МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра інформаційних
систем та мереж
Практична робота №1
на тему:
ПРЕДМЕТНА ОБЛАСТЬ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ
Львів-2009р.
Назва роботи:
Предметна область системного аналізу. Основні поняття системного аналізу
Мета роботи:
Ознайомитись з предметною областю системного аналізу та вивчити теоретичні відомості.
Короткі теоретичні відомості:
У процесі вивчення системного аналізу важливо передусім проаналізувати причини і фактори, що зумовили можливість його становлення й розвитку як універсальної наукової методології, зрозуміти роль і місце системного аналізу в сучасних галузях наукових знань, у різних сферах практичної діяльності, а також виявити міру його впливу на розвиток суспільства.
Необхідність такого підходу обумовлена видатними досягненнями ХХ століття, зокрема освоєнням космосу; розробкою й масовим впровадженням обчислювальної техніки, інформаційних технологій і світової мережі Інтернет; швидким розвитком і широким застосуванням авіацій; дослідженням ядерних процесів, освоєнням і розвитком атомної енергетики. Стрімкий розвиток наукомістких технологій і технічного оснащення в різних галузях виробництва й обслуговування, враховуючи медицину, фармакологію, генну інженерію, низка інших найбільших досягнень науково- технічного прогресу увійшли в історію цивілізації як результат погодженої взаємодії науки, освіти і промисловості. Усі ці досягнення зробили свій вагомий внесок різні науки, які охоплюють багато галузей знань і різні історичні періоди. Це були науки, що зародилися у Стародавньому світі, і науки, формування яких почалося лише у ХХ столітті. До останніх поряд з іншими новітніми напрямами, такими як кібернетика, дослідження операцій, загальна теорія систем, системотехніка, теорія прийняття рішень, теорія оптимізації, належить і системний аналіз.
Системне мислення – це вища форма людського пізнання, коли процеси відображення об’єктивної реальності базуються на цілісному відображені досліджуваного об’єкта з позиції досягнення поставлених цілей дослідження на підставі знань, досвіду, інтуїції і передбачення. Принципово важливою деталлю цього означення є залежність меж об’єкта дослідження від поставлених цілей.
Середовище – зовнішнє оточення людини та об’єкта дослідження (природне середовище, зовнішні об’єкти, що залежать від розглянутого об’єкта або взаємодіють із ним).
Людина – розробник, виробник, користувача, продавець чи покупець об’єкта або фахівець-дослідник відповідної предметної галузі, до якої належить досліджуваний об’єкт.
Відповіді на контрольні питання:
Системний аналіз — вивчення об'єкта дослідження як сукупності елементів, що утворюють систему. У наукових дослідженнях він передбачає оцінку поведінки об'єкта як системи з усіма факторами, які впливають на його функціонування. Цей метод широко застосовується у наукових дослідженнях при комплексному вивченні діяльності виробничих об'єднань і галузі в цілому, визначенні пропорцій розвитку галузей економіки тощо.
Системне мислення – це вища форма людського пізнання, коли процеси відображення об’єктивної реальності базуються на цілісному відображені досліджуваного об’єкта з позиції досягнення поставлених цілей дослідження на підставі знань, досвіду, інтуїції і передбачення. Принципововажливою деталлю цього означення є залежність меж об’єкта дослідження від поставлених цілей.
Системний аналітик – Людина яка стежить за станом системи.І досліджує систему.
Предметна область системного аналізу зводиться до вивчення складних багаторівневих множин систем різної природи та різних видів і класів з різноманітними властивостями і відношеннями між ними. Вона настільки широка, що не підлягає строгій та однозначній класифікації й впорядкуванню. Методи системного дослідження як способи чи шляхи практичного або теоретичного пізнання явищ і закономірностей функціонування і розвитку складних систем є досить різноманітними і не обмежуються будь-якими рамками.
AЧB={(a,b) |a∈A,b∈B} - прямий добуток множин.
A∪B={x|x∈A∨x∈B} - поєднання множин.
A∩B={x|x∈A∧x∈B} - перетин множин.
AB={x|x∈A∧x∉B} - різниця множин.
∅ - пуста множина.
U - універсальна множина.
A=UA={x|x∉A} - доповнення множини.
Будь-який заданий клас абстрактних об’єктів може мати декілька можливих представлень, та вибір найкращого з них основним чином залежить від того, яким чином об’єкт буде використаний, а також від типу здійснених над ним операцій.
В алгоритмах на дискретних структурах часто ми зустрічаємось з представленням кінцевих послідовностей та операціями з ними. З обчислювальної точки зору простішим представленням кінцевої послідовності 1 2 , , ,n s s … s є точний список її членів, які знаходяться по порядку в суміжних комірках пам’яті.
Мережа Петрі складається з чотирьох елементів: скінченної множини позицій Р = {p1, p2,..., pn}, множини переходів Т = {t1, t2,..., tm}, вхідної функції І:T→P, і вихідної функції О:T→P.
Майже всі машинні представлення дерев основані на зв’язних розподілах. Кожний вузол складається із поля даних та деяких полів для вказівників. В наступному прикладі представлені дерев кожний вузол має по три поля вказівників.
Дерево досягальності мережі Петрі є ілюстрацією множини досягальності R(C, μ). Оскільки в багатьох випадках множина досягальності є нескінченною, то існують певні правила, які дозволяють відобразити її скінченним деревом досягальності.
Поставновка задачі:
Потрібно за даними в методичці знайти розширену вхідну і вихідну функції мережі Петрі. Також зобразити граф мережі Петрі, дерево досяжності глибини 3. Написати програму яка повинна шукати розширену вхідну і вихідну функції за вхідними даними і будувати дерево досяжності.
Вхідні дані:
I(t1) = { p4, p2 , p3 }; O(t1) = { p4, p3, p4 , p3, p3 , p4, p1 };
I(t2) = { p2, p3, p3 , p3 }; O(t2) = { p3, p1, p2, p4, p4 };
I(t3) = { p4, p3 }; O(t3) = { p1, p4};
I(t4) = { p4, p2 p2, p4 ,p4 p3, p2 }; O(t4) = { p2, p2 };
μ0 = {5,5,5,5}.
Хід виконання роботи:
Ознайомитись з теоретичними відомості, які подані в цій методичці. Реалізувати на мовах Pascal або С програми зв’язного формування списку елементів послідовності згідно номеру варіанту.Програма повинна шукати розширену вхідну і вихідну функцію і будувати дерево досяжності глибини 3. Розв’язати завдання відповідно до свого порядкового номеру у списку групи. Завдання отримати у викладача. При оформленні лабораторної роботи дотримуватись вимог, які наведені в методичних вказівках.
Розширена вхідна і вихідна функції:
| I(p1)={t1,t2,t3} I(p2)={t2,t4,t4} I(p3)={t1,t1,t1,t2} I(p4)={t1,t1,t1,t2,t2,t3} | O(p1)={} O(p2)={t1,t2,t4,t4,t4} O(p3)={t1,t2,t2,t2,t3,t4} O(p4)={t1,t3,t4,t4,t4} |
Граф мережі Петрі:
Маркування мережі Петрі:
Виконання мережі Петрі:
Запуск t1:
Запуск t2:
Запуск t3:
Запуск t4:
Дерево досягальності глибини 3:
Код програми:
| #include <vcl.h> #include <string.h> #pragma hdrstop #include "Unit1.h" #include "Unit2.h" #include "Unit3.h" //-------------------------------------------------------------------------- #pragma package(smart_init) #pragma link "XPManifest" #pragma link "acButtons" #pragma resource "*.dfm" #define n 4 TForm1 *Form1; //--------------------------------------------------------------------------- struct TMT { int z; int p[n]; int t[n]; }; TMT P[n], T[n]; int ccc[n],cc[n],c[n],b; //--------------------------------------------------------------------------- __fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { } //--------------------------------------------------------------------------- void run() { P[0].z=StrToInt(Form1->StringGrid3->Cells[1][0]); T[0].z=0; ccc[0]=P[0].z; P[1].z=StrToInt(Form1->StringGrid3->Cells[2][0]); T[1].z=0; ccc[1]=P[1].z; P[2].z=StrToInt(Form1->StringGrid3->Cells[3][0]); T[2].z=0; ccc[2]=P[2].z; P[3].z=StrToInt(Form1->StringGrid3->Cells[4][0]); T[3].z=0; ccc[3]=P[3].z; int z; for(z=0; z<n; z++) { for(int i=0; i<n; i++) {P[z].t[i]=0; T[i].p[z]=0; for(int j=0; j<Form1->StringGrid1->ColCount; j++) { if((StrToIntDef(Form1->StringGrid2->Cells[j][i],0))) if(z+1==StrToInt(Form1->StringGrid2->Cells[j][i]))P[z].t[i]++; if((StrToIntDef(Form1->StringGrid1->Cells[j][i],0))) if(z+1==StrToInt(Form1->StringGrid1->Cells[j][i]))T[i].p[z]++; }}}} //--------------------------------------------------------------------------- void search() { AnsiString p,p2,t,t2; int z,j,zz; for(z=0; z<Form1->StringGrid1->RowCount; z++) { p="I(p"+IntToStr(z+1)+")={"; t="O(p"+IntToStr(z+1)+")={"; for(j=0; j<Form1->StringGrid2->RowCount; j++) for(zz=0; zz<Form1->StringGrid2->ColCount; zz++) { if((StrToIntDef(Form1->StringGrid2->Cells[zz][j],0))) if(z+1==StrToInt(Form1->StringGrid2->Cells[zz][j])) { p2="t"+IntToStr(j+1)+","; p+=p2; } if((StrToIntDef(Form1->StringGrid1->Cells[zz][j],0))) if(z+1==StrToInt(Form1->StringGrid1->Cells[zz][j])) { t2="t"+IntToStr(j+1)+","; t+=t2; } } if(p.Pos("t")) p[p.Length()]='}';else p+="}"; Form1->Memo1->Lines->Add(p); if(t.Pos("t")) t[t.Length()]='}';else t+="}"; Form1->Memo2->Lines->Add(t); }} //========================================================= void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { for(int i=0; i<Form1->StringGrid1->RowCount; i++) { StringGrid1->Cells[0][i]="I(t"+IntToStr(i+1)+")"; StringGrid2->Cells[0][i]="O(t"+IntToStr(i+1)+")"; } StringGrid3->Cells[0][0]=" м"; StringGrid3->Cells[1][0]="5"; StringGrid3->Cells[2][0]="5"; StringGrid3->Cells[3][0]="5"; StringGrid3->Cells[4][0]="5"; } //========================================================= void spp(int i) { for(int j=0; j<n; j++) if(T[i].p[j]&&T[i].p[j]>P[j].z) {b=0; break;} if(b==1) { for(int j=0; j<n; j++) { T[i].z+=T[i].p[j]; P[j].z-=T[i].p[j]; } for(int k=0; k<n; k++) if(P[k].t[i]!=0&&T[i].z!=0) P[k].z+=P[k].t[i]; } } void kpk() { for(int i=0; i<n; i++) { Form1->TreeView1->Items->AddChild(Form1->TreeView1->Items->Item[0],"0"); Form2->TreeView1->Items->AddChild(Form2->TreeView1->Items->Item[0],"0"); for(int j=0; j<n; j++) { Form1->TreeView1->Items->AddChild(Form1->TreeView1->Items->Item[0]->Item[i],"0"); Form2->TreeView1->Items->AddChild(Form2->TreeView1->Items->Item[0]->Item[i],"0"); for(int e=0; e<n; e++) { Form1->TreeView1->Items->AddChild(Form1->TreeView1->Items->Item[0]->Item[i]->Item[j],"0"); Form2->TreeView1->Items->AddChild(Form2->TreeView1->Items->Item[0]->Item[i]->Item[j],"0"); }}}}//--------------- //======================================= int p1,p2,p3; void run_5() p1=-1; AnsiString f="m("+IntToStr(P[0].z)+","+IntToStr(P[1].z)+","+IntToStr(P[2].z)+","+IntToStr(P[3].z)+")"; Form1->TreeView1->Items->Clear(); Form2->TreeView1->Items->Clear(); Form1->TreeView1->Items->Add(NULL,f); Form2->TreeView1->Items->Add(NULL,f); Form1->TreeView1->Items->Item[0]->Text=f; Form2->TreeView1->Items->Item[0]->Text=f; kpk(); for(int i=n-1; i>-1; i--) {b=1; T[i].z=0; p1++; p2=-1; if(!Form1->CheckBox2->Checked) t1=p1; else t1=i; P[0].z=ccc[0]; P[1].z=ccc[1]; P[2].z=ccc[2]; P[3].z=ccc[3]; spp(p1); AnsiString f="t"+IntToStr(p1+1)+"("+IntToStr(P[0].z)+","+IntToStr(P[1].z)+","+IntToStr(P[2].z)+","+IntToStr(P[3].z)+")"; if(ccc[0]!=P[0].z||ccc[1]!=P[1].z||ccc[2]!=P[2].z||ccc[3]!=P[3].z) { Form1->TreeView1->Items->Item[0]->Item[t1]->Text=f; Form2->TreeView1->Items->Item[0]->Item[t1]->Text=f; cc[0]=P[0].z; cc[1]=P[1].z; cc[2]=P[2].z; cc[3]=P[3].z; } else goto end; for(int j=n-1; j>-1; j--) {b=1; T[j].z=0; p2++; p3=-1; if(!Form1->CheckBox2->Checked) t2=p2; else t2=j; P[0].z=cc[0]; P[1].z=cc[1]; P[2].z=cc[2]; P[3].z=cc[3]; spp(p2); AnsiString f="t"+IntToStr(p2+1)+"("+IntToStr(P[0].z)+","+IntToStr(P[1].z)+","+IntToStr(P[2].z)+","+IntToStr(P[3].z)+")"; if(cc[0]!=P[0].z||cc[1]!=P[1].z||cc[2]!=P[2].z||cc[3]!=P[3].z) { Form1->TreeView1->Items->Item[0]->Item[t1]->Item[t2]->Text=f; Form2->TreeView1->Items->Item[0]->Item[t1]->Item[t2]->Text=f; c[0]=P[0].z; c[1]=P[1].z; c[2]=P[2].z; c[3]=P[3].z; } else goto end1; for(int e=n-1; e>-1; e--) { b=1; T[j].z=0; p3++; if(!Form1->CheckBox2->Checked) t3=p3; else t3=e; P[0].z=c[0]; P[1].z=c[1]; P[2].z=c[2]; P[3].z=c[3]; spp(p3); AnsiString f="t"+IntToStr(p3+1)+"("+IntToStr(P[0].z)+","+IntToStr(P[1].z)+","+IntToStr(P[2].z)+","+IntToStr(P[3].z)+")"; if(c[0]!=P[0].z||c[1]!=P[1].z||c[2]!=P[2].z||c[3]!=P[3].z) { Form1->TreeView1->Items->Item[0]->Item[t1]->Item[t2]->Item[t3]->Text=f; Form2->TreeView1->Items->Item[0]->Item[t1]->Item[t2]->Item[t3]->Text=f; } } end1: }end: } void __fastcall TForm1::acBitBtn2Click(TObject *Sender) { int i=0,j=0; p1=n; b=1; p1=n; Memo1->Clear(); Memo2->Clear(); search(); run(); run_5(); } |
Результати роботи програми:
Висновок:
Я ознайомився з предметною областю системного аналізу та вивчив теоретичні відомості. Виконав завдання, написав програму.