|
Реферат: Изучение взаимно влияющих друг на друга математических параметров (Компьютеры)
ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
СФЕРЫ БЫТА И УСЛУГ.
ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И УПРАВЛЕНИЯ.
КУРСОВАЯ РАБОТА.
Тема:”Изучение взаимно влияющих друг на
друга математических параметров”.
Выполнена студентом
Максименко Константином Викторовичем.
Группа ИД-1-1 ,
факультет ”Информационные системы
в экономике”.
Преподаватель:
Степанов Сергей Петрович.
Москва
1999
План работы:
1.Постановка задачи-стр.
2.Формализация задачи-стр.
3.Блок-схема программы-стр.
4.Листинг программы-стр.
5.Тестирование программы-стр.
1.Постановка задачи.
Очень часто при решении каких-либо задач на компьютере необ-
ходимо вычислять значения различных взаимозависимых переме-
нных. В частности , подобная задача может возникнуть при обра-
ботке экономической , производственной информации , вообще
любых данных , определяемых взаимозависимыми процессами.
Много подобных параметров в экономике.Для примера можно взять три основных
рыночных показателя- спрос , предложение и
цену.В науке также немало взаимозависимых процессов. Именно поэтому столь
большое значение будет иметь установление подоб-
ных взаимозависимостей. Поняв их , можно будет прогнозировать и будущее
состояние системы этих параметров. А для рынка , для производства , для
науки и многих других отраслей жизнедеятель-
ности человека такой прогноз развития просто необходим.
Поэтому в своей работе я решил исследовать данную область
компьютерных задач и понять механизм их решения в программ-
ном виде.
Для этого я взял небольшую задачу по прогнозу состояния
некоторой экосистемы.
Имеется зернохранилище с определённым изначальным количе-
ством зерна. Туда каждый сентябрь складывается урожай пшени-
цы и ежемесячно забирается некоторое количество зерна. Какую-
то массу зерна в конце года необходимо продать.
К сожалению , в зернохранилище водятся мыши. Если не контролировать
их количество , они съедят всю пшеницу. Поэтому
туда пускают кошек , которые и должны уничтожать мышей. Но
мыши не исчезают полностью , а между количеством мышей и ко-
шек через некоторое время устанавливается равновесие. По задаче
требуется создать компьютерную модель данного равновесия при
наименьшем количестве мышей и наименьшем количестве кошек.
2.Формализация задачи.
Прежде всего , придётся ввести ряд ограничений- ведь модель и реальность-
разные вещи. Основное ограничение- все процессы
в программе дискретны. Разумеется , в реальной жизни данные со-
бытия непрерывны , но для решения данной задачи допустима их
дискретность.
Будем также считать , что запасы пшеницы пополняются лишь раз в году , в
августе. Уменьшение идёт за счёт съеденного мышами зерна , за счёт зерна ,
ежемесячно забираемого из хранилища , а часть продаётся в декабре по
усмотрению пользователя. В случае
если пшеница в хранилище кончается , то программа останавлива-
ется.
Каждая мышь съедает в месяц 2 кг зерна. Прирост их числа зависит от
количества пшеницы в хранилище : если на мышь при-
ходится не менее двух кг зерна , то их популяция за месяц возрас-
тает в полтора раза. В противном случае прирост составит 10% в месяц.
Естественная смерность мышей составляет 1/12 общего чи-
сла мышей в месяц , т.к. мышь живёт в среднем 1 год. Количество
уничтожаемых мышей определяется размером их популяции : ког-
да на одну кошку приходится более 60 мышей , то каждая кошка за месяц ловит
в среднем по 40 мышей. При меньшем количестве
мышей один кот может поймать лишь 15 мышей в месяц. Полнос-
тью истребить мышей нельзя , т.к. при нулевом уровне мышиной
популяции с окрестных полей в хранилище за месяц приходит до 20 мышей.
Количество кошек также постоянно изменяется. При доста-
точном количестве мышей , т.е. более 60 мышей на кошку , каж-
дая кошка приносит в марте и в сентябре по 3 котёнка. Если мы-
шей меньше , чем по 20 на кошку , то прирост кошек равен нулю.
Если же значение мышиной популяции лежит между этими преде-
лами , то появляется всего 3-4 котёнка на всю кошачью популя-
цию. В случае полного отсутствия мышей в хранилище за месяц погибает 80%
кошек. Естественная смертность среди кошек равна
1/120 части от их общего числа , если их более 120 ; иначе за ме-
сяц может умереть одна из кошек , то есть средняя продолжитель-
ность жизни кошки составляет около 10 лет. В случае гибели всех
кошек хозяева хранилища пускают туда определённое количество
кошек. Особую роль в определении числа кошек в хранилище иг-
рает так называемый предельно терпимое количество мышей- тот уровень их
популяции , когда их количество начинает беспокоить хозяев зерна. В этом
случае хозяева пускают внутрь хранилища некоторое дополнительное количество
кошек и котов , в среднем по одному коту на 30 замеченных грызунов
ежемесячно. Минима-
льно допустимое количество кошек- ещё один важный параметр. Он определяет
сколько кошек нужно помещать в хранилище в случае их полного отсутствия
там. Разумеется , чем больше значе-
ние данного параметра , тем больше затраты на их приобретение.
Правда , избыток кошек можно продать по установленной изнача-
льно цене.
Собственно говоря , все вышеперечисленные действия нуж-
ны для обеспечения максимальной сохранности урожая , а , следо-
вательно и для получения максимальной прибыли от продажи зер-
на. Цена на пшеницу определяется в начале каждого года. По ней в конце года
продаётся необходимое количество зерна , определяе-
мое пользователем программы. Если иссякают общие запасы зерна или денежных
средств , выполнение программы прерывается. Программа прогнозирует
состояние данной системы , в чём-то корректирует его сама, в чём-то требует
корректировки от пользо-
вателя.
Все процессы , описанные ранее , нуждаются в математичес-
кой формализации. Для пшеницы значимы 3 параметра : общее ко-
личество пшеницы в хранилище , ежемесячное изменение массы зерна и
количество зерна , ежегодно выставляемое на продажу-
W , (W и WS соответственно. W меняется при прибавлении (W ежемесячно и при
вычитании WS ежегодно , в декабре. (W в свою очередь изменяется ежемесячно
, уменьшаясь из-за мышей , а так-
же увеличиваясь каждый год в августе , за счёт урожая. WS заново
устанавливается также ежегодно , в декабре , самим пользовате-
лем. Исключительным событием , прерывающим программу , для
W считается его неположительное значение- хозяева хранилища не проживут без
запасов зерна.
Состояние мышиной популяции определяется более сложно.
Начальное количество определяется случайным образом на интер-
вале от 1 до 20 и обозначается символом M. Ежемесячное измене-
ние количества мышей (М , от которого зависит М , в свою оче- редь
определяется естественным приростом. Он описан выше , а математически
выглядит следующим образом : если W >= 2M , то
(М за данный месяц равно 1,5М. Если же W60 (C=3C котят, при 20 < M/C < 40
(C=3 или 4 котёнка , при ещё меньшем – (С=0. Естественная смертность
определяется общим количеством кошек. При С>=120 ежемесячно умирает С/120
ко-
шек , а при меньших значениях С – одна кошка или ни одной.Рас-
считать дополнительно необходимое количество мышеловов по-
могает предельно допустимое количество мышей – MN. Если
M > MN , то (С = (С + М/30 , а (S = (S – ( М/30 ) * РС , где (S -
ежемесячное приращение годового дохода , а РС – цена одной кошки. Если же
М 12 THEN PRINT
"++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++"
IF mt > 12 THEN INPUT "Если введёте 999 то программа остановится-"; i
IF i = 999 THEN GOTO 3000
IF mt > 12 THEN mt = 1
IF mt = 1 THEN INPUT "Введите цену килограмма пшеницы в $-"; pw
'МЕСЯЦ СБОРА УРОЖАЯ ИЛИ НЕТ
dw = 0
IF mt = 8 THEN dw = dw + h ELSE dw = dw + 0
'ЕСТЕСТВЕННАЯ СМЕРТНОСТЬ МЫШЕЙ
dm = 0
dm = dm - 1 * INT(m / 12)
'ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛ-ВА ПШЕНИЦЫ ЗА ВЫЧЕТОМ СЪЕД. МЫШАМИ
dw = dw - 2 * INT(m)
IF w 60 * c
dm = dm - 40 * c
CASE IS 60 * c
dc = dc + 3 * c
CASE IS < 20
dc = dc + 0
CASE 0
dc = dc - .8 * c
CASE ELSE
dc = dc + СINT(RND(1)) + 3
END SELECT
RETURN
'СОБЫТИЯ ДЕКАБРЯ
2500 PRINT "*********************************************************"
'ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВЫХ РАСХОДОВ НА КОШЕК
PRINT "Годовой доход от продажи кошек="; INT(s); "$ "
'РЕАЛИЗАЦИЯ ЗЕРНА С УЧЁТОМ ГОДОВЫХ РАСХОДОВ
INPUT "Сколько кг пшеницы продать"; ws
'РАСЧЁТ ПРИБЫЛИ ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ЗЕРНА И ИЗЛИШКА КОШЕК
dw = dw - ws
w = w + dw
ds = ws * pw
s = s + ds
st = st + s
'ГОДОВОЙ БАЛАНС
PRINT "Годовой доход с продажи зерна="; pw * ws; "$ "
PRINT "Общий годовой доход="; INT(s); "$"
PRINT "Общая накопленная сумма="; INT(st); "$"
IF st < 0 THEN GOTO 3000
RETURN
3000 END
5.Тестирование программы.
В связи с тем , что программу протестировать очень сложно из – за
большого количества взаимозависмых параметров , при те-
стировании , я использую реакцию программы на исключительные
значения. За год начала прогнозирования я беру 1999 г. Длитель-
ность прогнозирования определяю как равную двум годам. Для того , чтобы
прекратить работу программы на прогнозировании второго года , необходимо
соответствующим образом задать зна-
чения переменных BW , H и T. Например , чтобы запасы зерна ис-
сякли на втором году прогноза , необходимо , чтобы W равнялось
16000 кг , H также равнялось 16 тоннам , а ежемесячно забиралось
2 тонны пшеницы ( т.е. Т = 2000 кг ).
И действительно программа нашла что , при “содействии” мышей
примерно в 250 кг съеденной за год пшеницы и при затратах на кошек ещё в 20
кг проданной , запасы зерна закончились в марте
второго года прогнозирования.Разумеется , вред , наносимый мышами не
учитывать невозможно , но и учесть трудно , т.к. при определении
изначального и переопределении нулевого уровня численности мышиной
экогруппы используется генератор псевдослучайных чисел и циклическая
инициация генератора – RND и RANDOMIZE соответственно. Но приблизительно
срок должен совпадать.Кроме того , зная данные за какой – либо ме- сяц ,
можно по формулам подсчитать значения соответствующих параметров в
следующем месяце. Допустим , что MNC=3 ,М в первом месяце прогноза = 27 , а
BW , H и T взяты из предыдущего примера. Предельно терпимое количество
мышей я взял равным 5.
За месяц меняется только DM , а М остаётся постоянным.Поэтому
в начале месяца DM = 0 , M = 27 . Далее рассчитывается естест- венная
убыль мышей DM = DM – INT ( M/12 ) , т.е. DM = = 0 – INT (
27/12 ) = 0 – 2 = -2. Потом считается естественный прирост DM = DM + INT (
1.5*M ) = -2 + INT ( 40.5 ) = -2 + 40 =
= 38. В последнюю очередь считается количество уничтоженных
за месяц мышей : DM = DM – 15*C = 38 – 45 = - 7.
Именно эти данные при тестовом запуске выдала программа.
Таким образом , программа действительно годится для прогнози-
рования и изучения состояния системы взаимовлияющих матема-
тических параметров.
Реферат на тему: Изучение принципов построения оперативной памяти
Министерство образования Российской Федерации
Владимирский государственный университет
Кафедра УИТЭС
Лабораторная работа N9
Изучение принципов построения оперативных
запоминающих устройств
Выполнил : ст. гр. УИ-198
Есин Г. Н
Проверил : Андреев И.А.
Владимир 2000
.
Цель работы: Изучение основных принципов построения оперативных
запоминающих устройств статического и динамического типов.
Введение:
Одним из ведущих направлений развития современной микроэлектро-
ники элементной базы являются большие интегральные микросхемы
памяти, которые служат основой для построения запоминающих устро-
йств в аппаратуре различного назначения. Наиболее широкое приме-
нение эти микросхемы нашли в ЭВМ, в которых память представляет
собой функциональную часть, предназначенную для записи, хранения,
выдачи команд и обрабатываемых данных. Комплекс механических сре-
дств, реализующих функцию памяти, называют запоминающим устрой-
ством. В лабораторной работе представлены програмно реализованные
модели двух типов оперативных запоминающих устройств - статическо-
го и динамического.
Описание ЗУ:
Статическое запоминающее устройство.
Программная модель статического оперативного запоминающего устро-
йства представляет традиционную структуру ЗУ с призвольной выбор-
кой, состоящую из дешифраторов строк и столбцов и матрицы накопи-
тельных элементов. При выполнении работы имитируются режимы запи-
си и чтения данных для любой ячейки памяти. Помимо общей структу-
ры представлена схема отдельной ячейки памяти, представляющей со-
бой триггер на КМДП-транзисторах, имеющих каналы разного типа
проводимости: VT1, VT2 -каналы n-типа, VT3, VT4 -каналы p-типа. У
триггера два парафазных совмещенных входа-выхода. Ключевыми тран-
зисторами VT5, VT6 триггер соединен с разрядными шинами РШ1, РШ0,
по которым подводятся к триггеру при записи и отводятся от него
при считывании информации в парафазной форме представления: РШ1=D,
РШ0=D(инверт.). Ключевые транзисторы затворами соединены с адрес-
ной шиной(строкой). При возбуждении строки сигналом выборки X=1,
снимаемым с выхода джешифратора адреса строк, ключевые транзисто-
ры открываются и подключают входы-выходы триггера к разрядным ши-
нам. При отсутствии сигнала выборки строки, т.е. при X=0, ключе-
вые транзисторы закрыты и триггер изолирован от зарядных шин. Та-
ким образом реализуют в матрице режим обращения к ЭП для записи
или считывания информации и режим хранения мнформеции.
Для сохранения информации в триггере необходим источник питания,
т.е. триггер рассматриваемого типа является энергозависимым. При
наличии питания триггер способен сохранять свое состояние сколь
угодно долго. В одно из двух состояний, в которых может находить-
ся триггер, его приводят сигналы, поступающие по разрядным шинам
в режиме записи: при D=1(РШ1=1,РШ0=0) VT1, VT4,-открыты, VT2, VT3
-закрыты, при D=0(РШ1=0,РШ0=1)транзисторы свои состояния изменяют
на обратные. В режиме считывания РШ находятся в высокоомном сос-
тоянии и принимают потенциалы плеч триггера, передавая их затем
через устройство ввода-вывода на выход микросхемы DO, DO(инверт).
При этом хранящаяся в триггере информация не разрушается.
Особенность КМДП-триггеров заключается в том, что в режиме хра-
нения они потребляют незначительную мощность от источника питания,
поскольку в любом состоянии триггера в той или другой его полови-
не один транзистор, верхний или нижний, закрыт. В режиме обраще-
ния, когда переключаются элементы матрицы, дешифраторы и другие
функциональные узлы микросхемы, уровень ее энергопотребления воз-
растает на два-три порядка.
Вместе со структурой ОЗУ, схемы запоминающей ячейки на экране
представлены четыре типовые временные диаграммы работы статиче-
ского запоминающего устройства, которые описывают циклы записи
(слева) и считывания информации. В режиме записи на вход памяти
вначале подаются сигналы адреса, сигнал записи W/R=1 и информаци-
онный сигнал D. Затем устанавливают сигнал CS(инверт.)с задержкой
во времени tус.вм.а относительно сигналов адреса.
Длительность сигнала CS(инверт) определяют параметром tвм. Кро-
ме того, указывают длительность паузы tвм(инверт.) в последовате-
льности сигналов CS(инверт.), которую следует выдержать для вос-
становления потенциалов емкостных элементов схемы.
Сигналы адреса необходимо сохранить на время tсх.а.вм после сня-
тия сигнала CS(инверт.). В течении всего цикла записи tц.зп выход
микросхемы находится в высокоомном (третьем) состоянии.
В цикле считывания порядок подачи сигналов тот же, что при за-
писи, но при условии W/R=0. Время появления сигнала на информаци-
онном выходе DO определяют параметрами tв.вм(время выбора) и tв.а
(время выборки адреса), причем tв.а=tв.вм+tус.вм.а .
Запоминающая ячейка динамического ОЗУ.
В лабораторной работе изучается типичная ячейка динамического
ОЗУ на трех транзисторах. В дополнение к этим трем транзисторам,
необходимым для компоновки основной ячейки, вводится четвертый,
используемый при предварительной зарядке выходной емкости Cr.Бит
информации хранится в виде заряда емкости затвор-подложка (Cg).
Для опроса ячейки подается импульс на линию предварительной за-
рядки и открывается транзистор T4. При этом выходная емкость Cr
заряжается до уровня Ec и возбуждается линия выборки при считы-
вании. В результате открывается транзистор T3, напряжение с ко-
торого подается T2. Если в ячейке хранится 0 (Cg разряжена), то
T2 закрыт и на Cr сохранится заряд. Если же в ячейке содержится
1 (Cg заряжена), то транзистор T2 открыт и Cr разрядится. На вы-
ход поступает инвертируемое содержимое адресуемой ячейки.
Операция ЗАПИСЬ выполняется путем подачи соответствующего уро-
вня напряжения на линию записи данных с последующей подачей им-
пульса на линию выборки при записи. При этом транзистор T1 вклю-
чен и Cg заряжается до потенциала линии записи данных.
Существуют различные схемные варианты реализации динамического
ОЗУ. Во всех этих вариантах используется МОП-технология, поско-
льку для предотвращения быстрой зарядки емкости Cg необходимо
высокое полное входное сопротивление. Однако и для случая МОП-
приборов необходима периодическая регенерация ячейки (подзарядка
Cg). Период регенерации зависит от температуры и для современных
приборов находится, как правило, в интервале 1-3 мс при темпера-
туре от 0 до 55С. Регенерация ячейки динамического ОЗУ выполняе-
тся путем считывания хранимого бита информации, передачи его на
линию записи данных и последующей записи этого бита в ту же яче-
йку при помощи импульса, подаваемого на линию выборки при записи.
Вывод: Данная лабораторная работа проведена в соответствии с методическим
указанием, представленным в виде текстового файла в приложении к обучающей
программе. На данной лабораторной работе я изучил основные запоминающие
устройства и разобрался с принципом их действия.
| |
