Исследование операций — Информатика. Шпоры | iFREEstore

Исследование операций

Слово «кибернетика» происходит от греческого слова, означающего в переводе «кормчий». Его современное значение связано с научной областью, начало которой положила книга американского ученого Норберта Винера «Кибернетика или управление и связь в животном и машине», вышедшая в 1948 г. Вскоре предметом новой науки стали не только биологические и технические системы, но и системы любой природы, способные воспринимать, хранить и перерабатывать информацию и использовать ее для управления и регулирования. В изданной в 1947 г. «Энциклопедии кибернетики» говорится, что это «... наука об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах. При этом под управляющими системами здесь понимаются не только технические, а и любые биологические, административные и социальные системы». Таким образом, кибернетика и информатика являются, скорее всего, единой наукой. Сегодня кибернетику все чаще считают частью информатики, ее «высшим» разделом, в какой-то степени аналогичным по положению «высшей математике» по отношению ко всей математике вообще (примерно в таком же положении по отношению к информатике находится и наука «Искусственный интеллект»). Информатика в целом шире кибернетики, так как в информатике имеются аспекты, связанные с архитектурой и программированием ЭВМ, которые непосредственно к кибернетике отнести нельзя. Кибернетические разделы информатики богаты подходами и моделями в исследовании разнообразных систем и используют в качестве аппарата многие разделы фундаментальной и прикладной математики. Классическим и до известной степени самостоятельным разделом кибернетики считают исследование операций. Под этим термином понимают применение математических методов для обоснования решений в различных областях целенаправленной человеческой деятельности.

Поясним, что понимается под «решением». Пусть предпринимается некоторое мероприятие (в производственной, экономической или социальной сфере), направленное на достижение определенной цели - такое мероприятие называется «операцией». У лица (или группы лиц), ответственного за проведение этого мероприятия, имеется возможность выбора, как его организовать. Например, можно выбрать виды продукции, которые будут выпускаться, оборудование, которое при этом будет применяться, так или иначе распределить имеющиеся средства и т.д. «Операция» есть управляемое мероприятие. Решение есть выбор из ряда возможностей, имеющихся у ответственного лица. Решения могут быть удачными и неудачными, разумными и неразумными. Оптимальными называют решения, по тем или другим принципам более предпочтительные, чем другие. Цель исследования операций - математическое (количественное) обоснование оптимальных решений.

Исследование операций включает в себя следующие разделы:

1) математическое программирование (обоснование планов, программ хозяйственной деятельности); оно включает в себя относительно самостоятельные разделы: линейное программирование, нелинейное программирование, динамическое программирование (во всех этих названиях термин «программирование» возник исторически и не имеет отношения к программированию ЭВМ);

2) теорию массового обслуживания, опирающуюся на теорию случайных процессов;

3) теорию игр, позволяющую обосновывать решения, принимаемые в условиях неполноты информации.

В VBScript определен только один тип данных – Variant. Это универсальный тип, в котором можно хранить информацию, предоставленную другими типами данных, применяемыми в программировании, начиная от простейшего целого и заканчивая объектами.

В своем простейшем использовании тип Variant содержит либо числовые данные, либо символьные строки – типы данных, наиболее часто встречаемые при написании сценария.

JavaScript

Каждая переменная имеет имя, которое должно начинаться с буквы латинского алфавита, либо символа подчеркивания “_”, за которым следует любая комбинация алфавитно-цифровых символов или символов подчеркивания. Следующие имена являются допустимыми именами переменных

Temp1

MyFunction

_my_Method

Язык JavaScript чувствителен к регистру. Это означает, что строчные и прописные буквы алфавита считаются разными символами.

Определить переменную можно двумя способами: Оператором var. Оператором присваивания (=)

Оператор var используется как для задания, так и для инициализации переменной и имеет синтаксис:

var имя_переменной [= начальное_значение];

Необязательный оператор присваивания задает данные, которые содержит переменная. Их тип определяет и тип переменной. Например, следующий оператор

var weekDay = “Пятница”;

задает переменную weekDay, присваивает ей строковое значение “Пятница”, и тем самым определяет ее тип как строковый.

Если при определении переменной ей не присвоено никакого значения, то ее тип не определен. Ее тип будет определен только после того, как ей будет присвоено некоторое значение оператором присваивания =.

VBScript

Переменные используются для хранения данных приложения. Прежде чем переменную можно будет использовать, ее необходимо объявить. Это можно осуществить явным способом с помощью оператора Dim, или неявным – просто использовать имя переменной в операторе присваивания. Синтаксис оператора явного объявления переменной следующий:

Dim имя_переменной

Параметр имя_переменной – имя объявляемой переменной. Оно должно начинаться с буквы, не содержать пробелов, точку (.), восклицательный знак (!), а также символов (@), (&), ($), (#) и не превышать длину в 255 символов.

Язык VBScript не чувствителен к регистру. Это означает, что в нем не различаются строчные и прописные буквы. Поэтому, например, и m, и M будут ссылаться на одну и ту же переменную, если используются в качестве идентификатора переменной.

Иногда в программе необходимо задавать переменные, значения которых нельзя изменять. Такие переменные называются именованными константами. В VBScript для задания констант существует оператор Const, имеющий следующий синтаксис:

Const conName = “Дмитрий”‘Строковая константа

Const conPi = 3.1416 ‘Числовая константа

Const conBirthDay = #1-8-53# ‘Константа даты

JavaScript

Весь набор управления языка можно разбить на три группы:

указывать иерархию принадлежности объекта и сокращает исходный текст программы.

JavaScript

Процедура, или функция, – это именованная последовательность операторов, которая инициализируется и выполняется простой ссылкой на имя функции.

Процедура задается оператором function, имеющим следующий синтаксис:

function имя_функции ([параметры] {

[операторы]

}

где имя_функции – любое правильное имя языка JavaScript, параметры – список передаваемых в процедуру параметров, элементы которого отделяются запятыми.

Оператор function только определяет процедуру, но не выполняет ее. Для вызова процедуры достаточно указать ее имя с заданными в скобках параметрами.

Если в процедуре параметры отсутствуют, наличие скобок без параметров в операторе вызова процедуры обязательно.

Процедура может возвращать некоторое вычисляемое в ней значение. В этом случае обычно она называется функцией, и в операторах, определяющих последовательность выполняемых ею действий, обязательно должен присутствовать оператор return, задающий возвращаемое функцией значение. Вызов функции осуществляется аналогично вызову процедуры, но ее можно использовать в выражениях JavaScript.

Обычно все определения процедур и функции задаются в разделе <HEAD> документа. Это обеспечивает интерпретацию и сохранение в памяти всех процедур при загрузке документа в браузер.

VBScript

VBScript предусматривает создание двух типов процедур:

Процедура sub

Процедура function (или функция)

Процедура sub выполняет последовательность действий, но не возвращает никакого, значения, ассоциированного с ее именем. Она имеет следующий синтаксис:

sub имя_процедуры ([список-параметров])

операторы

end sub

Через необязательный параметр можно передать в процедуру внешние данные или, наоборот, получить некоторые вычисленные ею значения.

Вызов процедуры sub осуществляется оператором call, после которого указывается имя процедуры и в круглых скобках параметры. Процедуру можно вызвать и простым указанием ее имени, но в этом случае передаваемые ей параметры задаются без скобок. Следующие два способа вызова процедуры эквивалентны:

call MyProc(firstarg, secondarg)

MyProc firstarg, secondarg

Функция также выполняет определенную последовательность операторов и ей можно передать внешние данные через параметры процедуры, но, в отличие от процедуры sub, она возвращает значение, присваиваемое ее имени, и может быть использована в выражениях VBScript. Она имеет следующий синтаксис:

function имя_процедуры ([список-параметров])

операторы

имя_процедуры = значение

end function

Сортировка массивов. Как и в случае поиска определим массив данных: var a: array [0.. N] of item

Важным условием сортировки массива большого объема является экономное использование доступной памяти. В прямых методах сортировки осуществляется принцип перестановки элементов «на том же месте». Ниже рассмотрим три группы сортировок: с помощью включения, выбора и обмена.

Сортировка с помощью включения Кто играл в карты, процедуру сортировки включениями осуществлял многократно. Как правило, после раздачи карт игрок, держа карты веером в руке, переставляет карты с места на место стремясь их расположить по мастям и рангам, например, сначала все тузы, затем короли, дамы и т.д. Элементы (карты) мысленно делятся на уже «готовую последовательность» и неправильно расположенную последовательность. Теперь на каждом шаге, начиная с i = 2, из неправильно расположенной последовательности извлекается очередной элемент и перекладывается в готовую последовательность на нужное место.

for i:=2 to N do begin

x:=a[i]; <включение х на соответствующее место готовой последовательности a[l],...,a[i]>

end

Поиск подходящего места можно осуществить одним из методов поиска в массиве, описанным выше. Затем х либо вставляется на свободное место, либо сдвигает вправо на один индекс всю левую сторону. Схематично представим алгоритм для конкретного примера:

В алгоритме поиск подходящего места осуществляется как бы просеиванием х при движении по последовательности и сравнении с очередным a[j]. Затем х либо вставляется на свободное место, либо a[j] сдвигается вправо и процесс как бы «уходит» влево.

Программа 44

program sortirov)ca_l;

(*сортировка включением по линейному поиску*) const N=5;

type item= integer;

var a: array[l..n] of item; i, j: integer; х: item;

begin (*задание искомого массива*)

for i:=l to N do begin write('введи элемент a[',i,']=');

readln(a[i]) end;

for i:=l to N do begin write(a[i], ' ' );

end; writeln;

(*алгоритм сортировки включением*) .for i:=2 to n do begin

x:=a[i]; j:=i; a[0]:=x; (*барьер*)

while x<a[j-l] do

begin

a[j]:=a[j-l); j:=j-l;

end; a[j]:=x; .

(for k:=l to n do write(a[k.l, ' ') end; writeln;) end;

(*вывод отсортированного массива*) for i:=l to N do begin .

write(a[i], ' ') ; end; readln; end.

for i:=l to N do begin write(a[i],' end;

writeln; (*алгоритм шейкерной сортировки*) L:=2; R:=n; k:=n;

repeat for j:=R downto L do begin

if a[j-l]>a[j] then begin x:=a[j-l];a[j-l]:=a[j];

a(j]:=x; k:=j

end; end; L:=k+l;

for j:=L to R do begin

if a[j-l]>a[j] then begin x:=a(j-l];

a[j-l]:=a[j]; a[j]:=x; k:=j end;

end; R:=k-l; until L>R;

(*вывод отсортированного массива*)

for i:=l to N do begin write(a[i],' ');

end; readln; end.

Пузырьковая сортировка является не самой эффективной, особенно для последовательностей, у которых «всплывающие» элементы находятся в крайней правой стороне. В улучшенной (быстрой) пузырьковой сортировке предлагается производить перестановки на большие расстояния, причем двигаться с двух сторон. Идея алгоритма заключается в сравнении элементов, из которых один берется слева (i = 1), другой -справа (j = n). Если a[i] <= a[j] , то устанавливают j = j - 1 и проводят следующее сравнение. Далее уменьшают j до тех пор, пока a[i] > a[j]. В противном случае меняем их местами и устанавливаем i = i + 1. Увеличение i продолжаем до тех пор, пока не получим a[i] > a[j]. После следующего обмена опять уменьшаем j. Чередуя уменьшение j и увеличение i, продолжаем этот процесс с обоих концов до тех пор, пока не станет i= j. После этого этапа возникает ситуация, когда первый элемент занимает ему предназначенное место, слева от него младшие элементы, а справа - старшие.

Далее подобную процедуру можно применить к левой и правой частям массива и т.д. Очевидно, что характер алгоритма рекурсивный. Для запоминания ведущих левого и правого элементов в программе необходимо использовать стек.

Программа 51

program sortirovka_8;

(*улучшенная сортировка разделением - быстрая сортировка с рекурсией*) const N=8; type item= integer;

var a: array(l..n] of item; i: integer;

procedure sort(L,R: integer);

var i, j :• integer; x, y: item;

begin

i:=L; j:=R; x:=a[(L+R) div 2];

repeat

while a[i]<x do i:=i+l; while x<a[j] do j:=j-l;

if i<=j then begin y:=a[i]; a[i]:=a[j];

a[j]:=y; i:=i+l; j:=j-1;

end; until i>j ;

if L<j then SORT(L,j); if i<R then SORT(i.R); ' end;

begin , . (*задание искомого массива*) for i:=l to N do begin write("Bвeди элемент a[',i, ']='); readln(a[i]); end;

for i:=l to N do begin write(a[i],' '); end; writeln;

(*алгоритм быстрой сортировки*) SORT(l,n); (*рекурсивная процедура*) (*вывод отсортированного массива*) for i:=l to N do begin write(a[i],' ');

end; readln;end.

таблицы, соответствующую наименьшему частному. Выделить разрешающий элемент, стоящий на пересечении отмеченных строки и столбца. Перейти к п. 4.

4. Разделить элементы выделенной строки исходной таблицы на разрешающий элемент (на месте разрешающего элемента появится единица). Полученная таким образом новая строка пишется на месте прежней в новой таблице. Перейти к п. 5.

5. Каждая следующая строка новой таблицы образуется сложением соответствующей строки исходной таблицы и строки, записанной в п. 4. которая предварительно умножается на такое число, чтобы в клетках выделенного столбца при сложении появились нули. На этом процесс заполнения новой таблицы заканчивается, и происходит переход к п. 1.

Таким образом, используя алгоритм симплекс-метода применительно к симплекс-таблице, мы можем найти оптимальное решение или показать, что его не существует. Результативность симплекс-метода гарантируется следующей теоремой (приведем ее без доказательства): если существует оптимальное решение задачи линейного программирования, то существует и базисное оптимальное решение. Это решение может быть получено через конечное число шагов симплекс-методом, причем начинать можно с любого исходного базиса.

Ранее мы предполагали, что если система ограничений задана в виде (7.85), то перед первым шагом она уже приведена к виду (7.86), где bi ≥ 0 (i = 1, 2, ..., r). Последнее условие необходимо для использования симплекс-метода. Рассмотрим вопрос об отыскании начального базиса.

Один из методов его получения - метод симплексного преобразования.

Прежде всего проверяем, есть ли среди свободных членов отрицательные. Если свободные члены не являются числами неотрицательными, то добиться их неотрицательности можно несколькими способами:

1) умножить уравнения, содержащие отрицательные свободные члены, на-1;

2) найти среди уравнений, содержащих отрицательные свободные члены, уравнение с максимальным по абсолютной величине отрицательным свободным членом и затем сложить это уравнение со всеми остальными, содержащими отрицательные свободные члены, предварительно умножив его на-1.

Затем, используя действия, аналогичные указанным в пп. 3 - 5 алгоритма симплекс-метода, совершаем преобразования исходной таблицы до тех пор, пока не получим неотрицательное базисное решение.

Симплекс-метод - это итеративный процесс направленного решения системы уравнений по шагам, который начинается с опорного решения и в поисках лучшего варианта движется по угловым точкам области допустимого решения, улучшающих значение целевой функции до тех пор, пока целевая функция не достигнет оптимального значения.

Отметим, что эти разделы не связаны непосредственно с ЭВМ и техническими системами. Иным, быстро развивавшимся в 70-х-80-х годах, разделом кибернетики были системы автоматического (автоматизированного) регулирования. Этот раздел имест замкнутый, автономный характер, исторически сложившийся самостоятельно. Он тесно связан с разработкой технических систем автоматизированного регулирования и управления технологическими и производственными процессами. Еще одним классическим разделом кибернетики является распознавание образов, возникшее из задачи моделирования в технических системах восприятия человеком знаков, предметов и речи, а также формирования у человека понятий (обучение в простейшем, техническом смысле). Этот раздел в значительной мере возник из технических потребностей робототехники. Например, требуется, чтобы робот-сборщик распознавал нужные детали. При автоматической сортировке (или отбраковке) деталей необходима способность распознавания. Вершиной кибернетики (и всей информатики в целом) является раздел, посвященный проблемам искусственного интеллекта. Большинство современных систем управления обладают свойством принятия решений - свойством интеллектуальности, т.е. в них смоделирована интеллектуальная деятельность человека при принятии решений.

Классификация задач исследования операций по уровню информации о ситуации:

Детерминированый уровень - наиболее простой уровень информации о ситуации - когда условия, в которых принимаются решения, известны полностью.

Стохастический уровень - уровень, при котором известно множество возможных вариантов условий и их вероятностное распределение.

Неопределенный уровень - уровень, когда известно множество возможных вариантов, но без какой-либо информации об их вероятностях.

Классификация по виду критерия оптимальности.

Критерий оптимальности может иметь любой вид, в том числе неформализуемый.

Наиболее распространенные формализуемые критерии оптимальности заключаются в оптимизации (минимизации либо максимизации) одной либо нескольких скалярных целевых функций.

Функция называется скалярной, если ее значением является некоторое число.

Задача оптимизации скалярной функции на заданном множестве допустимых числовых решений называется задачей математического программирования. Наиболее изученными представителями однокритериальных задач математического программирования, т.е. задач с одной целевой функцией, являются следующие задачи.

Задачи линейного программирования. Целевая функция линейная, множество допустимых решений – выпуклый многогранник.

Операторы выбора, или условные

Операторы цикла

Операторы манипулирования с объектами

Операторы выбора К этой группе операторов относятся операторы, которые выполняют определенные блоки операторов в зависимости от истинности некоторого булевского выражения. Этот оператор условия if…else и переключатель switch.

Оператор условия if применяется, если необходимо вычислить некоторый блок операторов в зависимости от истинности заданного условия, и имеет следующий синтаксис:

if (условие) {

операторы1

}

[else {

операторы2

}]

Первая группа операторов операторы1 выполняется при условии истинности выражения условие. Необязательный блок else задает группу операторов операторы2, которая будет выполнена в случае ложности условия, заданного в блоке if.

Внутри группы выполняемых операторов могут использоваться любые операторы JavaScript, в том числе и операторы условия. Таким образом, можно создавать группу вложенных операторов условия и реализовывать сложные алгоритмы проверки.

В операторе switch вычисляется одно выражение и сравнивается со значениями, заданными в блоках case. В случае совпадения выполняются операторы соответствующего блока case. Синтаксис этого оператора следующий:

switch (выражение) {

case значение1 :

[операторы1]

break;

case значение2 :

[операторы2]

break;

default :

[операторы]

}

Если значение выражения в блоке switch равно значение1, то выполняется группа операторов операторы1, если равно значение2, то выполняется группа операторов оператары2 и т.д. Если значение выражения не равняется ни одному из значений, заданных в блоках case, то вычисляется группа операторов блока default, если этот блок задан, иначе происходит выход из оператора switch.

Необязательный оператор break, задаваемый в каждом из блоков case, выполняет безусловный выход из оператора switch. Если он не задан, то продолжается выполнение операторов в следующих блоках case до первого оператора break или до конца тела оператора switch.

Операторы цикла.Оператор цикла повторно выполняет последовательность операторов JavaScript, определенных в его теле, пока не выполнится некоторое заданное условие. В языке существует два оператора цикла: for и while. Они отличаются механизмом организации цикла.

В операторах процедуры обязательно должен присутствовать оператор присвоения имени процедуры некоторого значения.

VBScript предоставляет два способа передачи параметров в процедуру:

По ссылке

По значению

Способ передачи параметров по ссылке, применяемый по умолчанию, передает фактический адрес переменной, используемой в качестве параметра. Это позволяет изменить содержимое соответствующего адреса памяти, а тем самым, и значение переменной.

Передача параметров по значению предполагает передачу в процедуру копии переменной, а не адреса самой переменной. Поэтому любые изменения параметра внутри процедуры воздействуют на копию, а не на саму переменную, и, следовательно, значение переменной, переданной в качестве параметра, изменяться не будет. Для указания интерпретатору, что параметр передается в процедуру по значению, используется ключевое слово ByVal, задаваемое перед параметром в описании процедуры.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

остальные шпоры.docx

остальные шпоры.docx
Размер: 591 Кб

.

Пожаловаться на материал

В информатике совокупность взаимосвязанных данных называется информационной структурой. Компьютерные сети. Языки программирования. Язык разметки HTML. ЭВМ. Информационная система

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Эта тема принадлежит разделу:

Информатика. Шпоры

В информатике совокупность взаимосвязанных данных называется информационной структурой. Компьютерные сети. Языки программирования. Язык разметки HTML. ЭВМ. Информационная система

К данному материалу относятся разделы:

Табличные процессоры

Реляционные БД. Правила Кодда. Аномалии. Нормальные формы

Правил Кодда

Компьютерные сети

Базы данных. Классификация. Архитектура

Парадигмы программирования. Языки программирования. Системы программирования

Язык разметки HTML. Web-страницы. Создание

История развития ВТ

Поколения ЭВМ

Программное обеспечение ЭВМ

Информационная система (ИС)

SQL. Команды определения данных

Язык программирования Delphi

Основные принципы функционирования ЭВМ. Основные структурные элементы современного компьютера. Функции и характеристики

Динамическое программирование

SQL. Команды управления данными

Методы сортировки и поиска. Алгоритмы и программы

Симплекс-метод

Язык JAVA-Script

Исследование операций

Кодирование информации

Компьютерное моделирование в экологии

Машинно-ориентированные языки программирования. Арифметические команды и команды условного перехода в ассемблере

Компьютерное моделирование физических процессов

Массивы в ООП-языках. Примеры использования

Рекурсивно-логическое программирование. Пролог. Основные принципы работы с базами знаний

Работа со списками в Прологе

Основные концепции ООП

Похожие материалы:

Методичні рекомендації до виконання розділу у дипломних роботах ОКР "Магістр" студентами факультету механіки та енергетики

Психосоматика

Психопатологические синдромы, возникающие преимущественно вследствие соматогенных влияний (Симптоматические психозы) Невротические и психические расстройства, развивающиеся вследствие искаженной реакции на болезнь (Нозогении)

Курс история Казахстана. Шпаргалки

Грипп и другие ОРВИ (тесты, варианты)

Альфа-адреномиметики, Бета-адренолитики

Селективные альфа-адренолитики, Празозин, Доксазозин, Тамсулозин, Фентоламина гидрохлорид, метаносульфат. Альфа 1- и альфа2-адренолитики