы іздеу кезінде қолданушымен енгізілген негізгі сөздер осы өріспен салыстырылады. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Имитациялық моделдеу (ИМ) өткен ғасырдың 60-шы жылдарының басынан дами бастады. Ол кездері SIMULA, GPSS және SIMSCRIPT тәрізді әйгілі белгілік имтациялық моделдеу тілдері пайда болды.
Сосын 60 жылдан аса уақытта үнемі дамып, ИМ теориялық тәсілдері мен бағдарлмалақы құралдары жетілдіріліп отырылды. ИМ пайда болуы кезінде имитациялық моделдің өзін жасау және верификация құралдары дамуына көңіл көбірек бөлінді, қазіргі күні барлық ИМ тілдері қолданушыларға ең күрделі деген жүйелердің моделдерін жасауға мүмкіндік бере алатынын айтуға болады. Кейін тек қана модель құрып қана қоймай, сонымен қатар зерттеу жүргізу керек түсінігі жиірек келе бастады.
Бұл әжептәуір күрделі, итерациялық және ұзақ үрдіс - есепті қоюдан бастап, статистиканы жинау және өңдеу, имитациялық моделін құру, тәжірибелер жүргізу, тіпті зерттеу үрдісін құжаттау және моделдеу нәтижелері бойынша ұсыныстарды жасап шығаруға дейін болады.
ИМ заманауи тілдері мен жүйелері бір бағдарлама шегінде зерттеу үрдісінің маңызды бөлігін автоматтандыруға мүмкіндік береді.
Алайды бұл зерттемелер терең әдістемелік және теориялық пысықтауларсыз жүргізіліп отырған. Әр әзірлеуші алдымен өз коммерциялық қызығушылығын қанағаттандыру мақсатында істей алатынын жасап отырған. Басты әдістемелік қателік болып бұл барлық зерттемелер ИЗЖ дәстүрлі көзқарасы идеологиясына негізделіп жасалғандығы болып табылады. Сондықтан ИЗЖ заманауи модернизацияланған бағдарламалық құралдары тиімсіз, уақыт бойынша ұзақ және зерттеушінің жоғары біліктілігін талап етеді [1].
Қазіргі кезде ақпараттық технологиялардың дамуы имитациялық моделдеудің көмегімен шешілетін міндеттердің мөлшерінің өсуіне әкеліп тіреді. Алайда имитациялық моделдеу жүргізу үшін заттар саласының маманы болып қана қоймай, сондай-ақ, бағдарламалау, алгоритмдеу, математикалық модельдеу дағдыларын иеленіп, модематикалық модель (сипаттамалар) құра білу керек.
Мұның бәрі бір адамның имитациялық моделдеудің мәселесін өздігінен шеше алмайтынына әкеледі. Бағдарламалық өнімдердің нарығында имитациялық моделдеуді жүргізуді жартылай жеңілдетуге мүмкіндік беретін шешімдер бар. Мысалы, Maple, MatLab, Electronic Workbench бағдарламалық өнімдері. Алайда олардың айтарлықтай елеулі кемшіліктері бар.
Көрсетілген бағдарламалардың әрқайсысы қолдануда қиын болып табылады және қолданушыдан ұзақ әрі терең зерттеп үйренуді талап етеді, бұл имитациялық моделдеуді жүргізудің уақытын едәуір ұлғайтады [2].
Имитациялық моделдеулер жүргізу ақпараттық жүйелері (ИЗЖАЖ) қолданылу нарығы әлеуетті үлкен. Имитациялық моделдеулер өте маңызды, ал кейде тіпті инновацияларды бағалау және талдау, ұйымдар мен жобалардың шығындарын ықшамдау, еңбек өнімділігін арттыру және өнім шығарылуын көбейтудің жалғыз тәсілі болып табылады.
Практикада қабылданған ИЗЖАЖ қолдану көптеген бағыттары бар - банк ісі, экономикалық болжау, транспорттық логистика, өнеркәсіптік моделдеу, ұйымдастырушылық-техникалық жүйелер тиімділігін зерттеу, әскери операцияларды талдау, өндіріс энергиялық тиімділігін бағалау және т.б.
Аналитикалық сипаттамалардан, процедуралық модельдерден және есептеу модульдерінен тұратын орталықтандырылған дерекқор ұқсас тапсырмаларды орындау кезінде оны қайтадан әзірлеу қажеттілігінен құтылуға мүмкіндік береді. Ұқсас аналитикалық сипаттамалар мен процедуралық модельдерді іздеу тетігі имитациялық моделдеудің уақытын азайтуға мүмкіндік береді, себебі қолданушыда ұқсас процедуралық модельдерді немесе аналитикалық сипаттамаларды қайтадан әзірлемей-ақ, аяқтап істей алу мүмкіндігі болады [3].
Әлемде ИМ практикалық пайдаланылуының басталған нүктесі ретінде моделдеу арнайы тілдері мен жүйелері пайда болуын айтуға болады. Бұл тілдер: GPSS, SOL, 7 SIMSCRIPT, SIMULA, SLAM, НЕДИС, SIMAN, SIMULINK және т.б. Қазіргі кезде 50 жылдан аса дамуынан кейін ИМ жүздеген тілдері мен жүйелері пайда болды [4].
Имитациялық моделдеулер жүргізу ақпараттық жүйелері (ИЗЖАЖ) қолданылу нарығы әлеуетті үлкен. Имитациялық моделдеулер өте маңызды, ал кейде тіпті инновацияларды бағалау және талдау, ұйымдар мен жобалардың шығындарын ықшамдау, еңбек өнімділігін арттыру және өнім шығарылуын көбейтудің жалғыз тәсілі болып табылады.
Практикада қабылданған ИЗЖАЖ қолдану көптеген бағыттары бар - банк ісі, экономикалық болжау, транспорттық логистика, өнеркәсіптік моделдеу, ұйымдастырушылық-техникалық жүйелер тиімділігін зерттеу, әскери операцияларды талдау, өндіріс энергиялық тиімділігін бағалау және т.б.
Программалық құралдар арасында имитациялық моделдеу жүргізуді аз ғана жеңілдетуге мүмкіндік беретін құралдар бар. Мысалы, Maple, MatLab, Electronic Workbench құралдары, бұлардың өзіндік кемшіліктері бар.
Аталған программалық құралдың әр қайсысы эксплуатациялауда күрделі, қолданушыдан имитациялық моделдеу жүргізу уақытын арттыратын терең және ұзақ уақыт оқуды талап етеді. Ол өз бетінше қойылған есепті шешудің барлық әдістерін және тиімдісін таңдауды игеруі керек.
Ал аталған программалық құралдар нашар кеңейтілген: қолданушы тек сол программалық құралдың ішіндегі әдістермен және процедуралық моделдермен шектеліп қалады. Ол тағы да бар әдістерді қосуға, әзірлеуге мүмкіндігі болмайды, қосымша оқу қажет болады.
Кейбір елдерде бұл нарық әлдеқашан және табыста меңгерілуде. Мысалы, АҚШ-та бұл бірнеше миллиардтаған доллар тапсырыстары және солармен айналысатын жүздеген мыңдаған мамандары бар ірі индустрия болып табылады. Германияда, Ю.И. Толуев бағалаулары бойынша, жыл сайын ИЗЖАЖ бойынша 300 миллион 8 евродан аса құндылықты жобалар іске асырылуда. Басқа елдерде, соның ішінде Қазақстанда ИЗЖАЖ қолданылу нарығын дамыту үшін әлі де үлкен еңбек ету керек. Соңғы жылдары ИЗЖАЖ практикалық қолданылу артуы екпіні төмендеуі тенденциясы орын алуда. Мамандардың көбісі ИЗЖАЖ қолданылу нарығы қанықтырылмағандығы көзқарасында бірауызды болып отыр. Бұл керісінше зерттеу қажет жүйелер көбірек болғандығын айтады [5].
Қазіргі кезде ақпараттық технологиялардың дамуы имитациялық моделдеу жүргізудің көмегімен шешілетін есептердің көлемін арттырды. Бірақ та имитациялық моделдеу жүргізу үшін пәндік аймақта маман болумен қатар математикалық моделдеудің программалау, алгоритмдеу машықтарын игеру қажетті және аналитикалық моделді құра білуі керек. Мұның барлығы бір адам имитациялық моделдеудің тапсырмаларын өз бетінше орындай алмайтындығын білдіреді.
Программалық құралдар арасында имитациялық моделдеу жүргізуді аз ғана жеңілдетуге мүмкіндік беретін құралдар бар. Мысалы, Maple, MatLab, Electronic Workbench құралдары, бұлардың өзіндік кемшіліктері бар.
Аталған программалық құралдың әр қайсысы эксплуатациялауда күрделі, қолданушыдан имитациялық моделдеу жүргізу уақытын арттыратын терең және ұзақ уақыт оқуды талап етеді.
Ол өз бетінше қойылған есепті шешудің барлық әдістерін және тиімдісін таңдауды игеруі керек. Ал аталған программалық құралдар нашар кеңейтілген: қолданушы тек сол программалық құралдың ішіндегі әдістермен және процедуралық моделдермен шектеліп қалады. Ол тағы да бар әдістерді қосуға, әзірлеуге мүмкіндігі болмайды, қосымша оқу қажет болады.
Жоба мақсаты Имитациялық модельдеу көмегімен "Сату болжамының"
ақпараттық жүйесін кұру".
Жобаны орындау барысында қойылған мәселелерді шешу үшін жүйелі талдау, имитациялық модельдеу, айқын емес жиындар теориясы қолданылды.
Қойылған міндеттері:
a) Жобадағы объектілер мен процедуралық модельдердің аналитикалық сипаттамасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық модельдерін қарастыру;
b) аналитикалық сипаттамалар қорынан (АСҚ), нәтижелер қорынан (НҚ), процедуралық модельдер мен есептеу модульдері қоры (ЕМҚ) және білім қорынан (БҚ) тұратын ақпараттық жиымның құрылымын жинақтау;
c) қолданушыға техникалық объектінің аналитикалық сипаттамасы мен есептеу модулінің қалыптастырылу процесінің барысы туралы ақпарат алуға мүмкіндік беретін ақпараттық интерфейс құру және оның өтуіне қолма-қол ықпал жасау;
d) ақпараттық жүйесінің құрылымын дәлелдеу және ұсыну.
Кіріспеде таңдалған тақырыптың маңыздылығы негізделіп, жұмыстың мақсаты тұжырымдалған және міндеттер қойылған.
импликация операцияларын жүзеге асыру үшін және айқын емес қатынастарды құру үшін бірегей бір параметрлі Т-нормаларын қолданатын, аналиткалық сипаттамалар қорынан және есептеу модульдері қорынан аналитикалық сипаттамалар мен есептеу модульдерінің іріктемесін жүзеге асыруға мүмкіндік беретін аналитикалық сипаттамалар мен есептеу процедураларын таңдаудың логикалық-лингвистикалық модельдері жасалды;
аналитикалық сипаттамалардың, есептеу модульдерінің, процедуралық
модельдердің, UML-диаграммалардың және алынған нәтижелердің сақталуы мен ізделуін қамтамасыз ететін дерекқор құрылымы синтезделді, бұл өз кезегінде барлық қажетті ақпаратқа жетел қолжеткізім алуға, сондай-ақ имитациялық моделдеуді өткізуге жұмсалатын уақытты азайтуға мүмкіндік берді; қолданушыға техникалық объектінің аналитикалық сипаттамасы мен есептеу модульдерінің қалыптасу процесінің барысы туралы ақпаратты алуға және оған қолма-қол әсер етуге мүмкіндік беретін интерфейс құрылды;
аналитикалық сипаттамаларды қалыптастырудың, есептеу модулін қалыптастырудың, нәтиже анализін, аналитикалық сипаттамалар мен есептеу модульдерінің қорын, білім мен нәтижелерді қалыптастырудың қосалқы жүйелерінен тұратын, техникалық объектілердің аналитикалық сипаттамаларын дайындап шығаруға және имитациялық моделдеуді жасауға жұмсалатын уақыт қорын азайтуға мүмкіндік береді.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы аналитикалық сипаттамаларды құру және есептеу модульдерін таңдау процесінде алынған АЖ-ні қолдануда болып табылады, бұл техникалық объектілердің имитациялық моделдеуін жүргізуге дайындық ұзақтығын едәуір қысқартуға мүмкіндік береді.
1 Имитациялық моделдеу көмегімен ақпараттық жүйесін құру мәселесі
1.1 Имитациялық моделдеуді жүргізу мәселесі
Имитациялық модельдеу - бұл зерттеу кезінде зерттелінетін жүйенің осы жүйе туралы ақпаратты алу мақсатымен тәжірибелер жасалынатын шынайы жүйені айтарлықтай дәлділікпен сипаттайтын модельмен ауыстырылуы болатын зерттеу тәсілі [6].
Қазіргі уақытта имитациялық модельдеу (немесе зерттеу) ғылымның, өндірістің, бизнестің және тағы басқалардың түрлі салаларында жүргізілетін зерттеулер үшін көпшілік мақұлдаған тәсіл болып есептеледі. Имитациялық модельдеу ЭЕМ-да берілген кезең ішіндегі уакытта нақты объектілердің, процестердің және жүйелердің беталысын имитациялайтын математикалық модельдермен есептеуіш тәжірибелерін жүргізудің сандық әдісі болып табылады.
Осы орайда нақты процестер мен жүйелердің жұмыс істеуі қарапайым құбылыстарға, қосалқы жүйелерге және модульдерге уақталады. Осы қарапайым құбылыстардың, қосалқы жүйелердің және модульдердің жұмыс істеуі қарапайым құбылыстарды олардың логикалық құрылымы мен мерзімінді өту кезектілігін сақтай отырып имитациялайтын алгоритмдер жинағымен сипатталады [7]. Келесі жағдайларда имитациялық моделдеуді жүргізу ұсынылады:
a) Зерттеу міндетінің жетік қойылымы болмаған жағдайда және объектіні тану процесі өткен кезде. Имитациялық модель құбылысты танып-зерттеу құралы болып табылады.
b) Имитациялық моделдеу құбылыс пен нақты жағдайларды бақылау мүмкіндігінің болмағандығынан қиын жүйені зерттеудің жалғыз тәсілі болған жағдайда.
c) Имитация барысында құбылыстарды баяулату және жеделдету жолымен процестердің өтуін және жүйелер мен объектілердің беталысын бақылау қажет болған жағдайда.
d) Жобаланатын процестер мен жүйелердегі оқиғалардың реттілігі ерекше мәнге ие болып, модель нақты процестер мен жүйелердің жұмысындағы осал жерлерді болжау үшін қолданылған жағдайда.
1.2 Имитациялық моделдеуді жүргізудің қолданыстағы ақпараттық жүйелерінің талдауы
Қазіргі уақытта имитациялық моделдеуді жүргізуге арналған қарапайым және тегін, сондай-ақ. қиын және тар бағытталған коммерциялық өнімдер сияқты айтарлықтай көп құралдар бар.
Имитациялық моделдеуді жүргізудің едәуір танымал болғандарын қарастырайын.
MATLAB - бұл техникалық есептеулердің міндеттерін орындауға арналған қолданбалы бағдарламалар пакеті.
MATLAB тілі бағдарламалаудың жоғары деңгейлі тілі болып табылады. оның құрамында қалыптамаларға негізделінген мәліметтер құрылымы, қызметтердің кең спектрі, кіріктірілген әзірлеу ортасы, бағдарламалаудың басқа тілдерінде жазылған нысанға бағытталған жүйелер мен бағдарламаларға қосылайтын интерфейс бар[8].
MATLAB алгоритмдерді, соның ішінде нысанға бағытталған бағдарламалаудың тұжырымдамаларын қолдану арқылы жоғары деңгейлілерді әзірлеуге арналған қолайлы құралдарды ұсынады. оның құрамында әзірлеудің кіріктірілген ортасының ретке келтіргіш және профайлер сияқты барлық қажетті құралдары бар. Деректердің бүтін тұрпатымен жұмыс істеу алгоритмдерді жасауды жеңілдетеді. MATLAB пакетінің құрамында кестелер, соның ішінде үш бөлімді кестелер құруға, деректерді көзбен талдауға және кестелер жасауға арналған атқарымдардың көп мөлшері бар.
Имитациялық моделдеуді жүргізу кезінде келесі қиыншылықтар туындайды:
a) Имитациялық моделдеу жүргізу - бұл модельдер мен есептеу модульдерін жасауға көп күш пен уақытты талап ететін, еңбекті көп қажетсінетін процесс.
b) Имитациялық моделдеу жүргізуші адам тек зерттелінетін объектілер, жүйелер немесе процестер саласының ғана емес. бағдарламалау және модельдер жасау саласының да маманы болуы керек. Бұл имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесін әзірлеу қажеттілігіне әкеліп тіреді.
Кіріктірілген әзірлеу ортасы қолданушының басқарудың түрлі элементтері бар кестелік интерфейстерін жасауына мүмкіндік береді. MATLAB пакеті бағдарламалаудың басқа тілдерінле жазылған сыртқы ішкі бағдарламаларға, Component Object Model немесе Dynamic Data Exchange технологиялары арқылы байланысатын деректерге, клиенттерге және серверлерге, сондай-ақ, MATLAB-пен тікелей өзара әрекеттесетін шеткері құрылғыларға қолжеткізім алуға арналған түрлі интерфейстерден тұрады [9].
MATLAB-тың негізгі артықшылықтары:
a) Мультиплатформалық жүйе;
b) Визуализацияның кіріктірілген құралдарының болуы;
c) Математикалық есептерді шешуге арналған күшті көп атқарымдық құрал;
d) Өнімнің кеңінен танымалдылығы көп мөлшердегі анықтамалық ақпараттың болуына әкеліп тіреді, сонымен бірге тәжірибелі қолданушылардың білікті көмегін алуға мүмкіндік береді;
e) Кеңеюшілік және сыртқы бағдарламалармен өзара әрекеттесу құралдарының болуы.
MATLAB-тың негізгі кемшіліктері:
a) Тар бағыттылық. MATLAB пакеті математикалық есептерді шешуге арналған;
b) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
c) Модель әзірлеуші құралдары жоқ;
d) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы).
e) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ.
MathCad. Mathcad - инженерлік және ғылыми есептерді орындауға және құжаттауға арналған бағдарлама [10].
Mathcad бағдарламасының негізгі мүмкіндіктері:
Түрлі сандық әдістермен дифференциялық теңдеулерді шешу;
Функциялардың екі және үш өлшемді графиктерін құру;
Теңдеулерде де, мәтінде де грек әліппесін қолдану;
Есептеулерді таңбалық тәртіптемеде орындау;
Операцияларды векторлармен және матрицалармен орындау;
Теңдеу жүйелерін таңбалық шешу;
Қисықтарды жуықтау;
Ішкі бағдарламаларды орындау;
Көпмүшелер мен функциялардың түбірлерін іздеу;
Статистикалық есептер жүргізу және ықтималдықтың үлестірілуімен жұмыс істеу;
Меншікті сандар мен векторларды іздеу;
Өлшем бірліктерімен есептеулер;
Автоматтандырылған жобалау жүйелерімен (АЖЖ) бірігу, есептеу нәтижелерін басқарушы параметрлер ретінде қолдану.
Берілген бағдарламаның бағдарламалаумен аз таныс болған қолданушыларға арналғанына қарамастан, ол айтарлықтай қиын жобаларда үлестірілген есептерді және бағдарламалаудың дәстүрлі тірдерін қолдану арқылы математикалық модельдеудің нәтижелерін көрсету үшін қолданыла береді.
Сондай-ақ, Mathcad жол тарту мен стандарттардың сәйкестілігінің үлкен маңызы бар ірі инженерлік жобаларда жиі қолданылады[11].
Mathcad бағдарламасының негізгі артықшылықтары:
a) Орнатылған көрсету құралдарының болуы;
b) АЖЖ міндеттерін шешуге арналған мықты, көп функциялы құрал;
c) Өнімнің кеңінен танымалдылығы көп мөлшердегі анықтамалық ақпараттың болуына әкеліп тіреді, сонымен бірге тәжірибелі қолданушылардың білікті көмегін алуға мүмкіндік береді;
d) Кеңеюшілік және сыртқы бағдарламалармен өзара әрекеттесу құралдарының болуы;
e) Визуализацияның кіріктірілген құралдарының болуы;
Mathcad негізгі кемшіліктері :
a) Тар бағыттылық;
b) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы);
c) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
d) Модель әзірлеуші құралдары жоқ;
e) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
f) Пакет Microsoft Windows үйірінің операциялық жүйесінде (ОЖ) ғана жұмыс істейді. GPSS (General Purpose Simulation System - модельдеудің жалпымақсатты жүйесі).
GPSS - бұл имитациялық бағдарламаларды жүргізу үшін қолданылатын бағдарламалау тілі.
GPSS 1961 жылы әзірленді, ал оның соңғы нұсқасы Micro-GPSS 1996 жылы шықты. GPSS жүйесі имитациялық модельдеудің интуитивті түсінікті әдісімен оңтайландыру міндеттерін жедел және ерекше қиыншылықтарсыз шешуге мүмкіндік береді [12].
GPSS негізгі артықшылықтары:
a) Кең топтардағы міндеттерді шешуге арналады;
b) GPSS пакеті еркін түрде таратылады;
GPSS негізгі кемшіліктері:
a) GPSS - ескірген жүйе сондықтан құжатнамасы жеткіліксіз, әлсіз таратылады;
b) Модельдеудің басқа тілдерімен салыстырғанда икемділігі жеткіліксіз;
c) Модельдерді әзірлеу ортасы және визуализация құралдары жоқ;
d) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
e) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі [13].
AnyLogic.AnyLogic - қиын жүйелер мен процестерді имитациялық модельдеуге арналған бағдарламалық қамту. Бағдарламада қолданушының графикалық ортасы бар және ол модельдер әзірлеу үшін Java тілін пайдалануға мүмкіндік береді [14].
AnyLogic - келесі әдістерді қолдану арқылы модельдер жасауға мүмкіндік беретін имитациялық модельдеудің көп тәсілді құралы:
жүйелік динамика;
дискретті-оқиғалы модельдеу;
агенттік модельдеу.
AnyLogic бағдарламасының негізгі артықшылықтары:
a) Орнатылған көрсету құралдарының болуы;
b) Имитациялық моделдеуді жүргізуге арналған мықты, көп функциялы құрал;
c) Өнімнің кеңінен танымалдылығы көп мөлшердегі анықтамалық ақпараттың болуына әкеліп тіреді, сонымен бірге тәжірибелі қолданушылардың білікті көмегін алуға мүмкіндік береді;
d) Кеңеюшілік және сыртқы бағдарламалармен өзара әрекеттесу құралдарының болуы;
AnyLogic бағдарламасының негізгі кемшіліктері:
a) Модельдер әзірлейтін ортасы жоқ;
b) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
c) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
d) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы) [15].
National Instruments Electronics Workbench. National Instruments Electronics Workbench бағдарламалық өнімі әзірлеу құралы және электр тізбектерінің еліктегіші болып табылады, аналогты, сандық және аналогты-сандық тізбектерді схемалық көрсету және модельдеу үшін арналады және жеңіл интерфейсі мен кіріктірілген көмек құралдары бар бағдарлама болып саналады. Пакетте түзету, модельдеу құралдары және электр тізбектерін сынақтамалаудың виртуалдық құрал-саймандары, сондай-ақ, модельдерді талдаудың қосымша құралдары бар. Бұл бағдарламамен жұмыс істеу инженерге электр тізбектерін зерттеуге, әзірлеуге және дұрыстап, ретке келтіруге мүмкіндік береді[16].
Electronics Workbench негізгі артықшылықтары:
a) Кестелердің графикалық түзілісінің интуитивті түсінікті процесі;
b) Мәліметтерді жинау, өндеу және талдау, аспаптарды басқару, есептерді іздестіру және желілік интерфейстер арқылы мәліметтерді айырбастау кең мүмкіндіктері;
c) Әлемдік деңгейдегі оқыту және қолдау;
d) Өнімнің кеңінен танымалдылығы көп мөлшердегі анықтамалық ақпараттың болуына әкеліп тіреді, сонымен бірге тәжірибелі қолданушылардың білікті көмегін алуға мүмкіндік береді;
Electronics Workbench негізгі кемшіліктері:
a) Тар бағыттылық;
b) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
c) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы);
d) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
e) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
f) Танымал операциялық жүйелердің кейбірімен қолдалмайды [17].
National Instruments Lab VIEW. National Instruments Lab VIEW графикалық бағдарламалаудың аса тиімді ортасы болып есептеледі, бұл ортада уақыт пен қаражат өте аз жұмсалатын, өлшеу, басқару және сынақтамалаудың икемді және масштабталатын қосымшаларын жасауға болады.
Осы ерекшеліктерінің арқасында жаңадан бастағандар да, сарапшылар да Lab VIEW-те қосымшаларды жеңіл және тез жасай алады. Графикалық бағдарламалаудың интуитивті түсінікті процесі бағдарламалауға емес, өлшеулермен және басқарулармен байланысты проблемаларды шешуге көп көңіл бөлуге мүмкіндік береді [18].
Өзінің икемділігі мен масштабтылығының арқасында LabVIEW өнімдердің прототиптерін модельдеу мен әзірлеуден бастап, кең масштабтағы өндірістік сынақтарға дейінгі технологиялық процестің барлық кезеңдерінде қолданыла алады. LabVIEW кіріктірілген ортасының сигналдарды өлшеу үшін, нәтижелерді өндеп, мәліметтерді айырбастау үшін қолданылуы бүкіл кәсіпкерліктің өнімділігін көтереді.
LabVIEW бағдарламасының негізгі артықшылықтары:
a) Бағдарламалаудың толыққанды тілі;
b) Графикалық бағдарламалаудың интуитивті түсінікті процесі;
c) 200-ден аса аспаптарды драйверлік қолдау;
d) Мәліметтерді жинау, өндеу және талдау, аспаптарды басқару, есептерді іздестіру және желілік интерфейстер арқылы мәліметтерді айырбастау кең мүмкіндіктері;
e) Кодты интерактивті іздестіру мүмкіндігі;
f) Қосымшаларда шаблондардың болуы;
g) Компиляцияланғанбағдарламаларын орындаудың жоғары жылдамдылығы;
h) Әлемдік деңгейдегі оқыту және қолдау;
i) Мультиплатформалық
LabVIEW бағдарламасының негізгі кемшіліктері:
a) Тар бағыттылық;
b) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
c) Өнімнің жоғары құны (қымбаттылығы);
d) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
e) Танымал операциялық жүйелердің кейбірімен қолдалмайды [19].
GNU Octave. GNU Octave - сандық сараптау міндеттерін шешуге арналған жүйе. Ол сызықтық және сызықтық емес математикалық есептерді шешуге, сондай-ақ, көбінесе, Matlab-пен үйлесетін тілді қолдана отырып, басқа арифметикалық тәжірибелерді орындауға арналған ыңғайлы командалық интерфейс болып табылады. Сондай-ақ, Octave бағдарламасындестелік өндеу үшін қолдануға болады.
Octave негізгі ерекшеліктері:
a) Сандық сараптау міндеттерін орындауға арналған күшті құрал;
b) Мультиплатформалық;
c) Еркін таратылатын өнім.
Octave негізгі кемшіліктері:
a) Тар бағыттылық;
b) Модель әзірлеу ортасының болмауы;
c) Модельдердің, алгоритмдердің және есептеу модульдерінің орталықтандырылған қоры, сондай-ақ, іздеу тетігі жоқ;
d) Қолданушының арнайы дайындығының қажеттілігі;
e) Визуализация құралдарының болмауы [20].
1.3 Имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесін құру қажеттілігі
Алдыңғы бөлімде көрініп тұрғандай, имитациялық моделдеулер жүргізудің қазіргі заманғы жүйелерінің кемшіліктер қатары бар. Біріншіден, қолданушы имитациялық моделдеулер жүргізу жүйесін тамаша білуі қажет, бұл қосымша дайындықты және оқуға кететін уақыт шығынын талап етеді. Имитациялық моделдеудің жүргізілу барысын үнемі бақылап тұрушы және қолданушымен диалогта болып, оған келесі әрекеттерді еске түсіру көмектерін және нұсқаулықтарын беруші интерфейс осы проблеманы жартылай шешуге көмектеседі.
Толыққанды имитациялық моделдеу жүргізу үшін зерттелінетін объектілердің моделін (аналитикалық сипаттамасын), қойылған міндетті шешу алгоритмін әзірлеп, бағдарламалау тілдерінің бірінде есептеу модулін іске асыру қажет. Демек, қолданушы зерттелінетін объектілердің заттар саласының, аналитикалық сипаттамалар, алгоритмдер жасау саласының маманы болуы қажет, сонымен қатар ол бағдарламалау дағдыларына ие болуы керек. Осының бәрі зерттеушілердің көпшілігінің өздігімен имитациялық моделдеуді жүргізе алмайтынына әкеледі. Имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесі (АЖ) осы проблеманы шешуге арналады. Аналитикалық сипаттамаларды, алгоритмдерді және есептеу модульдерін сақтауға арналған мәліметтердің орталықтандырылған қорын жүргізу мәліметтер қорындағы икемді іздеу тетігінің арқасында аналитикалық сипаттамаларды, алгоритмдерді және есептеу модульдерін әзірлеудің еңбекті көп қажет ететін процестерінен құтылуға мүмкіндік береді. Қолданушы мәліметтер қорынан дайын аналитикалық сипаттаманы шығара алады, ал ондай болмаған жағдайда - оның ұқсасын тауып, оны соңына дейін істеп бітіре алады [21].
Ең қиыны АСҚ-нан аналитикалық сипаттаманы таңдау міндетін шешу болып табылады. Бұл ретте бірнеше аналитикалық сипаттамаларды салыстырып, олардың ең жарамдырағын таңдау қажет. Бұл үшін төменде көрсетілген бірсыпыра талаптарды қарастырып өту қажет: заттар саласы, кіріс және шығыс параметрлері, мәтіндік сипаттама, теңдеу моделі, бағдарламалау тілі. Аналитикалық сипаттамаларды таңдау үшін және салыстыру үшін логикалық-лингвистикалық модельдерді қолдану арқылы айқын емес жиындар теориясын пайдалану едәуір перспективалық болып табылады.
Осылайша, берілген жұмыстың мақсаты - ақпараттық жүйені қолдану арқылы аналитикалық және имитациялық модельдеу процесінің тиімділігін арттыру. Қойылған мақсатқа жету үшін келесі мәселелерді шешу керек:
1) имитациялық моделдеуді жүргізу үшін объектілер мен процедуралық модельдердің аналитикалық сипаттамасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделін жасау;
2) Аналитикалық сипаттамалар қорынан (АСҚ), нәтижелер қорынан (НҚ), процедуралық модельдер мен есептеу модульдері қорынан (ЕМҚ) және білім қорынан (БҚ) тұратын ақпараттық ауқымының құрылымын әзірлеу;
3) шешім қабылдаушы тұлғаға (ШҚТ) аналитикалық сипаттама мен есептеу модулінің жасалу процесінің барысы туралы ақпарат алуға және оның өтуіне қолма-қол әсер етуге мүмкіндік беретін интерфейс дайындау;
4) имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесінің (АЖ) құрылымын негіздеу және ұсыну.
2 Процедуралық модельдер жүргізу процесі
2.1 Процедуралық моделдер жалпы сипаттамасы
Ақпараттық жүйенің ұқсас ақпараттық жүйелерден негізгі ерекше өзгешілігі оның интерфейсінің болуы болып табылады, оның көмегімен қолданушы имитациялық моделдеу процесінің барысы туралы біліп қана қоймай, нұсқаулар мен еске түсіру көмектерін ала алады, осымен байланысты қолданушының АЖ-мен өзара әрекеттесу сұлбасын әзірлеу қажеттілігі туындады. Модельдеудің сәйкестендірілген тілін UML қолдану осы міндетті жеңілдетуге және қолданушының АЖ-мен өзара әрекетін көрімдеуге мүмкіндік берді [22].
Қолданушының жүйедегі рөлін, сондай-ақ, оның қосалқы жүйелермен өзара әрекеттестігін көрсететін кооперациялар диаграммасы 2.1-суретте берілген. Қолданушының жүйемен өзара әрекеттестігін төрт кезеңге бөлуге болады. Интерфейстің көмегімен қолданушы тапсырманы тұжырымдайды, аналитикалық сипаттама мен есептеу модулін қалыптастыру процесін қадағалап, оған өзгерістер енгізеді, сонымен бірге алынған нәтижені талдап, оның іске жататындығы туралы шешім қабылдайды.
Сурет 2.1. UML кооперациясының кестесі.
Имитациялық моделдеу жүргізу процесінің процедуралық моделін толығырақ қарастырайын:
a) Басталуы;
b) Тапсырманы қалыптастыру және бастапқы мәліметтерді енгізу;
c) Қолданылатын теңдеу моделіне сәйкес келетін логикалық кілт қалыптастыру;
d) АСҚ-нан аналитикалық сипаттама таңдау;
e) Егер аналитикалық сипаттама табылмаса, аналитикалық сипаттаманы зерттеп дайындау;
f) Аналитикалық сипаттама қойылған міндеттің шарттарын қанағаттандырады ма, соны анықтау;
g) Егер аналитикалық сипаттама қойылған міндеттің шарттарын қанағаттандырмаса, оған түзетулер енгізу;
h) ЕМҚ-нан есептеу процедурасын таңдау;
i) Егер процедура табылмаса, жаңа есептеу процедурасын дайындау;
j) Қолданылатын есептеу процедурасына арналған ЕМҚ-нан есептеу модулін таңдау;
k) Егер есептеу модулі табылмаса, жаңа есептеу модулін әзірлеу;
l) Есептеу модулі міндеттің шарттарын қанағаттандырады ма, анықтау;
m) Егер есептеу модулі қойылған міндеттің шарттарын қанағаттандырмаса, оған түзетулер енгізу;
n) Алынған есептеу модулін компиляциялау және орындау;
o) Алынған нәтиже қанағаттандырады ма, анықтау?
p) Егер нәтиже қанағаттандырмаса, онда:
1) Есептеу модуліне толық анализ жасау;
2) Егер есептеу модулінде кемшіліктер табылса, h бөлімге өту;
3) Есептеу процедурасына толық анализ жасау;
4) Егер есептеу процедурасында кемшіліктер табылса, f бөлімге өту;
5) Теріс жағдайда d бөлімге өту;
q) Нәтижені тапсырманың шарттарына орай қалыптастыру;
r) Нәтижені нәтижелер қорына енгізу;
s) Қолданылған аналитикалық сипаттаманы АСҚ-на енгізу;
t) Қолданылған есептеу процедурасы;
u) есептеу модулін ЕМҚ-на енгізу;
v) Соңы.
АЖ-нің процедуралық моделі көрсетілген. Имитациялық моделдеуді жүргізу процесі тапсырманы қалыптастыруда 2.2-суретден басталады .
Тапсырманы қалыптастыру блогы сурет 2.3-те көрсетілген. Қолданушы келесілерді енгізуі керек:
a) қолданылатын теңдеу түрі;
b) кіріс параметрлер (мөлшері және түрі);
c) шығыс параметрлер (мөлшері және түрі);
d) объектінің заттар саласы;
e) аналитикалық сипаттамасын сипаттаушы негізгі сөздер.
Сурет 2.2. АЖ процедуралық моделі
Бұдан кейін енгізілген мәліметтердің дұрыстығы тексеріледі. Қателіктер тапса,
ондай жағдайда қолданушыға мәліметтерді қайтадан енгізу ұсынылады.
Сурет 2.3. Тапсырманы қалыптастыру блогы
Әйтпесе, имитациялық модельдеуді жүргізу процесін басқару есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесіне берілетін болады. АЖ интерфейсінің терезесі 2.4- суретте көрсетілген.
Сурет 2.4. Тапсырманы қалыптастыру кезеңіндегі интерфейс терезесі
2.2 Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың қосалқы жүйесі
Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың қосалқы жүйесінің міндеті тапсырманы қалыптастыру блогынан алынған мәліметтердің негізінде объектінің аналитикалық сипаттамасын дайындау болып табылады. Аналитикалық сипаттама бір немесе бірнеше объектілердің беталысын, UML-диаграмма кластарын, объектілер және жалпы зерттелінетін жүйе туралы егжей-тегжейлі түсінік алуға мүмкіндік беретін басқа да UML-диаграммалар жиынтығын сипаттайтын бір немесе бірнеше теңдеулер ретінде көрсетіледі [23].
Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың қосалқы жүйесінің құрамына төмендегілер кіреді:
логикалық кілттің қалыптасу моделі;
аналитикалық сипаттаманы таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделі;
аналитикалық сипаттаманы әзірлеу блогы;
аналитикалық сипаттаманы түзету блогы;
аналитикалық сипаттамалар қоры (АСҚ);
білім қоры (БҚ);
Қосалқы жүйе элементтерінің өзара әрекеттесу схемасы 2.5- суретте көрсетілген.
Сурет 2.5. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың қосалқы жүйесінің функционалдық схемасы
Аналитикалық сипаттаманың қалыптасу процесін қарастырайын. Аналитикалық сипаттаманы таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделінің кірісіне кіріс және шығыс параметрлер туралы ақпарат, заттар саласының және объектілерді сипаттаудың негізгі сөздері, сонымен қатар теңдеулер түрін сипаттаушы логикалық кілт келіп түседі. Бұл кілт логикалық кілттің қалыптасу моделінің көмегімен түрлендіріледі. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың логикалық-лингвистикалық моделінің бірегейлігі оның аналитикалық сипаттамалар қорынан тапсырманың шарттарын толық қанағаттандыратын аналитикалық сипаттамаларды ғана емес, ұқсастарды да шығаруға мүмкіндік беруінде болып табылады, бұл аналитикалық сипаттамаларды қалыптастыруға жұмсалатын уақытты айтарлықтай азайтады. Аналитикалық сипаттамаларды қалыптастырудың логикалық-лингвистикалық моделі 3-тарауда толығырақ қарастырылатын болады.
Интерфейстің терезесінде қойылған тапсырманы орындау үшін қаншалықты жарайтыны сипатталған жарамды модельдердің тізімі пайда болады. Аналитикалық сипаттаманы іздеу қалаулы нәтиже бермеген жағдайда қолданушыға ұқсас аналитикалық сипаттаманы істеп бітіру немесе жаңа аналитикалық сипаттама әзірлеу ұсынылады. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың процедуралық моделі 2.6- суретте көрсетілген.
Сурет 2.6. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың процедуралық моделі
Аналитикалық сипаттаманы әзірлеу блогы:
Имитациялық моделдеу жүргізудің осы кезеңінде қолданушыға аналитикалық сипаттаманы өздігінен әзірлеу ұсынылады. Бұл кезеңде келесі әрекеттерді орындау қажет:
a) Қолданушыдан аналитикалық сипаттама туралы барлық қажетті ақпаратты сұрау:
қолданылатын теңдеулер түрі;
кіріс және шығыс параметрлер (мөлшері және түрі);
заттар саласы;
заттар саласы мен аналитикалық сипаттаманың объектілерін сипаттайтын негізгі сөздер;
аналитикалық теңдеулер және бағдарламалау тілдерінде функциялар түрінде жасалған теңдеулер;
a) Қолданушымен UML Umbrello әзірлеу ортасында кластар диаграммасы, және, қажет болған жағдайда, басқа UML-диаграммалар әзірленеді. Барлық UML-диаграммалар файлдық серверге орналастырылуы керек.
b) Қолданушыдан алынған ақпарат қателіктердің болуына тексеріледі, олар болған жағдайда АСҚ-на енгізіледі [24].
Интерфейстің көмегімен АЖ қолданушыдан ақпарат сұрастырады. Интерфейстің терезесінде қолданушының әзірленіп жатқан аналитикалық сипаттама туралы барлық ақпаратты енгізуі қажет болатын арнайы форма пайда болады. Бұдан кейін интерфейстің ңұсқаулығын қолдана отырып, қолданушы пайдалынатын UML-диаграммаларының мөлшерін көрсетуі қажет, UML Umbrello әзірлеу ортасын іске қосып, өздігінен диаграммаларды әзірлеуі тиіс.
Содан соң әзірленген UML-диаграммаларын файлдық серверде сақтау керек. Бұл жерде келесі проблема туындайды. АЖ көп қолданылатын жүйе болып табылады, сондықтан екі бөлек қолданушы екі түрлі UML-диаграммаларын әзірлеп, бірақ оларды бір атаумен сақтайтын жағдай болуы мүмкін. Мұндай жағдайда диаграммалардың біреуі екіншісімен ауыстырылады да, АСҚ-ндағы деректер өз маңыздылығын жоғалтады. Бұл кемшілікті жою үшін келесі екі шешім қолданылады:
a) Файлдық серверде әрбір қолданушының қарауында бөлек папка болады. Ешқандай басқа қолданушы бұл папкаға өз файлдарын жаза алмайды;
b) Файлдың атауы кездейсоқ түрде АЖ түрлендіріледі. Қолданушыға түрлендірілген атауларды қолдана отырып, UML-диаграммаларын сақтау және файлдарды серверге енгізу кезінде интерфейстің нұсқауларын орындау ғана қалады [25].
Аналитикалық сипаттаманы аналитикалық сипаттамалар қорына кіргізбес бұрын, енгізілген мәліметтерді тексеру қажет. Тексеруді жүргізу үшін АЖ келесі қадамдарды орындайды:
a) Логикалық кілтті қалыптастыру моделінің көмегімен кілт түрлендіріліп, оның мағынасы тексеріледі;
b) Негізгі сөздер тапсырмасының дұрыстығы-бұрыстығы, болу-болмауы тексеріледі;
c) Файлдық серверде UML-диаграммаларының бар болуы тексеріледі.
Табысты тексеруден кейін аналитикалық сипаттама туралы барлық ақпарат АСҚ-на енгізіледі.
Аналитикалық сипаттаманы түзету блогы. Аналитикалық сипаттаманы түзету блогының жұмысы аналитикалық сипаттаманы әзірлеу блогының жұмысымен ұқсас келеді. Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың логикалық-лингвистикалық моделінің бірегейлігі оның аналитикалық сипаттамалар қорынан тапсырманың шарттарын толық қанағаттандыратын аналитикалық сипаттамаларды ғана емес, ұқсастарды да шығаруға мүмкіндік беруінде болып табылады, бұл аналитикалық сипаттамаларды қалыптастыруға жұмсалатын уақытты айтарлықтай азайтады. Айырмашылығы - аналитикалық сипаттама туралы ақпарат қолданушыдан сұралмай, АСҚ-нан шығарылады. Қолданушы аналитикалық сипаттама мен UML-диаграмма туралы ақпараттарға қажетті түзетулер жасайды. Бұл үшін файлдық серверден диаграммалар жүктеп, оларды Umbrello-ның көмегімен ашу керек, қажеті өзгертулер енгізіп, интерфейстің терезесінде көрсетілген басқа атаумен файлдық серверге сақтау қажет. Бұл сәтсіз әрекеттер орын алған жағдайда кейін шегінуге мүмкіндік береді [26].
2.3 Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесі
Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесі бағдарламалау тілінде дайын есептеу модулін жасау үшін қызмет етеді. Қосалқы жүйенің құрамына төмендегілер кіреді:
есептеу процедурасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделі;
есептеу процедурасын әзірлеу блогы;
есептеу процедурасын түзету блогы;
есептеу модулін іздеу блогы;
жарамды функцияларды іздеу блогы;
есептеу модулін қалыптастыру блогы;
есептеу модульдерінің қоры (ЕМҚ);
білім қоры (БҚ).
Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесінің жұмысы есептеу процедурасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделінен басталады. Логикалық-лингвистикалық модель 3 тарауды толығырақ сипатталған. Модель табылған есептеу процедуралар тізімін, олардың тапсырманы шешу үшін қаншалықты жарайтынын сипаттай отырып, ЕМҚ-на қайтарады.
Бір де бір есептеу модулі табылмаған жағдайда қолданушыға есептеу модулін өздігінен әзірлеу ұсынылады. Егер табылған есептеу процедуралары қойылған тапсырманы толық қанағаттандырмаса, қолданушы ұқсас процедураға өзгертулер енгізуі керек. Бұдан кейін басқарушылық есептеу модулін іздеу блогына беріледі де, ЕМҚ-да есептеу процедурасы үшін есептеу модуліне іздеу жүзеге асырылады [27].
Егер есептеу модульдері табылмаса, жарамды функцияларды іздеу жүзеге асырылады да, табылған функцияларды қолдана отырып, қолданушы есептеу модулін қалыптастырады. Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесінің процедуралық моделі 2.7-суретте көрсетілген.
Сурет 2.7 . Аналитикалық сипаттаманы қалыптастырудың процедуралық моделі.
Әзірлеу және түзету блоктары
Есептеу процедурасы (алгоритм) - тапсырманы шешу нәтижесіне қол жеткізуге арналған әрекеттер реттілігін сипаттаушы нұсқаулар жиыны болып табылады. Әрбір есептеу процедурасы үшін ЕМҚ-нда төмендегілер сақталады:
процедураның сәйкестендіру нөмірі;
берілген есептеу процедурасын қолданатын аналитикалық сипаттамаға сілтеу;
іздеу үшін негізгі сөздер;
процедураның мәтіндік сипаттамасы;
UML-диаграммасына сілтеу [28].
Жаңа есептеу процедурасын әзірлеу кезінде қолданушы интерфейстің нұсқауларын орындай отырып, есептеу процедурасының қай аналитикалық сипаттамаға жататынын көрсетуі және процедураның мәтіндік сипаттамасын дайындауы керек, сондай-ақ, UML Umbrello ортасы арқылы блок-тәсімін құрастырып, оны және файлды сақтауы керек, және, нұсқаулықтарға сәйкес, оны файлдық серверге жүктеуі қажет.
Есептеу процедурасын әзірлеу блогына басқарушылық есептеу процедурасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделі жарамды есептеу процедураларын таппаған жағдайда ғана беріледі.
Егер есептеу процедурасын таңдаудың логикалық-лингвистикалық моделі ұқсас есептеу процедураларын тапқан болса, оларды істеп бітіру қажет, мұндай жағдайда басқарушылық есептеу процедураларын түзету блогына беріледі.
Бұл блоктың есептеу процедураларын әзірлеу блогынан өзгешілігі - қолданушы өзгертулерді процедураның мәтіндік сипаттамасы мен UML-диаграммасына енгізеді, ал қажет болған жағдайда іздеу үшін негізгі сөздерді ауыстырады, бұдан кейін есептеу процедурасы ЕМҚ-на енгізіледі, ал UML-диаграммасының файлы файлдық серверге жүктеледі. Деректердің тұтастығын АЖ қадағалайды, сондықтан қолданушы интерфейстің нұсқауларын нақты орындауы қажет.
Іздеу және қалыптастыру блоктары
Есептеу модулін іздеу блогының негізгі міндеті - таңдалған аналитикалық сипаттама мен есептеу модуліне сәйкес келетін есептеу модулін іріктеп алу. Бірінші кезекте есептеу модулін іздеу блогы ЕМҚ-нан бағдарламалаудың көрсетілген тіліне сәйкес келетін есептеу модульдерін шығарады.
Егер мұндай есептеу модульдері табылмаса, бағдарламалаудың басқа тілдеріндегі есептеу модульдері шығарылады. Егер мұндайлар да табылмаса, онда қолданушыға есептеу модулін қолмен істеу ұсынылады [29].
Есептеу модулін қалыптастыру блогы қойылған есепті шешіп, олардан есептеу модулін қалыптастыруға жарамды функцияларды іздеу үшін арналады. Иинтерфейстің арнайы формасының көмегімен қолданушы бағдарламалау тілі, функцияны сипаттаудағы негізгі сөздер, кіріс және шығыс параметрлер мөлшері сияқты іздеу параметрлерін енгізеді.
Бұдан кейін, интерфейстің нұсқауларын орындай отырып, қолданушы UML Umbrello әзірлеу ортасында UML-диаграммасын ашып, бағдарлама моделін түрлендіруі қажет және бағдарлама мәтініне табылған функцияны қосуы керек.
Егер есептеу модулін іздеу блогы басқа бағдарламалау тіліне арналған жарамды функцияны тапса, қолданушыға есептеу модулін істеп бітіру ұсынылады, яғни оны бағдарламалаудың бір тілінен екінші тіліне аудару керек [30].
2.4 Нәтиже талдауының қосалқы жүйесі
Есептеу модулін қалыптастырудың қосалқы жүйесінен кейін бағдарламаның бастапқы кодының компиляциялануы және оның орындалуы болады. Қолданушыға бағдарлама тілінің компиляторының жұмысындағы барлық ерекшеліктерді білудің қажеті жоқ. Барлық қажетті нұсқауларды ол интерфейстің көмегімен алады. Компиляцияланған бағдарлама орындалғаннан кейін мәтіндік түрде, графикалық түрде деректердің саны, жолдары немесе жинағы түріндегі нәтиже алынатын болады.
Қолданушыға алынған нәтижелермен танысып, оларды өздігінен бағалау ұсынылады. Алынған нәтижелер қанағаттандырмаған жағдайда қолданушыға есептеу модулін, есептеу процедурасын және аналитикалық сипаттаманы толығырақ талдап, қажетті түзетулер енгізу ұсынылады. Егер түзету қажет болмаса, онда АЖ жұмысы аяқталып, қателік туралы хабарлама беріледі. Қанағаттандыратын нәтиже алынған жағдайда нәтиженің қалыптасуы іске асырылады. Барлық қажетті файлдар бір архивке тоғыстырылып, интерфейстің нұсқауларына сәйкес файлдық серверге жүктеледі. Содан кейін АСҚ-на автоматты түрде қолданылған аналитикалық сипаттама туралы барлық ақпарат енгізіледі, ЕМҚ-на есептеу процедурасы мен есептеу модулі, ал НҚ-на шешілетін есеп пен алынған нәтижелер туралы ақпараттар енгізіледі.
2.5 Имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесінің дерекқоры
Имитациялық моделдеуді жүргізудің ақпараттық жүйесінің (АЖ) дерекқоры төмендегілерден тұрады:
аналитикалық сипаттамалар қоры;
есептеу модульдері қоры;
нәтижелер қоры;
білім қоры.
Дерекқорды жобалау кезінде UML Umbrello әзірлеу ортасын қолдану туралы шешім қабылданды. Umbrello-ны қолдану келесі артықшылықтарға қол жеткізуге мүмкіндік берді:
Көрнекілік. Дерекқор сұлбасы UML-диаграммасында көрсетілген, бұл бүкіл АЖ әзірлеуді жеңілдетеді;
Кодтың автоматты түрде түрленуі. Umbrello дерекқорын жасау үшін SQL-кодын түрлендіруге мүмкіндік береді [31].
Аналитикалық сипаттамалар қоры. Аналитикалық сипаттамалар қоры (АСҚ) зерттелінетін объектілердің аналитикалық сипаттамаларын, сондай-ақ, UML-диаграммаларын сақтау үшін қолданылады. АСҚ төрт кестеден тұрады: АО, P_obl, param және UML: id - аналитикалық сипаттаманың бірегей идентификаторы, пате - аналитикалық сипаттама атауы, keywords - аналитикалық сипаттаманың қысқаша сипаттамасы.
Соңғы кесте - UML. Ол UML-диаграммаларын сақтау үшін қызмет етеді және алты поледен тұрады: id - UML-диаграммасының бірегей идентификаторы, пате - UML-диаграмманың атауы, type - UML-диаграмманың түрі (кооперациялар диаграммасы, кластар диаграммасы және т.б.), file - файл атауы және файлдық сервердегі құрамында UML-диаграммасы бар оған дейінгі толық жол, id_aс UML-диаграмма немесе NULL қатысты аналитикалық сипаттаманың идентификаторын сақтайды және id_еp - UML-диаграмма немесе NULL қатыса
есептеу процедурасының идентификаторын сақтайды.
АО кестесі АСҚ-ның барлық үш кестесімен байланысты. id бағанасы алғашқы кілт болып табылады және param кестесінің id_ao бағанасымен әрі UML кестесінің id_ao бағанасымен байланысты. P_obl бағанасы алғашқы кілт болып табылатын P_obl кестесінің id бағанасымен байланысты. АО кестесі аналитикалық сипаттама туралы жалпы ақпаратты сақтау үшін қызмет етіп, бес бағанадан тұратыны 2.8- суретте көрсетілген.
Сурет 2.8 . АЖ дерекқорының құрылымы.
Аналитикалық сипаттаманы іздеу кезінде қолданушымен енгізілген негізгі сөздер осы өріспен салыстырылады. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz