≡ Передовица » Макулатура » Материалы конференций » Система численного моделирования ПЭВМ АГАТ.
 |
|
|---|
Система численного моделирования ПЭВМ АГАТ.
А.Н.Андронов.
В докладе рассматриваются вопросы создания системы численного моделирования на персональных ЭВМ и применения её для решения научных и народнохозяйственных задач.
Система численного моделирования предоставляет пользователю, не имеющему программистской квалификации, возможность выполнения на собственной ПЭВМ расчётов, сложность которых может изменяться в широком диапазоне (от задач, решаемых в машиносчётном бюро, до задач линейной алгебры и оптимизации).
СЧМ представляет собой программу, позволяющую пользователю образовать в памяти ПЭВМ таблицу достаточно большого размера, строки и столбцы которой произвольно заполняются текстами (название строки, столбца, комментарий и т.п.), числами и формулами (переменными аргументами формул служат другие клетки той же таблицы, указываемые номером строки и столбца). При просмотре на экране ПЭВМ одновременно появляется введённая пользователем в просматриваемую клетку формула и вычисленное для неё программой значение. При корректировке пользователем содержимого любой клетки программа автоматически пересчитывает значение всех зависящих от неё элементов таблицы. На экране ПЭВМ постоянно виден прилегающий к просматриваемой клетке фрагмент таблицы со значениями клеток в формате, знакомом любому человеку, которому приходилось выполнять на калькуляторе вычисления, требующие записи промежуточных результатов.
В качестве прототипов системы численного моделирования можно указать получившие широкое распространение за рубежом программные реализации калькулятора персонального компьютера.
Анализ ряда зарубежных систем численного моделирования показывает, что в обязательный минимум их функциональных возможностей входят следующие:
1) Вычисление элементарных функций.
2) Вычисление функций, ориентированных на предметную (обычно финансовую) область применения.
3) Возможность сохранения, с последующим воспроизведением, информации на гибком диске и выдачи её на печатающее устройство.
Образцами систем численного моделирования могут служить программы Visicalc, Supercalc, Calcstar.
В докладе проанализированы причины популярности и достоинства систем численного моделирования, реализованных в форме калькуляторов ПЭВМ, среди которых выделены следующие:
1) Ориентация на эксплуатацию её пользователем без навыка программирования.
Работа с калькулятором ведётся в "режиме меню", который на доступном пользователю без программистской квалификации языке, показывает в каждом конкретном случае все возможные варианты продолжения его действий.
2) Возможности управления вычислительным процессом. При работе пользователь может анализировать результаты каждого этапа вычислений и вводить соответствующие коррекции в вычислительный процесс или параллельно выполнять альтернативный вариант решения задачи.
Таким образом осуществляется активное воздействие человека на режим и структуру вычислений, т.е. происходит реализация интерактивного процесса "человек-машина".
3) Удобство задания однотипных функций.
Пользователь вводит одну функцию, а затем задаёт диапазон "размножения" её на экране дисплея.
4) Возможности документирования вычислений.
Калькулятор ПЭВМ позволяет запоминать на гибком диске исходные данные, алгоритм и результаты вычислений с возможностью последующего их воспроизведения, а также получения их или их фрагментов в виде распечатки.
5) Связь с другими программами для делового применения.
Имеется возможность организации структуры делового пакета, в который входят текстовый редактор, позволяющий получить результат расчётов в виде, пригодном для отчётной документации, и база данных, поставляющая исходные данные для вычислений.
Характерной чертой распространённых за рубежом систем численного моделирования может служить их ориентация на решение класса задач экономического характера, которая предполагает недостаток средств для инженерных расчётов и решения научных задач. Отсутствие, например, реализации оптимизационных методов ограничивает применимость систем численного моделирования для задач оптимизации и прогнозирования.
Анализ существующих прототипов систем численного моделирования и потребности планового хозяйства в научно-технической области привели к решению заложить в систему численного моделирования первой отечественной ПЭВМ "АГАТ" следующие функции:
1. Ввод информации с возможностью копирования однотипных функций.
2. Возможность редактирования вводимой информации.
3. Возможность отображения информации на экран дисплея, гибкий диск или распечатка её на печатающем устройстве.
4. Возможность выполнения арифметических операций.
5. Возможность вычисления элементарных функций.
6. Реализация некоторых функций математической статистики:
а) нахождение среднего значения;
б) вычисление дисперсии;
в) вычисление коррекции.
7. Реализация функций линейной алгебры:
а) сложение и вычитание матриц (векторов);
б) перемножение матриц (векторов);
в) вычисление транспонированной и обратной матрицы;
г) нахождение собственных значений матрицы.
8. Оптимизационные методы:
а) комплекс-метод решения задач линейного программирования;
б) венгерский метод решения транспортной задачи линейного программирования и задачи назначения;
в) метод Форда-Фолкерсона распределения потоков в сети.
* * *
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *