Моделирование системы обработки непрерывно-дискретного потока входных данных

Содержание



1. Введение (изложение общих вопросов по актуальности задачи)……….………..3
2. Постановка цели моделирования…………………………………………………….5
3. Выбор объекта моделирования (вариант задания, исходные данные)……………7
4. Анализ природы объекта моделирования и процессов требующих
отображения в модели…………………………………………………………………..9
5. Выбор свойств объекта необходимых для достижения цели моделирования…..15
6. Математическое моделирование системы обработки на основе математических схем моделирования систем. Разработка логической структуры модели…………..17
7. Программная реализация модели системы обработки непрерывно-дискретного потока данных для определения перехода объекта из состояния в состояние …….23
8. Планирование машинного эксперимента реализации модели системы обработки непрерывно-дискретного потока данных для определения перехода объекта из состояния в состояние……………………………………………………………….…..24
9. Тестирование модели системы. Метод «черного ящика»………………………….26
10. Классификация полученной модели относительно классификации моделей
систем…………………………………………………………………………………….30
11. Заключение (проверка адекватности, корректности, возможности доработки)………………………………………………………………………………..42
12. Приложение 1. Результаты проведения эксперимента, пользовательские
формы, интерфейс…………………………………..…………………………………..44
13. Приложение 2. Листинг основных функций программ…………………………..46
14. Приложение 3. Промежуточные результаты тестирования системы……….........48
15. Литература…………………………………………………..……………………….50
16. Словарь терминов……………………………………………………………………52

12. Приложение 1. Результаты проведения эксперимента, пользовательские
формы, интерфейс…………………………………..…………………………………..44
13. Приложение 2. Листинг основных функций программ…………………………..46
14. Приложение 3. Промежуточные результаты тестирования системы……….........48
15. Литература…………………………………………………..……………………….50
16. Словарь терминов……………………………………………………………………52


1. Введение (изложение общих вопросов по актуальности задачи)


В основе данной методологии лежит построение модели анализируемой ИС - проектируемой или реально существующей. В соответствии с методологией модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных (ДПД или DFD), описывающих асинхронный процесс преобразования информации от ее ввода в систему до выдачи пользователю. Диаграммы верхних уровней иерархии (контекстные диаграммы) определяют основные процессы или подсистемы ИС с внешними входами и выходами. Они детализируются при помощи диаграмм нижнего уровня. Такая декомпозиция продолжается, создавая многоуровневую иерархию диаграмм, до тех пор, пока не будет достигнут такой уровень декомпозиции, на котором процесс становятся элементарными и детализировать их далее невозможно.
Источники информации (внешние сущности) порождают информационные потоки (потоки данных), переносящие информацию к подсистемам или процессам. Те в свою очередь преобразуют информацию и порождают новые потоки, которые переносят информацию к другим процессам или подсистемам, накопителям данных или внешним сущностям - потребителям информации. Таким образом, основными компонентами диаграмм потоков данных являются: внешние сущности; системы/подсистемы; процессы; накопители данных; потоки данных
Цель: разработать модель системы обработки непрерывного потока входных данных средствами языка программирования высокого уровня.
Задачи:
1) Описать объект моделирования
2) Разработать имитационную модель непрерывно-дискретного потока псевдослучайных последовательности данных процедурами их машинной генерации
3) Использовать в основе алгоритма математическая модель определения пространственно-временного состояния объекта
4) Построить концептуальную модель системы перехода объекта из состояния в состояние. Переход от концептуальной модели к блочной
5) Разработать логическую структуру модели
6) Выполнить реализацию модели системы обработки непрерывно-дискретного потока данных для определения перехода объекта из состояния в состояние
7) Выполнить реализацию машинного эксперимента реализации модели системы обработки непрерывно-дискретного потока данных для определения перехода объекта из состояния в состояние
8) Произвести тестирование модели системы. Метод «черного ящика»
9) Выполнить оценку определения «устойчивости» пространственно-временного состояния объекта
Безусловно, актуальность этой проблемы очевидна. С помощью различных информационных систем можно оценить движение техногенных объектов. Поэтому возникает необходимость разработки такой информационной системы, которая будет принимать, считать, анализировать поступающие в нее данные и помогать пользователю, сделать соответствующие выводы о его дальнейших действиях. Актуальность данной информационной системы заключается в возможности широкого применения в различных сферах.

11. Заключение (проверка адекватности, корректности, возможности
доработки)

Проверка адекватности системы
Существует несколько аспектов оценки адекватности математической модели и объекта. Во–первых, математическая основа модели должна быть непротиворечивой, подчиняться всем законам математической логики. Во – вторых, математическая модель должна правильно отображать исходный объект и обеспечивать возможность предсказывать изменения состояния объекта. Для этого в модели должны выполняться законы сохранения, присущие объекту моделирования. Законы сохранения составляют основу описания любого объекта и играют роль принципов отбора, сужая множество мысленно допустимых (виртуальных) движений и помогая создавать математические модели, правильно отображающие объект. В – третьих, при анализе результатов моделирования, их интерпретации необходимо использовать не только формальные методы, но и неформальные процедуры, основанные на опыте и интуиции человека. Таким образом, оценка адекватности выполняется на различных этапах математического моделирования: при постановке задачи, в процессе построения модели, при анализе и интерпретации результатов, вследствие чего эта процедура приобретает циклический характер. Стандартной методики проверки адекватности модели объекту не существует. Проверка на адекватность выполнялась на всех этапах математического моделирования, и можно сделать вывод о том, что исследуемая система является адекватной.
Проверка корректности системы
Для подтверждения корректности работы модели система должна давать единственно правильный результат при обработке одних и тех же данных. Система в курсовой работе является корректной, т.к. при трех проверках работы системы с данными варианта при задании одних и тех же коэффициентов точности были получены идентичные выходные данные.
Проверка непротиворечивости системы
Для проверки модели на непротиворечивость необходимо установить непротиворечивость модели основным законам математики и логики. Для доказательства правомерности данного аспекта была использована для примера функция нахождения арккосинуса числа и подкоренного выражения. По законам математики, арккосинус числа более 1 не может быть найден, а так же значение подкоренного выражения не должно быть меньше 0. Проверив систему на непротиворечивость, мы убедились в этом. Следовательно, наша система полностью непротиворечива.