Category Archives: Программирование

1.7. Написать и отладить программу

1.7.1. Решения любой системы линейных уравнений

1.7.2. Вывода результата в табличном виде

1.8. Написать и отладить программу

1.8.1. Построения всех миноров 2-го порядка вводимой матрицы

1.8.1. Вывода результата в табличном виде

1.9. Написать и отладить программу

1.9.1. Генерации случайной матрицы вводимого порядка и вводимого диапазона    случайных чисел

1.9.2. Вывода результата в табличном виде

1.10. Написать и отладить программу

1.10.1. Генерации случайной матрицы вводимого порядка и решения проблемы ее собственных чисел

1.10.2. Вывода результата в графическом  виде

1.11. Написать и отладить программу

1.11.1. Генерации случайной матрицы вводимого порядка и получения ее собственных векторов

1.11.2. Вывода результата в табличном виде

1.12. Написать и отладить программу

1.12.1. Генерации случайной матрицы вводимых размеров и вычисления ее сингулярных  чисел

1.12.2. Вывода результата в графическом виде

1.13. Написать и отладить программу

1.13.1. Генерации случайного процесса

1.13.2. Вывода  результата в графическом виде

1.14. Написать и отладить программу

1.14.1. Ввода матрицы заданных размеров

1.14.2. Получения ее подматрицы заданного вида

1.15. Написать и отладить программу

1.15.1. Ввода матрицы заданных размеров

1.15.2. Получения всех ее числовых характеристик

1.16. Написать и отладить программу

1.16.1. Ввода квадратной матрицы

1.16.2. Получения ее спектра в графическом виде

1.17. Написать и отладить программу

1.17.1. Решения любой системы линейных уравнений

1.17.2. Вывода результата в табличном виде

1.18. Написать и отладить программу

1.18.1. Ввода  квадратной матрицы

1.18.2. Получения ее спектра и числа обусловленности

 

Дополнительные задания по СМО

 

2.15. Центр обслуживания с отпугивающей очередью и достаточным числом обслуживающих мест

2.16. Центр обслуживания с ограниченной очередью и достаточным числом обслуживающих мест

2.17. Центр обслуживания с ограниченной очередью и ограниченным числом обслуживающих мест

2.18. Вычислительная система с достаточным числом процессоров

2.19. Вычислительная система с ограниченным буфером

2.20. Вычислительная система с ограниченным числом процессоров

2.21. Аэропорт с двумя посадочными полосами и системой автоматической посадки

2.22. Аэропорт с одной посадочной полосой и системой автоматической посадки

2.23. Аэропорт с одной посадочной полосой и ограниченной системой посадки

2.24. Аэропорт с двумя посадочными полосами и ограниченной системой посадки

 

Задание на описание автоматизированной информационной системы «Название системы»

1.     Назначение системы
 
Подробное описание назначения системы

2.     Характеристика обрабатываемых данных
 
Описать таблицы базы данных системы
 
3.     Виды системных документов
а) входные документы
 
Привести формы для ввода данных

б) выходные документы
 
Привести выходные формы системы

4.     Пользователи системы
 
Кто работает в системе?

5.     Защита данных
 
Какими паоролями защищается система?

6.     Характеристика технических средств
 
Перечень основных технических средств системы

7.      Характеристика программных средств
 
Перечень основных программных средств системы

Задания для интерактивного режима

1. Тексты
   1. Задать произвольные тексты в три текстовые переменные text1, text2, text3
   2. Создать их конкатенацию в переменной text
2. Числа
   1. Задать числовую переменную a, целая часть которой 120, а дробная – 3456789
   2. Показать ее в коротком формате
   3. Показать ее в самом большом формате
   4. Показать ее в самом маленьком формате
3. Векторы
   1. Задать вектор-строку s
   2. Задать вектор-столбец r
   3. Получить первую норму для вектора-строки s функцией norm(s,1)
   4. Получить вторую норму для вектора-столбца r функцией norm(r,2)
   5. Получить бесконечную норму для вектора-столбца r функцией norm(r,inf)
4. Матрицы
   1. Ввести (3 х 5)-матрицу А
   2. Сгенерировать случайную (100 х 100)-матрицу В
   3. Отредактировать матрицу А с помощью матричной формы
   4. Получить для матрицы В

1.                                                               i.      Второй столбец
2.                                                             ii.      Третью строку
3.                                                           iii.      Подматрицу из элементов 2-, 4-, 6-ой строк и 3-, 5-, 7-го столбцов
4.                                                               i.      Определитель
5.                                                             ii.      Ранг
6.                                                           iii.      Спектр
7.                                                           iv.      Спектральный радиус
8.                                                             v.      Собственные векторы
9.                                                               i.      синуса
10.                                                             ii.      косинуса
11.                                                           iii.      тангенса
12.                                                           iv.      синуса от косинуса

5. Получить матричные характеристики матрицы B

5. Графика
   1. Задать аргумент на отрезке [-2p, 2p ] с шагом 0.1
   2. Получить функцию синуса от заданного аргумента
   3. Получить функцию косинуса от заданного аргумента
   4. Получить функцию тангенса от заданного аргумента
   5. Построить график синуса
   6. Построить графики синуса и

Вариант 1

1. Обеспечить ввод
   1. длины исследования
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      характеристик входного потока
3.                                                           iii.      характеристик  обслуживания

2. Выполнить расчеты
   1. вектора интенсивностей простейшего входного потока
   2. вектора постоянных интенсивностей обслуживания
   3. матрицы переходных вероятностей
   4. стационарных вероятностей
   5. переходных вероятностей как функций времени
3. Показать
   1. графики переходных вероятностей
   2. сообщения о стационарных вероятностях

 

Вариант 2

4. Обеспечить ввод
   1. длины исследования
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      характеристик входного потока
3.                                                           iii.      характеристик  обслуживания

5. Выполнить расчеты
   1. вектора интенсивностей простейшего входного потока
   2. вектора интенсивностей обслуживания с достаточным числом обслуживающих мест
   3. матрицы переходных вероятностей
   4. стационарных вероятностей
   5. переходных вероятностей как функций времени
6. Показать
   1. графики переходных вероятностей
   2. сообщения о стационарных вероятностях

 

 

Вариант 3

7. Обеспечить ввод
   1. длины исследования
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      характеристик входного потока
3.                                                           iii.      характеристик  обслуживания

8. Выполнить расчеты
   1. вектора интенсивностей простейшего входного потока
   2. вектора интенсивностей обслуживания с пропускной способностью m
   3. матрицы переходных вероятностей
   4. стационарных вероятностей
   5. переходных вероятностей как функций времени
9. Показать
   1. графики переходных вероятностей
   2. сообщения о стационарных вероятностях

 

 

Вариант 4

10. Обеспечить ввод
    1. длины исследования
    2. данных моделирования

Вариант 1

1. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний
4.                                                               i.      устойчивости
5.                                                             ii.      наблюдаемости

2. Выполнить расчеты
   1. проверки наблюдаемости
   2. матрицы обратной связи S по условию R(A-SC)<R(A)
   3. наблюдателя с явной обратной связью
   4. матрицы модального регулятора  K по условию R(A+BK)<R(A)
   5. модального управления u=Kx_n , где x_n – состояния наблюдателя
   6. выходных сигналов
3. Показать
   1. графики модального управления
   2. графики выходов
   3. графики разности выходов объекта и наблюдателя
   4. сообщения о

 

Вариант 2

4. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний

5. Выполнить расчеты
   1. проверки наблюдаемости
   2. матрицы обратной связи S по условию R(A-SC)<1
   3. наблюдателя с неявной обратной связью
   4. матрицы модального регулятора  K по условию R(A+BK)<1
   5. модального управления u=Kx_n, где x_n – состояния наблюдателя
   6. выходных сигналов
   7. переменных состояния объекта
6. Показать
   1. графики модального управления
   2. графики выходов
   3. графики переменных состояния
   4. графики разности переменных состояния объекта и наблюдателя
   5. сообщение о наблюдаемости

 

Вариант 3

7. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний

Вариант 1

1. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний
4.                                                           iv.      характеристики входов
5.                                                               i.      устойчивости
6.                                                             ii.      наблюдаемости

2. Выполнить расчеты
   1. проверки наблюдаемости
   2. матрицы обратной связи S по условию R(A –  SC)<R(A)
   3. наблюдателя с явной обратной связью
   4. входных сигналов
   5. выходных сигналов
3. Показать
   1. графики входов
   2. графики выходов
   3. графики разности выходов объекта и наблюдателя
   4. сообщения о

 

Вариант 2

4. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний
4.                                                           iv.      характеристики входов

5. Выполнить расчеты
   1. проверки наблюдаемости
   2. матрицы обратной связи S по условию R(A – SC)<1
   3. наблюдателя с неявной обратной связью
   4. входных сигналов
   5. выходных сигналов
   6. переменных состояния
6. Показать
   1. графики входов
   2. графики выходов
   3. графики переменных состояния
   4. графики разности переменных состояния объекта и наблюдателя
   5. сообщение о наблюдаемости

 

Вариант 3

7. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний
4.                                                           iv.      характеристики входов

Вариант 1

1. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. матриц критерия оптимальности
   3. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний
4.                                                               i.      устойчивости
5.                                                             ii.      наблюдаемости

2. Выполнить расчеты
   1. проверки наблюдаемости
   2. матрицы обратной связи S по условию R(A-SC)<R(A)
   3. наблюдателя с явной обратной связью
   4. для аналитического решения ДГЗ
   5. оптимального управления
   6. выходных сигналов
3. Показать
   1. графики оптимального управления
   2. графики выходов
   3. графики разности выходов объекта и наблюдателя
   4. сообщения о

 

Вариант 2

1. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. матриц критерия оптимальности
   3. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные и конечные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний

2. Выполнить расчеты
   1. проверки наблюдаемости
   2. матрицы обратной связи S по условию R(A-SC)<1
   3. наблюдателя с неявной обратной связью
   4. для численного решения ДГЗ
   5. оптимального управления
   6. выходных сигналов
   7. переменных состояния
3. Показать
   1. графики входов
   2. графики выходов
   3. графики переменных состояния
   4. графики разности переменных состояния объекта и наблюдателя
   5. сообщение о наблюдаемости

 

Вариант 3

1. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. матриц критерия оптимальности
   3. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия объекта
3.                                                           iii.      начальные условия наблюдателя состояний
4.                                                               i.      устойчивости

Вариант 1

1. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия
3.                                                           iii.      характеристик  входов
4.                                                               i.      устойчивости
5.                                                             ii.      управляемости
6.                                                           iii.      наблюдаемости

2. Выполнить расчеты
   1. спектрального радиуса матрицы коэффициентов
   2. матрицы управляемости
   3. матрицы наблюдаемости
   4. входных сигналов на основе функции inline
   5. выходных сигналов
3. Показать
   1. графики входов
   2. графики выходов
   3. сообщения о

 

Вариант 2

4. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      число шагов
2.                                                             ii.      начальные условия
3.                                                           iii.      характеристик  входов
4.                                                               i.      устойчивости
5.                                                             ii.      управляемости
6.                                                           iii.      наблюдаемости

5. Выполнить расчеты
   1. спектра матрицы коэффициентов
   2. ранга матрицы управляемости
   3. ранга матрицы наблюдаемости
   4. случайных входных сигналов
   5. выходных сигналов
   6. переменных состояния
6. Показать
   1. график спектра
   2. графики входов
   3. графики выходов
   4. графики переменных состояния
   5. сообщения о

 

Вариант 3

7. Обеспечить ввод
   1. матриц объекта управления
   2. данных моделирования

1.                                                               i.      начальные условия
2.                                                             ii.      характеристик  входов
3.                                                               i.      устойчивости
4.                                                             ii.      управляемости
5.                                                           iii.     

В настоящее время база данных является частью практически любой информационной системы, в которой основную работу по обработке и хранению информации выполняют компьютеры. для создания и
сопровождения баз данных используются сложные программные комплексы, называемые СУбд ( система управления базами данных).
особенности каждой СУбд  определяются ее разработчиком с учетом интересов потенциальных пользователей. наиболее широко в современных информационных системах используются реляционные базы данных, которые позволяют хранить информацию в табличном, т. е.
структурированном, виде.
такое представление данных имеет множество преимуществ:
– для разработки базы данных можно использовать хорошо разработанные математические методы;
– для выбора информации из базы можно применять известные эффективные методы сортировки и поиска;
– язык, на котором формулируются запросы к базе данных, легко
формализуется, что позволяет унифицировать пользовательские интерфейсы к базам данных.
для реляционных баз данных создан единый язык, на котором формулируются запросы. Этот язык называется SQL, а целый ряд СУбд,
для которых он является входным, называется SQL-серверами.
К настоящему времени разработан стандарт языка SQL , и все разра-SQL , и все разр
ботчики SQL-серверов обязаны учитывать требования этого стандарта.
В противном случае их продукция может оказаться неконкурентоспособной.
В данном пособии описаны методы выполнения основных действий
с базами данных в среде MySQL. Рассмотрен синтаксис основных SQLинструкций для создания и сопровождения реляционной базы данных.
Приведены примеры управления привилегиями пользователей по работе с табличными данными. для отладки и демонстрации примеров
был использован сервер MySQL версии 5.0.1.
В Приложении приведен список ключевых слов и выражений для
сервера MySQL, что может быть использовано в качестве справочного
пособия.
При написании учебного пособия в качестве базового источника сведений была выбрана книга [ 1 ], поскольку в ней, по мнению авторов,
необходимый для изучения материал представлен, во-первых, достаточно полно и, во-вторых, без излишнего нагромождения несущественных для первого ознакомления деталей.

1. Типы данных MySQL
Перед созданием базы данных необходимо точно определить, какие типы данных будут использованы.
Все типы данных, с которыми работает MySQL, можно разбить
на три группы: числовые, текстовые и даты-времени. Рассмотрим
их в указанном порядке.
1.1. Числовые типы данных
Числовые типы столбцов используются для хранения чисел. Все
числовые типы можно разбить на два подтипа: для хранения точных чисел и чисел с плавающей точкой. Числовые типы характеризуются длиной хранимых чисел, а типы с плавающей точкой – еще
и числом десятичных

Современный этап развития человечества отличается тем, что
на смену века энергетики приходит век информатики. Происходит интенсивное внедрение новых информационных технологий
во все сферы человеческой деятельности. встает реальная проблема перехода в информационное общество, для которого приоритетным должно стать развитие образования. изменяется и структура
зна ний в обществе. все большее значение для практической жизни
приобретают фундаментальные знания, способствующие творческому развитию личности. важна и конструктивность приобретаемых знаний, умение их структурировать в соответствии с поставленной целью. на базе знаний формируются новые информационные ресурсы общества.
Экспертные системы – это яркое и быстро прогрессирующее направление в области искусственного интеллекта. Причиной повышенного интереса, который экспертные системы вызывают к себе
на протяжении всего своего существования, является возможность
их применения к решению задач из самых различных областей
человеческой деятельности. Экспертные системы, как и экспертчеловек, в процессе своей работы оперирует со знаниями. знания о
предметной области, необходимые для работы экспертных систем,
определенным образом формализованы и представлены в памяти
ЭВМ в виде базы знаний.

Главное достоинство экспертных систем – возможность накапливать знания, сохранять их длительное время, обновлять и тем
самым обеспечивать относительную независимость конкретной организации от наличия в ней квалифицированных специалистов.
Накопление знаний позволяет повышать квалификацию специалистов, работающих на предприятиях и в организациях, используя наилучшие, проверенные решения. Практическое применение
искусственного интеллекта на предприятиях и в экономике в целом основано на экспертных системах, позволяющих повысить качество и сохранить время принятия решений, а также способствующих росту эффективности работы и повышению квалификации
специалистов.

Поэтому дисциплина «интеллектуальные информационные системы» стала базовой в структуре подготовки бакалавров, специалистов и магистров по направлению высшего профессионального
образования 230400 – «информационные систе мы и технологии».
Содержание учебного пособия «Экспертные системы» соответствует разделам содержания дисциплины «интеллектуальные информационные системы» федерального компонента государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 230400 – информационные
системы и технологии.

Отличительной чертой данного учебного пособия является то,
что в нем излагаются основные особенности современных технологий интеллектуализации организационного управления в условиях

Первые аналоговые сети сотовой связи были введены в эксплуатацию в начале восьмидесятых годов двадцатого века. Сети первого поколения сотовой связи в полной мере выполнили свою “первопроходческую” роль. На их основе были отработаны принципы построения сотовых сетей, выявлены проблемы, организованы операторские компании,
разработаны принципы и нормативно-правовая база взаимоотношений
операторов, обучены специалисты, и, главное, миллионы людей стали
абонентами сотовых сетей и уже не представляют себе жизнь без мобильной связи.
В 90-х годах были разработаны и получили широкое применение
сотовые системы второго поколения, основанные на цифровых методах
формирования и обработки сигналов при частотном и временном принципах разделения каналов абонентов сети.
В настоящее время на базе цифровых систем разрабатываются и уже
находят широкое применение сотовые системы связи третьего поколения, использующие широкополосные сигналы с кодовым разделением
каналов [1–7]. Кодовое разделение основано на том, что каждому абоненту выделяется свой абонентский алфавит сигналов (или кодовых
последовательностей), с помощью которого он передает информацию.
Разделение возможно потому, что сигналы различных абонентов существенно отличаются по форме. При таком способе разделения передаваемая информация снабжается адресом, роль которого выполняют выделенные сигналы. Наличие адресов позволяет реализовать асинхронный режим совместной работы многих абонентов.
Началом исследований по кодовому уплотнению и разделению сигналов можно считать работу Д. В. Агеева, опубликованную в 1935 году
[19]. При кодовом разделении имеют место взаимные помехи, которые
являются следствием одновременной работы абонентов в общей полосе
частот. Однако при КРК можно так выбрать параметры сигналов, что
уровень взаимных помех будет сколь угодно малым, т. е. обеспечить
заданную помехоустойчивость.
При написании пособия использованы новейшие материалы, взятые
из монографий и специализированных журналов и статей, изданных за
последний период [1–7]. Однако во всех рассмотренных источниках при
описании систем связи с кодовым разделением каналов только упоминается об использовании в системах для этих целей функций Уолша.

Особенности и характеристики функций Уолша, их вид при использовании 64 функций и схемное построение генераторов этих функций
нигде в этих источниках не рассматриваются. Данное учебное пособие
и призвано восполнить этот пробел.
Содержание пособия является частью лекционных курсов “Радиотехнические системы передачи информации” и “Теория цифровой обработки сигналов в системах связи”, читаемых студентам дневной, вечерней и заочной форм обучения, и может быть полезным как при усвоении

Содержание
Предисловие ………………………………………………………….      4
Введение ……………………………………………………………….      5
1. Исчисление высказываний и предикатов …………………….   10
1.1. Гипотеза о физической символьной системе ……………   10
1.2. Исчисление высказываний ………………………………..   11
1.3. Исчисление предикатов ……………………………………   13
1.4. «Мир блоков» ………………………………………………..   18
1.5. Язык логического программирования …………………..   20
2. Поиск в пространстве состояний ……………………………….   23
2.1. Граф пространства состояний …………………………….   23
2.2. Алгоритмы поиска с последовательным перебором …..   28
2.3. Эвристические алгоритмы поиска ……………………….   32
2.4. Язык обработки списков …………………………………..   39
3. распознавание образов …………………………………………..   45
3.1. Описание объектов набором признаков …………………   45
3.2. Метрики пространства признаков ……………………….   49
3.3. Методы кластеризации …………………………………….   54
3.4. Построение классификаторов …………………………….   57
4. Машинное обучение ………………………………………………   65
5. Нейронные сети ……………………………………………………   69
5.1. Естественные и искусственные нейроны ………………..   69
5.2. Топология нейронных сетей ………………………………   72
5.3. Алгоритм обратного распространения …………………..   76
5.4. Сеть встречного распространения ………………………..   80
5.5. Практическая реализация нейронных сетей …………..   87
6. Генетические алгоритмы ………………………………………..   90
6.1. Методологическая основа генетических алгоритмов …   90
6.2. Представление задачи в конъюнктивной нормальной
форме ……………………………………………………………….   93
6.3. Проблемы реализации генетических алгоритмов ……..   97
Контрольные вопросы ……………………………………………….  101
Список литературы ………………………………………………….  104

ПРЕДИСЛОВИЕ
При подготовке лекций по дисциплине «Системы искусственного интеллекта», положенных в основу данного пособия, автор в
основном использовал изданный в 2003 году в переводе на русский
язык учебник Д. Ф. Люгера «Искусственный интеллект: стратегии
и методы решения сложных проблем». Ни в коей мере не претендуя на полноту охвата столь обширной темы, предлагаемое Вашему
вниманию пособие является скорее кратким конспектом некоторых
разделов этого фундаментального труда с добавлением материалов
из других источников, перечисленных в списке литературы.
Автор надеется, что пособие окажется полезным для студентов
направления 230100 «Информатика и вычислительная техника»
и специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы,
системы и сети», изучающих дисциплины «Системы искусственного интеллекта», «Теория принятия решений», «распознавание
образов», а также для студентов родственных специальностей.

АЛГОРИТМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
В настоящем разделе рассматривается логика работы программного
комплекса, реализующего обобщенный метод Галеркина применительно к системам автоматического управления различных классов: непрерывные и импульсные САУ как линейные, так и нелинейные; системы
управления с дискретными корректирующими устройствами, содержащие как линейные, так и нелинейные объекты управления; системы
управления со звеньями сосредоточенного запаздывания.
7.1. Алгоритм программного комплекса,
реализующего обобщенный метод Галеркина
для САУ различных классов
В отдельных случаях (заведомо устойчивые САУ невысокого порядка, содержащие один–два варьируемых параметра) решение задачи синтеза может быть осуществлено путем решения системы уравнений вида
(3.5). Однако, в общем случае метод решения задачи параметрического
синтеза САУ ориентирован на применение ЭВМ, поскольку для определения значений варьируемых параметров требуется осуществлять минимизацию функционала (3.17).
Поиск минимума функционала (3.17) осуществляется с помощью
процедуры сжимающего случайного поиска [90]. В процессе работы
данной процедуры случайным образом задается стартовая точка [в пределах допустимых вариаций (2.9)], которой соответствует определенное сочетание значений варьируемых параметров. Затем проверяется
ограничение на устойчивость САУ с заданными значениями параметров ck и в случае его выполнения вычисляется значение целевой функции J. Далее значения параметров изменяются с заданным шагом в окрестностях стартовой точки и для устойчивых решений определяются
новые значения функционала. Таким образом, в ходе работы процедуры поиска накапливается информация об изменениях значений функционала при различных сочетаниях значений искомых параметров и
выбирается то из них, которое доставляет минимум целевой функции
на первом этапе поиска. Сочетание значений варьируемых параметров,
минимизирующее функционал на первом этапе, принимается в качестве стартовой точки n-мерного пространства на втором этапе поиска.
Поисковая процедура повторяется до тех пор, пока вся область n-мерного пространства, ограниченная возможными пределами вариаций значений искомых параметров (2.9), не будет исследована заданными пользователем шагом и точностью.
В результате определяются значения варьируемых параметров, доставляющие целевой функции глобальный минимум. Определенные таким образом параметры можно считать оптимальными в смысле наилучшего воспроизведения в синтезируемой системе управления заданных показателей качества ее работы в динамическом режиме.
Программный комплекс, реализующий обобщенный метод Галеркина, построен по блочно-модульному принципу, что делает его универсальным и дает

ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время все большее значение приобретают высокоскоростные локальные и глобальные вычислительные сети. Появились новые информационные технологии, позволяющие соединять локальные и
глобальные вычислительные сети и передавать разнородный трафик.
Возникли интегрированные вычислительные сети, предоставляющие широкий круг услуг пользователям и даже допускающие в определенных
пределах управление со стороны пользователя. Эта тенденция усиливается с течением времени.
Учебное пособие состоит из шести разделов. В разделе 1 описываются маркерные вычислительные сети на структуре шина и кольцо.
Особое внимание уделяется расчету задержек при передаче пакетов и
структуре сетевого адаптера. В разделе 2 описываются высокоскоростные локальные вычислительные сети Gigabit Ethernet со скоростью
передачи 1000 Мбит/c и высоконадежная сеть FDDI с применением двух
колец, использующая маркерный способ доступа. Раздел 3 посвящен
высокоскоростным глобальным вычислительным сетям. Здесь рассматривается сеть ускоренной передачи пакетов Frame Relay и ATM-сети. В
разделе 4 описываются сети с интеграцией услуг, приводятся требования к параметрам передачи различных видов информации и услуги, предоставляемые этими сетями, рассматривается сеть синхронной цифровой иерархии. Раздел 5 посвящен методам маршрутизации в глобальных
вычислительных сетях. В разделе 6 рассматриваются современные
методы коммутации в вычислительных сетях.

АО
АП
АТМ
БКП
БК
ИСС
ИМС
КК
КС
КД
КМ
КП
КПК
КО
ЛВС
МДС

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И
СОКРАЩЕНИЙ
– адрес отправителя
– адрес получателя
– асинхронный режим передачи
– быстрая коммутация пакетов
– блок данных
– интерфейсный соединитель
– интерфейс с модулем сопряжения
– коммутация каналов
– коммутация сообщений
– кадр данных
– кадр маркера
– кадр прерывания
– контрольная последовательность кадра
– конечный ограничитель
– локальная вычислительная сеть
– модуль доступа к среде

МДШ – маркерный доступ на шине

МДК
МОС
МСЭ
МК
НО
НПК
ОП
ОПК
ПАД
ПБД
ПФС
СК
СМО

– маркерный доступ на кольце
– Международная организация по стандартизации
– Международный союз электросвязи
– многоканальная коммутация
– начальный ограничитель
– начальная последовательность кадра
– обслуживающий прибор
– оконечная последовательность кадра
– пакетный адаптер данных
– протокольный блок данных
– передача физических сигналов
– состояние кадра
– система массового обслуживания

ТУМ
ТЦМ
ТМ
УЛЗ
УДС
УК

– тайм-аут удержания маркера
– тайм-аут циркуляции маркера
– терминальный мультиплексор
– управление логическим звеном
– управление доступом к среде
– указатель кадра

У-ЦСИС – узкополосная сеть интегрированного сервиса
ЦСИС –

ПРЕДИСЛОВИЕ
С момента появления и до настоящего времени развитие и внедрение смарт-технологий происходит такими стремительными темпами, что
трудно найти этому аналогичное сравнение в других областях жизнедеятельности человека. Следствием этого и одновременно показателем
стремительности развития служит появление множества новых видов
технических устройств и систем, используемых в военных, банковских,
страховых, медицинских, бытовых и многих других сферах. В качестве
носителя информации здесь выступают смарт-карты. Все это приводит
к необходимости изучения смарт-технологий при подготовке инженеров по многим специальностям в области информационных технологий, защиты информации, систем управления, банковских систем и др.
Зарубежное происхождение рассматриваемых смарт-технологий, отсутствие отечественной учебной литературы и лабораторной базы привело к необходимости создания универсального контроллера смарт-карт
и написания учебного пособия, систематизирующего информацию о
технической стороне вопроса, а также выявляющего современные тенденции в проектировании и организации систем.
Значительное место в пособии занимают технические сведения, ставшие классическими на настоящее время. Это относится к способам защиты информации с использованием алгоритмов шифрации данных по
российскому ГОСТ 28147-89; интерфейсу, по которому происходит обмен данными с карточками; вопросам структурной организации смарткарт и стандартам на их параметры; протоколам взаимодействия с универсальным контроллером.
При написании данного учебного пособия авторы использовали свой
богатый инженерный опыт разработок и создания реальных систем, использующих смарт-карты как средства идентификации и расчетов, а
также предоплаты за потребляемые энергоресурсы на основе сетевых
решений.
Авторы считают, что приведенные примеры программной реализации на персональном компьютере фрагментов систем с использованием универсального контроллера смарт-карт позволят студентам приобрести навыки самостоятельной реализации на основе смарт-карт систем идентификации, защиты информации и компьютеров от несанкционированного доступа, систем защиты от несанкционированных действий и др.
Список используемых сокращений
ПУ– периферийное устройство
DTE– терминальное оборудование
DCE– связное оборудование
DMA– прямой доступ к памяти
PPI– программируемый интерфейс периферии
NMI– немаскируемое прерывание
UART– универсальный асинхронный приемопередатчик
BIOS– базовая система ввода/вывода
DOS– дисковая операционная система
DES– стандартный алгоритм шифрования данных (США)
ASCII– американский стандартный код обмена информацией
POST– тест, выполняемый после включения питания
COM port – COMunication port,

Создание макросов и взаимодествие и VBA

Лабораторная работа № 1.
разработка пользовательской таблицы средствами процессора
xcel, создание и выполнение макросов xcel

1. методические указания
У вас уже есть начальные знания о работе с табличным процессором , и вы знакомы с рабочей книгой, рабочим листом
и умеете ими пользоваться (создавать, удалять, переименовывать,
вставлять и т. п.). Вы знаете относительные и абсолютные способы
адресации ячеек рабочего листа , умеете задавать и осознан-осознанно выбирать формат ячейки, знакомы со способами ее оформления
(шрифт, фон, рамки). Вы уже умеете программировать формулы в
и пользоваться встроенными функциями . Наконец, вы
сами можете придумать пользовательскую таблицу, данные в которой были бы организованы по строкам и столбцам, имели вполне
определенный практический смысл и требовали бы некой обработки, в частности, вычислений. Мы надеемся, что вы сумеете набрать
ее на рабочем листе и задать форматы ячеек Формат / Ячейки…, в
том числе тип данных (вкладка Число), выполнить Выравнивание
в ячейке, задать Шрифт, сделать обрамление ячейки (вкладка Гра
ница), сделать заливку ячеек (вкладка Вид).
термином «макрос» обычно называют файл, хранящий последовательность действий, заданных пользователем системы. каждый
макрос должен иметь собственное имя. С помощью этого файла
можно автоматизировать типовые технологические этапы при работе с системой. если макрос создан, то после его запуска хранящая-
ся в нем последовательность действий (команд) будет автоматически исполнена. Макрос представляет собой программу и может быть
создан автоматически в специальном режиме работы программной
системы (в том числе и ) или как результат программирова-программирова
ния, в терминах языка системы. если пользователь владеет языком задания макроса, то созданный любым способом макрос может
быть подвергнут редактированию с целью изменения его возможностей или устранения ошибок. В пакете таким
языком является язык VBA.
паПри работе с , как, впрочем, и с другими программами пакета , для создания макроса легче всего использо-использовать автоматический режим его создания, вызываемый из главного
меню системы командами Сервис / Макрос. При первоначальном
запуске системы макросы отсутствуют, поэтому диалоговое окно
Макрос, вызываемое пунктом Макросы, показывает пустой список. Пункт меню Безопасность открывает дополнительное меню,
позволяющее задавать уровень безопасности при использовании
макросов. Известны ряд компьютерных вирусов, маскирующихся
дополпод макросы, в связи с чем разработчики предприняли дополнительные меры защиты. так, например, может быть задан высокий, средний и низкий уровни безопасности при работе с макросами (по умолчанию – средний и

СИНТЕЗ НЕЛИНЕЙНЫХ САУ С ШИРОТНО- И
ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

В данной главе проводится детальная проработка общей схемы решения задачи синтеза импульсных САУ применительно к системам управления с широтно- и частотно-импульсной модуляцией, содержащим
как линейные, так и нелинейные объекты управления. Рассматривается получение рекуррентных аналитических выражений, определяющих
интегралы целевых функций САУ с ШИМ и ЧИМ, позволяющих алгебраизировать решение задачи параметрического синтеза систем указанных классов произвольных структур и порядков.

4.1. САУ с широтно-импульсной модуляцией
Системы автоматического управления с широтно-импульсной модуляцией нашли широкое применение в технике, в частности системы
данного класса, используются в электроприводах различного назначения. Системы управления с широтно-импульсной модуляцией напряжения, подаваемого на якорь исполнительного двигателя, представляют
собой одну из широко применяемых на практике реализаций генераторного метода регулирования скорости вращения изменением среднего напряжения якоря путем регулирования длительности импульсов напряжения. Такой способ управления дает возможность использовать
исполнительные двигатели с большим моментом вращения в течение
короткого промежутка времени, что явно предпочтительнее применения двигателей с малым моментом вращения в течение более длительного времени. Кроме того, в электроприводах с ШИМ легко ограничить
величину момента вращения, развиваемую исполнительным двигателем, причем это требование подчас является определяющим для многих
систем, поскольку в противном случае может произойти разрушение
элементов САУ. Также следует отметить высокую помехоустойчивость
систем рассматриваемого класса. Влияние помех на САУ с ШИМ менее
существенно, чем в классических системах, так как случайные вариации амплитуды мало влияют на информацию передаваемую в виде широтно-модулированного сигнала.
Наряду с отмеченными выше достоинствами систем с ШИМ, им присущи и некоторые недостатки. Исполнительный двигатель, работающий в режиме широтно-импульсного управления (за исключением импульсного двигателя), имеет пульсирующий момент вращения, и его
перегрев, так же, как и механические напряжения элементов достаточно высок. Кроме того, как отмечалось выше, синтез параметров регуляторов систем с ШИМ представляет собой сложную задачу в силу нелинейного характера преобразования сигнала модулятором. Поэтому, как
правило, при решении практических задач традиционными методами
синтеза широтно-импульсный характер сигнала не учитывается, что
несомненно сказывается на достоверности исследуемой математической модели реальной САУ и точности получаемого решения.
Во второй

ПРЕДИСЛОВИЕ

Один из важнейших элементов профессиональной квалификации
разработчика программного обеспечения (ПО) – наличие ясных пред
ставлений о выполняемой форме программы в памяти вычислитель
ной машины. Это особенно справедливо в отношении кода обрабаты
ваемых данных.
Данные с плавающей точкой используются практически во всех
областях применения вычислительных машин. Однако понятные и
полные сведения об их кодировании редко встречаются в учебниках
по программированию.
Пособие призвано восполнить отмеченный пробел. Оно представ
ляет собой законченный фрагмент учебного курса по одному из мно
гих языков программирования (например, C, C++, Java, C#).

1. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

1.1. Кодирование и содержание

Одна из основных сложностей на начальных этапах изучения вы
числительных машин и программирования – осознание разницы меж
ду кодированием и содержанием.
Рассмотрим простой пример. Пусть задан код: цепочка десятич
ных цифр
0 1 0 9 0 5
Что может означать этот код
Кажется, что единственное возможное значение – это число «де
сять тысяч девятьсот пять». Но можно предложить и другие правила
интерпретации (правила декодирования) этой цепочки (рис. 1.1).
Используя правило 1, получим, что код 010905 означает «день
первое сентября 2005 года» (День Знаний), а используя правило 2,
получим, что код 010905 означает «день девятое января 1905 года»
(Кровавое Воскресенье русской истории).
Важная деталь: часть информации представлена элементами (знач
ками) кода в явном виде (например, номер месяца в году), а другая
часть информации подразумевается (например, две старшие цифры
номера года).

Можно предложить и другие, более изощренные правила декоди
рования. Например: код 010905 означает «книга номер 01 на полке
09 стеллажа 05 некоторой (конкретной!) библиотеки». И тогда код
010905 может «скрывать в себе» и один из шедевров мировой лите
ратуры, и бульварный роман.
Так что же означает код 010905 «на самом деле» Ответ: ничего
не означает (или, что то же самое: означает все, что угодно).
Таким образом, сам по себе код (цепочка символов) не означает
ничего. В справедливости этого утверждения легко убедиться, вспом
нив о так называемых «мертвых языках», правила интерпретации
которых утеряны человечеством.
Код приобретает конкретный смысл только в сочетании с конк
ретным правилом интерпретации (правилом декодирования). Очевид
но, что если код составлен по одним правилам, а декодируется по
другим, то изначальный смысл (изначальное содержание) теряется.
Эта «беллетристическая» преамбула в полной мере относится и
к цепочкам битов, которые хранятся в памяти вычислительных ма
шин.

1.2. Кодирование целых значений

Продолжим рассмотрение цепочек значков. Пусть имеется цепоч
ка из трех десятичных цифр и лидирующего знака ‘+’

Технологии Программирования
Структурное и объектно-ориентированное программирование
Разработка программного обеспечения (ПО) ЭВМ в настоящее
время осуществляется с использованием двух основных технологий — структурного (процедурного) программирования и объектноориентированного программирования (ООП).
Структурное программирование.
данная технология предполагает выполнение последовательности этапов разработки программ для решения задач с использованием ЭВМ.
1. Постановка задачи – формулирование задачи и целей ее решения на естественном языке и установление критериев решения
задачи. Результат этапа – техническое задание на разработку ПО.
2. Формализация задачи с использованием математического аппарата и получение ее абстрактной математической модели в виде
формул и уравнений.
3. Выбор численного метода из возможных вариантов с учетом
требований по времени и точности решения и занимаемого объема
памяти ЭВМ.
4. Алгоритмизация – построение общего плана решения, т. е. алгоритма задачи в виде логической последовательности этапов (шагов, действий, операций), приводящих от исходных данных к искомому результату за конечное время на языке понятном человеку.
Могут быть использованы различные способы представления алгоритма – словесный, графический (схемы алгоритмов), алгоритмический язык высокого уровня (ЯВУ). ЯВУ – формализованный язык
для описания данных и набор правил (инструкций, операторов) их
обработки для реализации алгоритма задачи. Типичные ЯВУ структурного программирования – Си, Паскаль.
5. Программирование – перевод алгоритма задачи на язык ЭВМ (систему команд), т.е. кодирование алгоритма. Процесс разработки программы делится на следующие этапы: 1) запись алгоритма на ЯВУ в
виде исходного файла в памяти (например, prog1.cpp); 2) компиляция и редактирование связей (объектный файл – prog1.obj); 3) загрузка программы в оперативную память (исполняемый файл – prog1.exe); 4) исполнение программы; 5) получение результатов программы.
6. Отладка программы – поиск и исправление ошибок в программе. Этот процесс разбивается на два этапа: 1) синтаксическая
отладка – исправление формальных ошибок, связанных с нарушением норм языка программирования, с помощью ЭВМ; 2) семантическая отладка – исправление логических (смысловых) ошибок с
применением специальных тестовых данных.
7. Исполнение (эксплуатация) программы с любыми допустимыми данными и получение результатов решения задачи.
8. Интерпретация результатов и поддержка программы в процессе эксплуатации – изменение программы в соответствии с требованиями пользователей, а также исправление ошибок, выявленных
в процессе ее эксплуатации.
Существование программы можно разделить на три периода: 1)
разработка (этапы 1–4); 2) реализация

ПРЕДИСЛОВИЕ
Хорошо известно, что эффективность реализации любых технических решений зачастую не может достигать ожидаемого уровня из-за отсутствия в достаточной степени развитой теоретической базы. Именно
это происходит в области создания современных нелинейных систем
автоматического управления как непрерывных, так и содержащих импульсные модуляторы различных типов (амплитудные, широтные и частотные). Вместе с тем системы управления такого рода нашли чрезвычайно широкое применение в системах управления роботов и манипуляторов, в станкостроении, в транспортной, авиационной, оборонной,
ракетостроительной и других отраслях промышленности.
Проблема синтеза нелинейных непрерывных и импульсных САУ высокого порядка, содержащих несколько нелинейных элементов, чрезвычайно сложна и многообразна. Она включает в себя как структурный,
так и параметрический синтез систем управления отмеченных классов
в рамках общепринятых критериев качества систем для регулярных и
для случайных сигналов и помех, для стационарных и нестационарных
САУ и т. п. При этом под критериями (показателями) качества систем
автоматического управления понимаются: устойчивость, перерегулирование, время переходного процесса, точность, быстродействие, робастность и т. д.
Современное состояние теории автоматического управления показывает, что успешного решения данной проблемы по всему комплексу
показателей качества и для всего многообразия систем с единых математических и методологических позиций не найдено. Поэтому предпринимаются довольно успешные попытки создания общих теоретических подходов по отдельным направлениям проблемы.
Все внимание в данной книге сосредоточено на разработке действенных универсальных методов, имеющих единую математическую и методологическую основу для параметрического синтеза нелинейных САУ
высокого порядка с различными видами модуляции. Синтез параметров
систем управления различных классов, содержащих в общем случае r
нелинейных элементов, характеристики которых допускают кусочнолинейную или степенную (алгебраическую) аппроксимацию, проводится
с целью обеспечения в системе заданных показателей качества переходного процесса: перерегулирования, колебательности, времени затухания при
безусловном обеспечении устойчивости и грубости САУ в пределах вариации искомых параметров и технических ограничений на их реализуемость.
В качестве математического аппарата для решения поставленной задачи
применяется обращение одного из прямых вариационных методов анализа – обобщенного метода Галеркина – на решение задачи синтеза. Следует отметить, что основы данного научного направления были заложены
работами И. А. Орурка. Значительный вклад в становление научного