Рефераты. Блочно-симметричные модели и методы проектирования систем обработки данных

Определены критерии , эффективности, зависящие от переменных и , доставляющие экстремум функции вида , .

Многокритериальная блочно-симметричная задача дискретного программирования формулируется следующим образом:

,(3.2.1)

при ограничениях вида

, ,(3.2.2)

, .(3.2.3)

Для решения однокритериальной блочно-симметричной задачи () разработан и предложен эффективный алгоритм, позволяющий определить оптимальные решения при определенных условиях. Используя разработанный алгоритм можно предложить следующую схему решения многокритериальной задачи.

1. Решается однокритериальная задача при ограничениях вида (3.2.2) - (3.2.3) с использованием заданного алгоритма. Определяются переменные и .

2. Определяются значение функций , .

3. Решается однокритериальная задача при ограничениях вида (3.2.2) - (3.2.3) с использованием заданного алгоритма. Определяются переменные и .

4. Определяются значение функций , .

5. Решается однокритериальная задача при ограничениях вида (3.2.2) - (3.2.3) с использованием заданного алгоритма. Определяются переменные и .

6. Экстремальные значения функций определяют область нахождения решения.

Таким образом, в результате решения многокритериальной задачи определяется область решения, в которой находится решение, удовлетворяющее всем критериям и соответствующим условиям [135].

Рассмотрим постановку и решение двухкритериальной задачи разработки модульной блок-схемы системы обработки данных.

В данной постановке необходимо множество процедур обработки данных распределить по программным модулям, а множество информационных элементов , необходимых для реализации заданных процедур, распределить по массивам базы данных таким образом, чтобы минимизировать связи между программными модулями.

В качестве критерия эффективности используем минимум взаимосвязей между модулями блок-схем и массивами базы данных. Данный критерий позволяет представить структуру блок-схемы в виде слабосвязанных компонент модулей и связанных с ними массивов базы данных, уменьшить число обращений модулей к массивам в процессе их обработки. При заданных числовых характеристиках: времени обработки процедуры информационных элементов, времени обращения модулей к массивам базы данных, объемов процедур и информационных элементов, формируется критерии минимума времени обработки блок-схем, минимума памяти при обработке блок-схем и т.д.

В матрчной форме данный критерий запишется в виде

.(3.2.4)

В процессе проектирования модульных блок-схем часто необходимо, определить межмодульный интерфейс,который представляет собой состав и число информационных элементов между модулями систем обработки данных. Данный критерий позволяет определить содержание межмодульного интерфейса и оптимальную структуру всей модульной блок-схемы.

Критерий минимума информационных элементов, используемых программными модулями (межмодульной интерфейс) блок-схемы обработки данных в матричной форме записывается следующим образом:

.(3.2.5)

В общем случае данные критерии противоречивы, для которых трудно определить точное решение.

В матричной форме двухкритериальная блочно-симметричная задача запишется в следующем виде:

(3.2.6)

(3.2.7)

при ограничениях вида (3.2.2) - (3.2.3).

- сумма единичных элементов результирующих булевых матриц (3.2.6) и (3.2.3);

, , - переменная распределения процедур обработки данных по модулям блок-схемы;

, , - переменная распределения информационных элементов по массивам базы данных;

- взаимосвязи между информационными элементами и процедурами обработки данных;

- транспонированная матрица.

Для решения поставленной задачи разработан и предложен алгортм, основанный на вышеуказанной схеме решения общей многокритериальной задачи.

Рассмотрим численный пример решения двухкритериальной задачи. На таблице 3.2.1 приведена исходная матрица. Используя предложенный алгоритм решения однокритериальных задач находим решение двухкритериальной задачи. На рис. 3.2.3 и 3.2.4 приведён численный пример решения двухкритериальной задачи. Значение целевой функции приведены на рис. 3.2.5. Полученное решение определяет область, ограниченную треугольником АВС (рис. 3.2.6).

Разработано программное обеспечение решения двухкритериальной задачи вида (3.2.6) - (3.2.7) и (3.2.2) - (3.2.3) при любом размере исходной матрицы (размер исходной матрицы генерируется случайным образом) в среде Delphi 7.0. Программное опеспечение описано в разделе 3.3.

3.3 Программное обеспечение решения двухкритериальной блочно-симметричной задачи проектирования модульных систем обработки данных

3.3.1 Описание программного обеспечения решения задач проектирования модульной блок-схемы обработки данных

Разработанная программа предназначена для решения двухкритериальной задачи проектирования модульной блок-схемы обработки данных [139-141,143,146].

Программа позволяет разработчикам СОД быстро и эффективно находить решение задачи проектирования модульной блок-схемы, удовлетворяющих заданным критериям.

Основными критериями выбора программной среды для создания данной программы являются:

1. Обеспечение максимальной простоты роботы в системе, для этого разработан удобный для пользователя интерфейс.

2. Обеспечение максимальной скорости работы программы.

3. Доступность всех шрифтов программы

На основе последовательных критериев и анализа современных программных сред была выбрана визуальная программная среда Borland Delphi 7.0. Программа разработано в среде Borland Delphi 9 [145].

Общая блок-схема программы приведена на рис.3.3.1.

Процедура Create_Mat cоздаем матрицу W случайным образом по заданным числам строк и столбцов матрицы и записывает его на файл. Процедура Rotate транспонирует заданную матрицу, используется для вычисления матрицы Y. Процедура Mat_D создает матрицу D (базис). который на каждой итераций определяет значение элементов. Процедура New_matrisa. Промежуточная матрица создается по значениям элементов матрицы D и формирует решения и Y с использованием алгоритма однокритериальной блочно-симметричной задачи. В программе используются функции SUM и SUM_UM, которые вычисляют элементы промежуточной матрицы по критериям (логическое сложение и умножение). Значение целевых функции по двум критериям соответственно записываются на два файла и строится их область решения.

3.3.2 Описание логической структуры разработанной программы предназначеной для решения двухкритериальной задачи проектирования модульной блок-схемы обработки данных

Логическая структура модуля Unit1 с привязкой к строкам текста имеет следующий вид:

1 - Присвоение имени Unit1 к Unit-у

2 - Открытый интерфейс модуля

3 - 5 - Список подключаемых модулей

6 - 7 - Объявление класса формы

8 - 13 - Объявление типов компонентов

14 - 15 - Объявление процедур

16 - 17 - Закрытая часть класса

18 - 19 - Открытая часть класса

20 - Конец объявления описании модуля

21 - 22 - Объявление типов переменных

23 - 25 - Подключение модулей

26 - 47 - Объявление типов переменных

48 - 54 - Функция сложения

55 - 61 - Функция произведения

62 - 120 - Функция создания матрицы

121 - 144 - Функция транспонирования матрицы

145 - 228 - Процедура решения Mat_D

229 - 824 - Процедура создания новой матрицы

825 - 828 - Закрытие формы Form1

829 - Конец модуля

Логическая структура модуля Unit2 с привязкой к строкам текста имеет следующий вид:

830 - Присвоение имени Unit2 к Unit-у

831 - Открытый интерфейс модуля

832 - 834 - Список подключаемых модулей

835 - 836 - Объявление класса формы

837 - 847 - Объявление типов компонентов

849 - 851 - Объявление процедур

852 - 853 - Закрытая часть класса

854 - 855 - Открытая часть класса

856 - Конец объявления описании модуля

857 - 858 - Объявление типов переменных

859 - 861 - Подключение модулей

862 - 867 - Процедура решения задачи по критерию сложения

868 - 873 - Процедура решения задачи по критерию умножения

874 - 877 - Закрытие формы Form2

878 - Конец модуля

Логическая структура модуля Unit3 с привязкой к строкам текста имеет следующий вид:

879 - Присвоение имени Unit3 к Unit-у

880 - Открытый интерфейс модуля

881 - 883 - Список подключаемых модулей

884 - 885 - Объявление класса формы

886 - 889 - Объявление типов компонентов

890 - Объявление процедур

891 - 892 - Закрытая часть класса

893 - 894 - Открытая часть класса

895 - Конец объявления описании модуля

896 - Объявление типов переменных

897 - 899 - Подключение модулей

900 - 903- Закрытие формы Form3

904 - Конец модуля

Логическая структура модуля Unit4 с привязкой к строкам текста имеет следующий вид:

905 - Присвоение имени Unit4 к Unit-у

906 - Открытый интерфейс модуля

907 - 909- Список подключаемых модулей

910 - 911 - Объявление класса формы

912 - 915 - Объявление типов компонентов

916 - Объявление процедур

917 - 918 - Закрытая часть класса

919 - 920 - Открытая часть класса

921 - Конец объявления описании модуля

922 - 923 - Объявление типов переменных

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.