Co je tedy operační systém v počítači? OS je nejdůležitější software, který běží na počítači. Spravuje paměť, procesy a veškerý software a hardware. Můžeme říci, že OS je mostem mezi počítačem a člověkem. Protože bez operačního systému je počítač k ničemu.

Apple Mac OS X

Mac OS je linka operační systémy vytvořený společností Apple. Dodává se předinstalovaný na všech nových počítačích Macintosh nebo Mac. Nejnovější verze tohoto operačního systému jsou známé jako OS X. A to Yosetime(vydáno v roce 2014), Mavericks (2013), Hora Lev (2012), Lev(2011) a Zobrazit Leoparda(2009). Existuje také Server Mac OS X, který je navržen pro provoz na serverech.

Podle obecných statistik StatCounter Global Stats je k září 2014 procento uživatelů Mac OS X 9,5 % trhu s operačními systémy. To je mnohem nižší než procento Uživatelé Windows(téměř 90% ). Jedním z důvodů je, že počítače Apple jsou velmi drahé.

Linux

Linux je rodina operačních systémů s otevřeným zdrojovým kódem. To znamená, že je může upravovat (měnit) a distribuovat kdokoli po celém světě. Tím se tento OS velmi liší od ostatních, jako je Windows, které může upravovat a distribuovat pouze vlastník (Microsoft). Výhody Linuxu jsou, že je zdarma a existuje mnoho různých verzí, ze kterých si můžete vybrat. Každá verze má svůj vlastní vzhled, a nejoblíbenější z nich jsou Ubuntu, Máta A Fedora.

Linux je pojmenován po Linusovi Torvaldsovi, který položil základy Linuxu v roce 1991.

Podle StatCounter Global Stats je procento uživatelů Linuxu méně než 2 % trhu operačních systémů k září 2014. Díky flexibilitě a snadné konfiguraci však většina serverů běží na Linuxu.

Operační systémy pro mobilní zařízení

Všechny operační systémy, o kterých jsme mluvili výše, jsou určeny pro stolní a přenosné počítače, jako je notebook. Existují operační systémy, které jsou speciálně navrženy pro mobilní zařízení, jako jsou telefony a MP3 přehrávače, např. Apple, iOS, Windows Phone A Google Android. Na obrázku níže můžete vidět Apple iOS běžící na iPadu.

Samozřejmě, že nejsou tak funkční jako počítačové operační systémy, ale stále jsou schopny provádět mnoho základních úkolů. Například sledování filmů, prohlížení internetu, spouštění aplikací, her atd.

To je vše. Napište do komentářů, jaký operační systém používáte a proč se vám líbí

Informatika, kybernetika a programování

Tato metoda umožňuje zejména získat charakteristiky systému bez provádění úplných experimentů. Aplikační software je určen k řešení specifických problémů uživatele a organizace výpočetní proces automatizovaný řídicí systém jako celek. 1 zahrnuje: operační systémy; servisní programy; Překladače programovacích jazyků; programy údržby. Operační systémy zajišťují řízení zpracování informací a interakci mezi hardwarem a uživatelem.

ACS SOFTWARE A MATEMATIKA

Obecná charakteristika softwaru a matematiky

Organizace procesů zpracování informací včetně řešení optimalizačních problémů, stejně jako podpora technických prostředků automatizovaných řídicích systémů, je realizována pomocí vhodného softwaru a matematiky. Software ACS a matematické nástroje jsou souborem matematických metod a modelů, algoritmů a programů. Efektivita využití finančních prostředků do značné míry závisí na stupni jejich rozvoje. počítačová technologie. V současné době je tendence ke zvyšování podílu nákladů na vývoj softwaru a matematického aparátu na celkových nákladech projektu automatizovaného řídicího systému. Tento podíl je více než 60% z nákladů na technické vybavení a projekční práce na informatizaci.

Konstrukce matematického modelu řídicích úloh je svěřena specialistům na organizační a technologická řešení — dodavatelé problematických manažerských problémů a specialisté na formalizaci manažerského rozhodovacího procesu. Nevyhnutelná zjednodušení modelovaného procesu musí být dostatečně zdůvodněna, aby nedocházelo ke zbytečnému zkreslení vlastností řídicího procesu.

Nutno podotknout, že potřeby informatizace výroby jsou stále před možnostmi aplikované matematiky. Například lineární modely jsou nejrozšířenější, zatímco téměř všechny závislosti v ekonomice a managementu jsou ve skutečnosti nelineární. Musíme provést výrazná zjednodušení modelu. V průběhu uplynulých desetiletí vznikla nebo se významně rozvinula řada matematických disciplín, jejichž metody se využívají k řešení úloh řízení.

Síťové metody jsou nejrozšířenější v organizaci výstavby a projektování. Tyto metody umožňují zjišťovat parametry síťových modelů a analyzovat postup prací na realizaci výrobních plánů. V posledních letech jsou síťové modely pokročilejší, založené na zobecněných síťových grafech, které berou v úvahu pravděpodobnostní povahu konstrukce a návrhu. V rámci síťového modelování výrobních procesů je možná jedno- nebo vícekriteriální optimalizace, včetně optimalizace času a zdrojů.

Heuristické metodyumožňují řešit třídu problémů se „špatnou strukturou“, tzn. když není možné jasně formalizovat úkol, například plánování úkolů pro stavební a instalační práce, které jsou multikriteriální. Takové problémy nelze vyřešit úplným hledáním možností, protože těchto možností je příliš mnoho i pro spuštění na vysoce výkonných počítačích.

Proto jsou rozvrhovací úlohy pro stavební a instalační práce v automatizovaných řídicích systémech nejčastěji řešeny pomocí heuristické metody. Jeho podstata je následující. Technologii výstavby objektů nechť specifikují síťová schémata. Potřeba zdrojů je z práce známa. Je nutné najít takový plán, aby byla respektována technologická a organizační omezení specifikovaná síťovými plány a odhadovaná potřeba zdrojů v žádném okamžiku nepřesáhla danou horní úroveň. Práce je postupně přezkoumávána a plánována v určitém pořadí a zároveň se počítá potřeba zdrojů v dané granularitě kalendářního měřítka. Pokud tato potřeba překročí danou úroveň, pak se práce přesune na pozdější datum natolik, že daná úroveň spotřeby zdrojů není překročena.

Smyslem této metody je naplánovat práci co nejdříve, ale tak, aby nepřekročila danou horní úroveň zdrojů. Zpravidla je při použití heuristických metod zajištěn dialog člověk-stroj, v jehož rámci je počítač pověřen výpočty a vytvářením mezivýsledků včetně různých grafů a diagramů. Vedoucí práce v závislosti na přijatých datech řídí další směr výpočtů. Ve většině případů jsou úlohy ACS výpočetní povahy a algoritmy zpracování dat v nich jsou poměrně jednoduché. Složitost řešení problémů spočívá v nutnosti organizovat vyhledávání a zpracování velkých objemů dat.

Metody kombinatoriky, matematická logika, informační algebraslouží k řešení informačních a logických problémů. Tento — seskupování a organizování dat, kombinování souborů dat a aktualizace informací, zadávání, rozkládání a výměna dat mezi elektronickými paměťovými zařízeními v rámci jednoho nebo více počítačů.

Matematické programováníkombinuje lineární, nelineární, dynamické a stochastické programování. Zvláštní důraz je kladen na dopravní problémy řešené metodami lineárního programování. Použitímlineární programováníbyly a jsou řešeny úkoly jako vypracování plánů rozvoje stavebnictví; výběr nejlepších míst pro výstavbu nových podniků; prognóza rozvoje odvětví, optimální rozložení objektů mezi útvary a stavební stroje mezi objekty atd.

Nelineární matematické programováníse používá méně často než lineární a nejčastěji se nelineární problémy řeší také metodami lineárního programování, u kterých se křivočaré závislosti aproximují přímkami (linearizace).

Typické úkolydynamické programováníjsou rozložení kapitálových investic mezi objekty ve výstavbě nebo rekonstrukci, rozvrhování, hledání optimální posloupnosti výstavby objektů, řízení zásob atd. Podstatou dynamického programování je, že pokud existují dva způsoby, jak dosáhnout stejného výsledku se stejným pokračováním , pak se delší cesta zahodí (tím se sníží

objem počítačových výpočtů).

Stochastické programovánícharakterizovaný úvodem do problematiky pravděpodobnostních hodnot parametrů odrážejících riziko a nejistotu.

Metody teorie herumožňují formalizovat a řešit problémy, které se obvykle řeší čistě empiricky, bez použití kvantitativních opatření. Mezi takové úkoly patří například studium konfliktních situací v podmínkách nejistoty informací o jednání účastníků. Metody teorie her jsou široce používány při analýze organizačních, ekonomických, vojenských a politických situací.

Teorie fronty nebo frontystuduje pravděpodobnostní modely chování systému. Základem pro řešení problémů front je teorie pravděpodobnosti.matematické statistiky,být jedním z odvětví teorie pravděpodobnosti, to dovolí jeden odhadnout kompletní soubor těchto jevů bez analyzovat je všechny odděleně.Statistická testovací metodaurčen také pro studium pravděpodobnostních systémů, používá se při modelování široké škály situací. Tato metoda umožňuje zejména získat charakteristiky systému bez provádění úplných experimentů.

Metoda teorie plánováníumožňuje stanovit optimální pořadí výstavby objektů podle jakéhokoli kritéria. Jako kritérium může sloužit například jedno z následujících: „nejkratší doba výstavby“, „minimální prostoje dodavatelů na staveništích“, „maximální hustota práce na staveništích“ atd.

Metody teorie množinnám umožňují popsat problémy řízení mnohem kompaktněji a najít efektivní způsoby jejich řešení.

Druhou nejdůležitější složkou softwaru a matematiky (spolu s matematickými metodami, algoritmy a modely) jsou softwarové nástroje. V závislosti na funkcích, které vykonávají, je lze rozdělit do dvou skupin: systémový software a aplikační software.

Obrázek 1

Systémový software organizuje proces zpracování informací v počítači a poskytuje pohodlné pracovní prostředí pro aplikační programy. Aplikační software je navržen tak, aby řešil specifické uživatelské problémy a organizoval výpočetní proces automatizovaného řídicího systému jako celku.

Zahrnuto v systému software(rýže. 1) zahrnuje: operační systémy; servisní programy; Překladače programovacích jazyků; programy údržby. Operační systémy zajišťují řízení zpracování informací a interakci mezi hardwarem a uživatelem.

Jednou z nejdůležitějších funkcí operačních systémů je automatizace procesů vstupu/výstupu informací a řízení provádění úloh automatizovaného řídicího systému. Operační systémy jsou také zodpovědné za analýzu nouzových situací během procesu výpočtu a za vydávání příslušných zpráv. Na základě funkcí, které plní, lze operační systémy rozdělit do tří skupin: single-tasking, multi-tasking, network.

Jednoúlohové operační systémy jsou navrženy tak, aby běžely

roboty jednoho uživatele v kteroukoli chvíli s jedním konkrétním úkolem. Z jednoznačných operačních systémů se ve většině případů používá diskový operační systém MS - DOS . Multitaskingové operační systémy zajišťují kolektivní využití počítače v režimu multiprogramového sdílení času (v paměti počítače je několik programů a procesor mezi ně rozděluje počítačové zdroje). Mezi multitaskingovými operačními systémy jsou nejznámější UNIX a OS/2 od IBM, stejně jako Microsoft Windows 95, Microsoft Windows NT a některé další.

Síťové operační systémy jsou spojeny se vznikem lokálních a globálních sítí a jsou navrženy tak, aby uživatelům ICS poskytovaly přístup ke všem zdrojům počítačové sítě. Nejpoužívanější síťové operační systémy jsou: Novell NetWare, Microsoft Windows NT, Banyan Vines, IBM LAN, UNIX . S rozvojem operačních systémů se řada jejich funkcí přenáší do mikroprogramů, které jsou „zašity“ do hardwaru počítače. Operačním systémům jsou dále přeneseny funkce pro zajištění chodu víceprocesorových počítačů, kompatibilita programů pro různé typy počítače, paralelní provádění programů.

Servisní nástroje jsou navrženy tak, aby se zlepšovaly uživatelské rozhraní. Jejich použití umožňuje například chránit data před zničením a neoprávněným přístupem, obnovovat data, zrychlit výměnu dat mezi diskem a RAM, provádět archivační a rozbalovací procedury a provádět antivirovou ochranu dat. Podle způsobu organizace a implementace mohou servisní nástroje představovat: shelly, utility a samostatné programy. Rozdíl mezi shelly a utilitami je často vyjádřen pouze v univerzálnosti prvního a specializace druhého.

Shelly jsou univerzálním doplňkem operačních systémů a nazývají se operační shelly. Utility a samostatné programy mají vysoce specializovaný účel a každý plní svou vlastní funkci. Nástroje se od samostatných programů liší tím, že fungují

probíhají pouze v prostředí odpovídajících skořápek. Zároveň ve svých funkcích konkurují programům operačního systému.

Provozní kryty poskytují uživateli vysokou kvalitu nové rozhraní a osvobodit ho od podrobné znalosti operací a příkazů operačního systému. Funkce většiny skořápek, jako je rodina MS - DOS , jsou zaměřeny na efektivnější organizaci práce se soubory a adresáři. Poskytují rychlé hledání soubory, vytváření a úpravy textové soubory, zobrazující informace o umístění souborů na discích, míře obsazenosti diskového prostoru a RAM. Všechny provozní shelly poskytují určitý stupeň ochrany proti chybám uživatele, což snižuje pravděpodobnost náhodného zničení souborů. Mezi dostupnými operačními shelly pro systém MS - DOS nejoblíbenější shell velitel Norton.

Utility poskytují uživateli Doplňkové služby, hlavně pro údržbu disků a souborový systém. Jejich seznam zahrnuje postupy pro údržbu disků (formátování, zajištění bezpečnosti informací, možnost jejich obnovení v případě selhání atd.), údržbu souborů a adresářů (podobně jako shelly), vytváření a aktualizaci archivů, poskytování informací o prostředcích počítače , místo na disku, distribuce RAM mezi programy, tisk textových a jiných souborů v různých režimech a formátech, ochrana před počítačové viry. Z inženýrských sítí, které získaly největší využití, je třeba poznamenat integrovaný komplex Norton Utilities.

Antivirový ochranný software je určen k diagnostice a odstraňování počítačových virů, což jsou různé typy programů, které se mohou množit a pronikat do jiných programů a provádět různé nežádoucí akce.

Překladače programovacích jazyků jsou nedílnou součástí softwaru a matematiky. Jsou nezbytné pro překlad programových textů z programovacích jazyků (obvykle jazyků na vysoké úrovni) do strojových.

kódy. Překladač je programovací systém, který zahrnuje vstupní programovací jazyk, překladač, strojový jazyk, knihovny standardních programů, nástroje pro ladění přeložených programů a jejich skládání do jednoho celku. Podle způsobu překladu ze vstupního jazyka se překladatelé dělí na kompilátory a tlumočníky.

V režimu kompilace jsou procesy překladu a provádění programu prováděny odděleně v čase. Nejprve se zkompilovaný program převede na sadu objektových modulů strojového jazyka, které se poté sestaví do jediného strojového kódu, připraveného ke spuštění a uložení jako soubor na magnetický disk. Tento kód lze provést mnohokrát bez opětovného překladu.

Interpret provádí krok za krokem překlad a okamžité provedení příkazů zdrojového programu. V tomto případě je každý operátor vstupního programovacího jazyka přeložen do jednoho nebo více příkazů strojového jazyka. Spustitelné strojové kódy nejsou uloženy na strojovém médiu. V režimu interpretace tedy není nutné jej nejprve převádět na spustitelný strojový kód pokaždé, když spustíte zdrojový program. To značně zjednodušuje procedury ladění programu. Dochází však k mírnému poklesu výpočetního výkonu.

Významné místo v programovacím systému zaujímají assemblery, reprezentované komplexy sestávajícími ze vstupního programovacího jazyka assembler a assembleru-kompilátoru. Zdrojový program Assembler je mnemotechnický záznam strojových instrukcí a umožňuje vám získat vysoce efektivní programy ve strojovém jazyce. Psaní instrukcí v assembleru však vyžaduje vysoce kvalifikované programátory a podstatně více času stráveného jejich kompilací a laděním.

Nejběžnější programovací jazyky na vysoké úrovni, které zahrnují nástroje pro kompilaci a mají schopnost pracovat v režimu tlumočníka, jsou: Basic, Visual C++, Fortran, Prolog, Delphi, Lisp atd.

V současné době probíhá intenzivní jazykový vývoj čtvrté generace typ Visual Basic.

Efektivní a spolehlivý provoz softwaru a matematiky automatizovaných řídicích systémů není možný bez nástrojů pro údržbu softwaru a hardwaru. Jejich hlavním účelem je diagnostika a odhalování chyb při provozu počítače resp výpočetní systém obvykle. Systémy údržby softwaru a hardwaru disponují nástroji pro diagnostiku a testovací sledování správného chodu počítače a jeho jednotlivých částí (včetně softwarových nástrojů pro automatické vyhledávání chyb a poruch s jejich specifickou lokalizací v počítači).

Seznam těchto fondů také obsahuje speciální programy diagnostika a řízení výpočetního prostředí automatizovaného řídicího systému jako celku, včetně softwarového a hardwarového řízení, které automaticky kontroluje funkčnost systému zpracování dat před zahájením provozu počítačového systému.

Aplikační software ACS pracuje pod kontrolou systémového softwaru, včetně operačních systémů. Aplikační softwarové nástroje jsou na rozdíl od řešení celosystémových problémů informatizace určeny pro vývoj a realizaci specifických úkolů řízení stavebních podniků. Aplikační software zahrnuje balíčky aplikačních programů pro různé účely, ale i pracovní programy pro uživatele a automatizovaný řídicí systém jako celek (obr. 4.2).

Aplikační balíčky jsou výkonnými nástroji pro informatizaci. Osvobozují vývojáře a uživatele automatizovaných řídicích systémů od potřeby vědět, jak počítač vykonává určité funkce a procedury, čímž značně usnadňují automatizaci úkolů správy. Nyní je k dispozici široká škála aplikačních softwarových balíčků, které se liší funkčnost a způsoby provádění. Lze je rozdělit do dvou velkých skupin. Jedná se o balíčky aplikací obecný účel a metodicky orientované balíčky.

Univerzální aplikační softwarové balíky jsou určeny pro automatizované řešení jak jednotlivých problémů řízení výroby, tak pro vývoj celých subsystémů a automatizovaných řídicích systémů jako celku. Tato třída programů zahrnuje textové a grafické editory, tabulkové procesory, systémy pro správu databází (DBMS), integrované softwarové nástroje, Technologie pouzdra, skořápky expertních systémů a systémů umělé inteligence.

Editory výrazně zjednodušují a usnadňují organizaci toku dokumentů stavební organizace. Podle funkčnosti je lze rozdělit na textové, grafické a publikační systémy. Textové procesory jsou určeny ke zpracování textové informace a obvykle vykonávají následující funkce: vkládání, mazání, nahrazování znaků nebo fragmentů textu; kontrola pravopisu; navrhování textového dokumentu v různých fontech; formátování textu; příprava obsahů, rozdělení textu na stránky; vyhledávání a nahrazování slov a výrazů; zařazení do textu

ilustrace; tisk textů; záznam textové dokumenty na strojová média.

Při práci s operačními systémy Windows, Windows 95, Windows NT, OS/2 jsou použity výkonné a pohodlné textové procesory Microsoft Word, Word Perfect . K dispozici jsou editory pro přípravu jednoduchých textových dokumentů ChiWriter, MultiEdit, Word Pro, Just Write, Lexicon atd.

Grafické editory jsou určeny pro zpracování grafických dokumentů, včetně schémat, ilustrací, výkresů a tabulek. Můžete ovládat velikost tvarů a písem, přesouvat tvary a písmena a vytvářet libovolné obrázky. Mezi nejznámější grafické editory můžeme vyzdvihnout Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Corel Draw, Photo-Paint, Fractal Design Painter, Fauve Matisse, PC Paintbrush, Boieng Graf, Pictire Man atd.

Publikační systémy kombinují možnosti textových a grafických editorů a mají pokročilé možnosti formátování stránek s grafickými materiály a následného tisku. Tyto systémy jsou zaměřeny především na použití ve vydavatelství a nazývají se layout systémy. Takové systémy zahrnují produkty Adobe PageMaker a Corel Ventura Publisher.

Tabulkové procesory se používají ke zpracování dokumentů správy, které jsou tabulkami. Všechna data v tabulce jsou uložena v buňkách umístěných na průsečíku sloupců a řádků. Buňky mohou ukládat čísla, symbolická data, vzorce a vysvětlující texty. Vzorce určují závislost hodnot některých buněk na obsahu jiných buněk. Změna obsahu buňky způsobí, že se změní hodnoty v buňkách, které na ní závisí.

Moderní tabulkové procesory podporují trojrozměrné tabulky, umožňují vytvářet vlastní vstupní a výstupní formuláře, zařazovat obrázky do tabulek, využívat automatizační nástroje jako makropříkazy, pracovat v databázovém režimu atd. Mezi nejoblíbenější tabulkové procesory právem patří softwarové produkty Microsoft Excel (pro Windows), Lotus 1-2-3 a Quattro Pro (pro DOS a Windows) atd.

Jedním z nejdůležitějších úkolů softwarové a matematické podpory automatizovaných řídicích systémů je organizace práce s databázemi. Databáze je chápána jako kolekce speciálně uspořádaných datových sad uložených na disku. Správa databáze zahrnuje zadávání dat, opravy dat a manipulaci s nimi, tj. přidávání, mazání, načítání, aktualizace, třídění záznamů, generování sestav atd. Nejjednodušší systémy pro správu databází umožňují zpracovávat jedno pole informací na počítači. Mezi takovými systémy jsou známy PC-File, Reflex, Q&A.

Složitější systémy správy databází podporují více sad informací a vztahů mezi nimi, to znamená, že je lze použít pro úlohy, které zahrnují mnoho různých typů objektů, které jsou vzájemně propojeny různými vztahy. Tyto systémy obvykle obsahují programovací nástroje, ale mnohé jsou vhodné i pro interaktivní použití. Typickými představiteli takových systémů jsou Microsoft Access, Microsoft FoxPro, Paradox, Clarion atd.

K vytvoření víceuživatelských automatizovaných řídicích systémů se používají systémy pro správu databází klient-server. V nich je samotná databáze umístěna na výkonném počítači - server, který přijímá programy běžící na jiných počítačích - klienty, požadavky na získání určitých informací z databáze nebo provádění určitých manipulací s daty. Tyto dotazy se obvykle provádějí pomocí strukturovaného dotazovacího jazyka SQL (Structured Query Language).

Serverový počítač zpravidla provozuje operační systémy jako Windows NT nebo UNIX a tento počítač nemusí být IBM PC kompatibilní. A klientské aplikace lze vytvářet pro DOS, Windows a mnoho dalších operačních systémů. V automatizovaných řídicích systémech pro více uživatelů se používají následující systémy správy databází:

Oracle, Microsoft SQL, Progress, Sybase SQL Server, Informix atd.

Zvláštní místo mezi aplikačními softwarovými balíky zaujímají integrované softwarové systémy pro zpracování informací, které kombinují funkčně odlišné programy v jednom balíku.

obecné gramatické prvky. Moderní integrované softwarové nástroje mohou zahrnovat: textový editor, tabulkový procesor, grafický editor, systém pro správu databází, komunikační modul. Jako další moduly může integrovaný balíček obsahovat komponenty, jako je systém exportu a importu souborů, kalkulačka, kalendář a programovací systémy.

Nejtypičtější a nejznámější balíčky takové organizace jsou Wicrosoft Works, Alphaworks, Framework, Symphony, Smartware II, jejichž hlavní funkční charakteristiky jsou uvedeny v souhrnné tabulce. 1.

Stůl 1. Funkčnost integrovaných balíčků

Funkční účel	Ws Works	Alpha Works	Rámová práce	Symfonie	Smartware II
Textový procesor
Tabulky
Obchodní grafika
DBMS
Telekomunikace

Informační komunikace mezi komponentami je zajištěna sjednocujícími formáty pro reprezentaci různých dat. Integrace různých komponent do jednoho systému poskytuje vývojářům a uživatelům automatizovaných řídicích systémů nepopiratelné výhody v rozhraní, ale nevyhnutelně ztrácí z hlediska zvýšených požadavků na RAM.

CASE technologie se používají při vytváření velkých nebo unikátních projektů automatizace řízení staveb, které obvykle vyžadují hromadnou realizaci projektu informatizace, na kterém se podílejí stavební specialisté, systémoví analytici, projektanti a programátoři. Pod Technologie CASE je chápán jako soubor nástrojů pro vývoj automatizovaných systémů řízení, včetně metodiky pro analýzu předmětné oblasti, návrh, programování a provoz automatizovaného systému řízení.

Nástroje CASE technologie aplikován ve všech fázích životní cyklus ACS (od analýzy a návrhu až po implementaci a podporu), výrazně zjednodušující řešení vznikajících problémů. CASE technologie umožňují oddělit návrh automatizovaného řídicího systému od samotného programování a ladění. Vývojáři ICS se zabývají designem na vyšší úrovni, aniž by je rozptylovaly detaily. Tento přístup eliminuje chyby již ve fázi analýzy a návrhu, což umožňuje připravit kvalitnější software a matematický software pro automatizované řídicí systémy. Například, CASE technologie umožňují optimalizovat modely organizačních a řídících struktur stavebních podniků. Ve většině případů použití CASE technologie je provázena radikální transformací činnosti stavebního podniku směřující k optimální realizaci konkrétního stavebního záměru.

Kolektivní práce na projektu automatizovaného řídicího systému zahrnuje výměnu informací, sledování plnění úkolů, sledování změn a verzí, plánování, interakci a řízení. Základem pro implementaci těchto funkcí je společná projektová databáze, nazývaná úložiště. Úložiště je podstatná součást sada nástrojů CASE technologie a slouží jako zdroj informací nezbytných pro automatizaci konstrukce automatizovaného řídicího systému. Kromě, produkty CASE založené na úložišti umožňují vývojářům používat další nástroje, jako jsou balíčky pro rychlý vývoj programů, při vytváření automatizovaných řídicích systémů.

V současné době CASE technologie jsou jedním z nejmocnějších a nejúčinnějších prostředků informatizace, a to i přes jejich poměrně vysokou cenu a zdlouhavé školení, stejně jako potřebu radikální reorganizace

Obrázek 2

celý proces tvorby automatizovaného řídicího systému. Mezi technologie CASE, které našly největší uplatnění, můžeme vyzdvihnout : Pracovní plocha pro vývoj aplikací společnosti Knowledge Ware, BPwin (Logic Works), CDEZ Tods, (Oracle), Clear Case (Alria Software), Composer (Texas Instrument), Discover Development Information System (Software Emancipation Technology).

Jednou z perspektivních oblastí pro automatizovaný vývoj manažerských rozhodnutí je využití expertních systémů. Jeho podstata spočívá v přechodu od přísně formalizovaných algoritmů, které předepisují, jak vyřešit ten či onen problém řízení, k logickému programování, které naznačuje, co je třeba vyřešit na základě znalostí nashromážděných odborníky v předmětných oblastech. Většina moderních expertních systémů obsahuje následujících pět základních komponent (obr. 2): databáze, inferenční systém, speciální subsystémy pro získávání a vysvětlování znalostí a uživatelské rozhraní. Znalostní báze v expertních systémech je centrální a je založena na faktech a pravidlech. Fakta zaznamenávají kvantitativní a kvalitativní ukazatele jevů a procesů. Pravidla popisují -

Mezi fakty existují vztahy, obvykle ve formě logických podmínek spojujících příčiny a následky.

Znalostní bázi vytváří a udržuje technik znalostní báze (něco podobný administrátorovi databáze). Získávání znalostí probíhá v úzkém kontaktu s odborníky z aplikační oblasti. Zároveň jsou znalosti odborníka překládány z jeho odborného jazyka do jazyka pravidel a strategií. Na rozdíl od databáze, která obsahuje statické vztahy mezi poli záznamů, záznamy a soubory, je znalostní báze neustále dynamicky aktualizována, aby odrážela doporučení příslušných odborníků. Jak objem roste, databáze — jak základ pro rozhodování, tak rozhodnutí samotná podléhají změnám.

Využití expertních systémů ve stavebnictví je nejúčinnější při řešení problémů cílového plánování a prognózování i řízení fungujícího procesu. Jako prostředky implementace expertních systémů na počítači se používají vhodné jazykové nástroje a softwarové shelly. Mezi programovacími jazyky, s jejichž pomocí se vytváří vnitřní jazyk reprezentace znalostí, můžeme rozlišit jazyky pro všeobecné použití ( Forth, Pascal, Lisp atd.), výroba ( OPSS, Hoblík, SMYČKY atd.), logické ( Prolog, Loglisp atd.). Z nejznámějších mušlí je třeba poznamenat GURU, Xi Plus, OP55+, osobní konzultant, konzultační prostředí expertního systému atd .

Metodicky orientované aplikační balíčky se od všeobecných liší tím, že mají užší zaměření a jsou určeny k řešení problému v konkrétní funkční oblasti. Každá z nich je zpravidla založena na té či oné matematické metodě, např.: lineární programování, dynamické programování, matematická statistika, plánování a řízení sítí, teorie front, stochastické programování atd. Výjimkou jsou softwarové balíčky Mathematica od Wolfram Research sh, Mathcad od Mathsoft, Maple od Waterloo Maple Software a další využívající univerzální matematické metody.

Pro stavební podniky ze skupiny metodicky orientovaných aplikačních softwarových balíků stojí za vyzdvihnutí zejména informační softwarové systémy pro řízení projektů:

Microsoft Project, Time Line, Prima Vera a další, které jsou založeny na metodách plánování a řízení sítě. Jejich použití umožňuje řešit důležité úkoly plánování stavební výroby na zásadně vyšší kvalitativní úrovni.

Ze skupiny všeobecných statistických programů jsou nejznámější automatizované systémy statistické zpracování dat: SPSS, Statistica, Stadia . Mezi statistické specializované softwarové produkty můžeme poznamenat Forecast PRO od Business Forecast Systems , stejně jako domácí balíček Eurist Centra pro statistický výzkum. Aplikační softwarové balíky pro statistiku jsou široce používány ve stavebnictví, při řešení problémů řízení kvality a v inženýrských výpočtech.

Grafické softwarové systémy jsou navrženy tak, aby zobrazovaly na obrazovce, tiskárně nebo plotru grafy funkcí (specifikované v tabulkové nebo analytické formě), čáry na úrovni povrchu, rozptylové diagramy atd. Mezi těmito aplikačními softwarovými balíčky jsou nejznámější Grapher, Surfer, Harvard Graphics atd. Vysoce kvalitní vědeckou a technickou grafiku lze získat také pomocí univerzálního matematického softwarového balíku, jako je např Mathematica.

Druhá součást aplikačního softwaru,— pracovních programů uživatele a automatizovaného řídicího systému jako celku. Dá se rozdělit do tří skupin softwarové systémy: problémový, pro globální počítačové sítě, organizování výpočetního procesu. Problémově orientované balíčky představují nejširší třídu aplikací software ACS. Prakticky neexistuje oblast, pro kterou by neexistovala alespoň jedna taková softwarová sada nástrojů. Z celé škály problémově orientovaných softwarových nástrojů můžeme rozlišit dvě skupiny: a) určené pro komplexní automatizaceřídící funkce v podnicích; b) aplikační balíčky

programy pro obory.

Jsou vyvíjeny komplexní softwarově integrované aplikace pro automatizaci veškerých činností velkých nebo středních podniků. Při jejich tvorbě je věnována zvláštní pozornost těmto požadavkům: a) neměnnost s ohledem na profil podniku; b) zohlednění maximálního možného počtu parametrů, které umožňují přizpůsobit komplex specifickým rysům ekonomických, finančních a výrobních činností uživatelské organizace; c) jasné rozlišení mezi provozním řízením a účetními úkoly s jejich úplnou integrací na úrovni jediné databáze; d) pokrytí celého spektra standardních výrobních a ekonomických funkcí; e) udržování jednotného uživatelského rozhraní; f) poskytování příležitostí pro vývoj systému samotnými uživateli atd.

Je třeba poznamenat, že i přes dosti vysokou cenu nejsložitějších problémově orientovaných softwarových systémů se stále častěji používají v tuzemské i zahraniční praxi informatizace výroby. Existuje řada multifunkčních softwarových produktů této třídy: R/3 (SAP), Oracle, Mac-Pac Open (A. Andersen ) atd. Z ruských komplexních softwarových systémů nejvyšší cenové třídy je třeba poznamenat integrovaný víceuživatelský síťový softwarový komplex "Galaktika", vyvinutý korporací "Galaktika", která zahrnuje JSC "New Atlant" (Moskva) a NTO "Top Soft" (Minsk), CJSC GalaxySPB (St. Petersburg) atd.

Velmi důležitým směrem ve vývoji softwarového průmyslu je také tvorba aplikačních softwarových balíků pro různé tematické oblasti: design, vývoj dokumentace odhadů, účetnictví, personální management, finanční řízení, právní systémy atd.

K provádění projekčních prací se například používá počítačově podporovaný konstrukční systém AutoCad od AutoDesk , týkající se systémů malé a střední třídy. AutoCad je rozšiřitelný software

prostředek. Existuje mnoho doplňků dostupných od jiných společností, které poskytují různé speciální funkce AutoCad . Při navrhování složitých stavebních projektů je vhodné použít výkonnější automatizované konstrukční systémy, jako jsou:

EVCLID, UNIGRAPHICS, CIMATRON atd.

Existuje číslo domácí systémy počítačově podporované navrhování, které umožňuje vývoj výkresů plně v souladu s požadavky ESKD ( jednotný systém projektová dokumentace) a zohlednit vlastnosti tuzemských norem. Od odpovídajících zahraničních softwarových balíků je odlišují výrazně nižší požadavky na technické prostředky automatizovaných řídicích systémů, což může výrazně snížit náklady na automatizaci návrhu. Nejpoužívanějším z domácích systémů automatizace designu je integrovaný softwarový balík "Compass", který je vyvinut pro operační systémy DOS a Windows.

Pro přípravu stavební odhady existuje také číslo softwarové systémy. Některé z balíčků softwarových aplikací, jako je AVERS (automatizovaná údržba a výpočet odhadů) a BARS (velká automatizace výpočtu odhadů), fungují pod kontrolou DOS . Jiné, jako je software pro odhadování staveb WinCMera , připravený pro systém Okna . Většina softwarových nástrojů pro přípravu podkladů pro odhad, bez ohledu na použitou operační platformu, obsahuje rozsáhlé regulační rámce obsahující cenovky pro materiály, instalaci a komponenty, jednotkové ceny, konsolidované ceny a další standardy, které lze doplňovat.

Aplikační balíčky pro účetnictví a finanční výkaznictví jsou v naprosté většině případů domácím vývojem. Je to dáno nekompatibilitou tuzemského účetnictví se zahraničním. V současné době existuje rozsáhlá skupina aplikačních softwarových balíků pro účetnictví. Některé z těchto programů automatizují pouze určité oblasti účetnictví. Například mzdová agenda, účtování materiálových a technických produktů ve skladech a provozovnách atd. Jiné jsou úzce integrovány do automatizovaných podnikových systémů a provádějí veškeré účetní úkony a některé další s nimi přímo související.

Pro podniky s malým počtem obchodních transakcí se obvykle používají jednoduché a levné účetní programy k vedení knihy obchodních transakcí, finančních výkazů a rozvah. V této třídě programů jsou zpravidla také softwarové moduly pro výpočet mezd, účtování materiálu a dlouhodobého majetku, tisk bankovních dokladů atd. Příklady takových systémů jsou: "1 (^Účetnictví", Info-účetní společnosti Informatic, Turbo-účetní společnosti DIC, "Best" společnosti Intellect-service atd.

V mnoha organizacích, včetně stavebních podniků, je nejrozšířenějším softwarovým systémem "1C: Accounting", vyvinutý pro DOS a Windows a mají síťovou podporu. Tento program kombinuje dobrou funkčnost, snadné použití, nízkou cenu a významnou flexibilitu. Může být přizpůsoben bez účasti vývojářů zvláštnostem účetnictví v podniku, změnám v legislativě a účetních pravidlech. Rozšířil se také program Info-Accountant od Informatik, který má sice o něco menší flexibilitu oproti balíčku 1C: Accounting, ale obsahuje více vestavěných funkcí pro řešení konkrétních problémů.

Pro podniky s velkým objemem obchodních transakcí jsou vyžadovány pokročilejší možnosti účetnictví, které kromě skladového účetnictví zahrnuje také manažerské účetnictví a také kontrolu nad plněním smluv, finanční analýzu činnosti podniku atd. V tomto případě , je nanejvýš vhodné používat výkonnější a tím i dražší systémy pro automatizaci účetnictví. Ze střední cenové třídy účetních softwarových balíků se používají: Parus, Infosoft, Infin, Atlant-Inform, ComTech+ a řada dalších systémů.

Existuje třetí skupina účetních softwarových balíků určených pro použití ve velkých podnicích. Tyto balíčky jsou obvykle integrovány do komplexních podnikových automatizačních systémů. Většina z nich provozuje operační systém Okna a je určen k použití v lokální sítě. Příkladem takového softwarového systému pro automatizaci účetnictví je PPP BU „Office“, která kombinuje produkty od 1C a Microsoft , který umožňuje nejen automatizovat funkce účetní, ale také organizovat veškerou kancelářskou práci společnosti formou „elektronické kanceláře“. Dalším příkladem integrace účetních úloh do komplexních automatizovaných systémů řízení pro velké podniky je interakce okruhů administrativní management, operativní řízení, řízení výroby, účetnictví v automatizovaném řídicím systému Galaktika.

Kromě čistě účetních softwarových balíků existuje řada softwarových systémů pro podnikovou finanční analýzu a plánování. Tyto nástroje potřebují především investoři a finanční manažeři kampaní. Nejznámější programy pro analýzu finanční situace podniku jsou: EDIP od společnosti CenterInvest-Soft, "Alt-Finance" od společnosti Alt a "Finanční analýza" od společnosti Infosoft. Pro analýzu investičních projektů byly vyvinuty následující balíčky: "Alt-Invest" od společnosti Alt, FOCCAL - UNI společnost CenterInvestSoft, Projektový expert z PRO - Invest Consulting , a univerzální programy„Investor“ společnosti INEC.

Pro práci s obrovskými objemy neustále aktualizovaných legislativních a regulačních informací existují aplikační softwarové balíčky pro právní referenční systémy. Příklady takových programů zahrnují Guarantor, Codex, Consultant-Plus atd.

Pro zajištění pohodlného a spolehlivého přístupu při řešení problémů automatizovaného řídicího systému ke geograficky distribuovaným síťovým zdrojům a databázím, přenos e-mailem, chování

K zajištění důvěrnosti přenášených informací jsou nutné telekonference, počítačové sítě a vhodné softwarové nástroje. K provádění těchto a některých dalších úkolů existuje sada standardních balíčků globálních síťových aplikací Internet , představující: prostředky přístupu a navigace Netscape Navigator, Microsoft Internet, Explorer ; e-mailem Eudora a kol.

Zajistit organizaci správy výpočetního procesu v místním a globální sítě Počítače ve více než 50% systems of the world využívá aplikační softwarové balíčky společnosti Bay Networks (USA). Tyto balíčky spravují správu dat, přepínače, rozbočovače, směrovače, plán zpráv.

Současný dostupný systémový a aplikační software ve většině případů postačuje pro vývoj a provoz hlavních úkolů automatizovaného řídicího systému. Některé původní problémy však nelze vždy vyřešit stávajícími aplikačními softwarovými produkty nebo jejich používáním. Výsledky jsou získávány ve formě, která neuspokojuje uživatele automatizovaného řídicího systému. V tomto případě je s pomocí programovacích systémů nebo algoritmických jazyků vyvinut originální software a matematická podpora pro řešení jak jednotlivých problémů a subsystémů, tak v některých případech i celého automatizovaného řídicího systému jako celku.

Stejně jako další díla, která by vás mohla zajímat
58321.		Angličtina je jazykem světa	46,5 kB
	Cíle lekce: Trojjediný didaktický cíl Výchovný: vyvážené a systematické utváření IKK v jednotě všech jeho složek. Typ lekce: lekce o budování znalostí a rozvoji překladatelských dovedností.
58322.		Jak porozumět těm mystifikujícím cizincům	343,5 kB
	Byli to Britové, kdo odstartoval módu dovolených u moře. Není divu, že nikdo v Británii nežije více než sto dvacet kilometrů od moře. Nejbližší prázdninová oblast ve Francii je vzdálena jen tři nebo čtyři sta kilometrů.
58323.		Pravopis nepřízvučných samohlásek u kořene slova	1,17 MB
	Cíle lekce: Naučit se rozlišovat mezi testovacím slovem a testovacím slovem, vybrat testovací slova k testovaným; Rozvíjet pravopisnou ostražitost, rozvíjet řeč a myšlení žáků; Rozšiřte studentům obzory. Pěstovat úctu k přírodě
58327.		Jednotky informací	2,95 MB
	Účel lekce: Shrnout znalosti studentů o reprezentaci informace v paměti počítače a udělat si představu o měrných jednotkách informace. Cíle lekce: vzdělávací: poskytnout studentům znalosti o jednotkách měření informací, naučit je najít informační objem zpráv...
58328.		Ekonomický růst a rozvoj	81,5 kB
	Cíl: odhalit podstatu a vztah mezi pojmy ekonomický růst a ekonomický rozvoj; popsat způsoby, jak využít různé výrobní faktory k dosažení ekonomického růstu...
58329.		Seznamte se s mistrem šperků. Musíte být schopni vnímat krásu. Zkoumání původní přírody	53,5 kB
	Účel: studovat techniky pro cílevědomé zkoumání objektů pozorování procesů a jevů okolní reality; tvořivý rozvoj osobnosti dítěte zaměřený na rozvoj fantazie a fantazie...

Počítač je velmi složitý systém. Skládá se z různých komponent (Jak počítač funguje.) – centrálního procesoru, RAM a externí paměť, displeje, tiskárny...

A všechna tato zařízení musí fungovat v harmonii, jako jeden mechanismus.

Konzistence je dosažena prostřednictvím operačního systému. Toto není zařízení, ne uzel. Operačním systémem počítače je program. Program ale není jednoduchý. Zajišťuje provoz všech počítačových zařízení a sleduje provádění dalších pracovních programů.

Tyto body jsou zvláště důležité, když na jednom počítači pracuje více uživatelů. A to je běžná věc pro velké, střední a dokonce i malé počítače.

Například systém prodeje vlakových jízdenek Sirena (Jak funguje Sirena.) má desítky terminálů, které musí fungovat současně. Navíc, pokud mají všichni pokladní vlastní tisková zařízení, pak procesor, mají společné páskové mechanismy a diskové jednotky.

Úkolem operačního systému je organizovat práci s sdílená zařízení aby se navzájem nerušily.

Jinak jsou možné docela nepříjemné situace. Představte si, že řešíte dva problémy, které vyžadují použití páskové jednotky a tiskárny.

A nyní jeden z nich „zachytil“ mechanismus páskové jednotky a čeká, až se tiskárna uvolní. Druhému se podařilo obsadit tiskárnu a čeká na páskovou jednotku. Mohou na sebe tedy čekat navždy. Ne nadarmo programátoři takové situace nazývají „smrtící objetí“.

Nebo jeden úkol potřebný k vytištění výsledků, vytiskl řádek. Pak totéž udělal další úkol, pak třetí. Je nepravděpodobné, že někdo bude schopen porozumět výslednému vytištěnému „nepořádku“.

Operační systémy jsou navrženy tak, aby zajistily, že takové situace nenastanou.

Existuje několik způsobů, jak organizovat provoz počítačů při současném používání několika uživateli.

Problémy přicházející z různých terminálů můžete řešit postupně, jeden po druhém. Operační systém je řadí do fronty buď v pořadí příchodu, nebo podle úrovně důležitosti. Jakmile je řešení jednoho problému dokončeno, načte se další atd.

Současně, zatímco se řeší další problém, můžete vytisknout výsledky řešení předchozího.

Tento provozní režim se nazývá dávkový. Nejpohodlnější je při řešení velkých problémů, které nevyžadují zásah člověka.

Můžete organizovat práci v reálném čase. To je nezbytné, když se počítač používá k řízení letadla nebo provozu elektrárny.

Zde je důležité okamžitě zpracovávat informace z řízeného objektu, přijímat reakci na změny situace a vysílat řídící signály.

K dispozici je také režim sdílení času, ve kterém má každý programátor pracující na stroji dojem, že pracuje sám.

Tato metoda se volí, když je práce v dialogu: lidská otázka – počítačová odpověď. V tomto případě přichází odpověď téměř okamžitě.

Obecně existuje mnoho způsobů, jak sestavit operační systémy. Na stejném počítači mohou běžet různé operační systémy. Který z nich použít, závisí na typech problémů vyřešených v počítači.

Komentování je nyní uzavřeno!

Tento článek poskytuje našim čtenářům přehled nejpopulárnějších matematických systémů prezentovaných na ruský trh software.

V poslední době v širokých kruzích uživatelů počítače V různých třídách se termín „počítačová matematika“ stal velmi populárním a široce používaným. Tento koncept zahrnuje soubor jak teoretických a metodických nástrojů, tak i moderního softwaru a hardwaru, které umožňují provádět veškeré matematické výpočty s vysokou přesností a produktivitou a také budovat složité řetězce výpočetních algoritmů s dostatkem schopnosti vizualizace procesů a dat během jejich zpracování.

Poptávka po univerzálních a specializovaných softwarových balíčcích pro řešení různých aplikačních problémů způsobila, že se na trhu softwarových produktů objevily počítačové matematické systémy, které si rychle získaly oblibu. Trh moderních matematických systémů v současnosti zahrnuje celou řadu velké firmy: Macsyma, Inc., Waterloo Maple Software, Inc., Wolfram Research, Inc., MathWorks, Inc., MathSoft, Inc., SciFace GmbH atd. Stovky profesionálů ze známých univerzit a velkých vědeckých center jsou zapojeny do vývoj každého takového matematického systému, stejně jako vysoce kvalifikovaní programátoři a odborníci na návrh komplexních softwarových systémů. Díky tomu jsme velmi pokročilí, flexibilní a zároveň univerzální produkty, včetně základních matematických pojmů a disponujících bohatou sadou metod pro řešení obecných matematických a vědecko-technických problémů. Tento článek je věnován přehledu a stručné analýze takových softwarových produktů.

MATLAB

MATLAB je produktem společnosti MathWorks, Inc. (http://www.mathwork.com/), což je jazyk na vysoké úrovni pro vědecké a technické výpočty. Mezi hlavní oblasti použití MATLABu patří matematické výpočty, vývoj algoritmů, modelování, analýza a vizualizace dat, vědecká a inženýrská grafika, vývoj aplikací, vč. GUI uživatel. MATLAB řeší mnoho počítačových problémů – od sběru a analýzy dat až po vývoj hotových aplikací. Prostředí MATLAB kombinuje matematické výpočty, vizualizaci a výkonný technický jazyk. Vestavěná univerzální rozhraní usnadňují práci s externími informačními zdroji a také integraci s procedurami napsanými v jazycích vyšší úrovně (C, C++, Java atd.). Multiplatformní charakter MATLABu z něj udělal jeden z nejpoužívanějších produktů – stal se de facto standardem pro technické výpočty po celém světě. MATLAB má širokou škálu aplikací, včetně digitálního zpracování signálu a obrazu, návrhu řídicích systémů, přírodních věd, financí, ekonomie, přístrojové techniky atd. Cena - 2940 dolarů

Javor

Tento produkt je od Waterloo Maple Software, Inc. (http://www.maplesoft.com/) se často nazývá symbolický výpočetní systém nebo systém počítačové algebry. Maple umožňuje provádět numerické i analytické výpočty s možností upravovat text a vzorce na listu. Díky vzorcům prezentovaným v tištěném formátu, ohromující 2D a 3D grafice a animaci je Maple také výkonným vědeckým grafickým editorem. Jeho jednoduchý a efektivní interpretační jazyk, otevřená architektura a schopnost převádět kódy Maple na kódy C z něj činí velmi účinný nástroj pro vytváření nových algoritmů. Díky intuitivnímu rozhraní, jednoduchým provozním pravidlům a široké funkčnosti si tento produkt již získal oblibu mezi ruskými matematiky a inženýry. Cena Maple 7 - 1695 $

Matematica

Mathematica – Wolfram Research, Inc. (http://www.wolfram.com/) má extrémně širokou škálu nástrojů, které převádějí složité matematické algoritmy do programů. Ve skutečnosti jsou všechny algoritmy obsažené v kurzu vyšší matematiky na technické univerzitě uloženy v paměti počítačového systému Mathematica. V některých zemích (například USA) je s tímto produktem úzce spojen systém vysokoškolského vzdělávání. Obrovskou výhodou Mathematica je, že její operátory a způsoby zápisu algoritmů jsou jednoduché a přirozené. Mathematica má výkonný grafický balíček, který lze použít ke grafu velmi složitých funkcí jedné a dvou proměnných. Hlavní výhodou Mathmatica, která z ní činí nesporného lídra mezi ostatními systémy na vysoké úrovni, je, že se tento systém nyní velmi rozšířil po celém světě a pokrývá obrovské oblasti použití ve vědeckém a inženýrském výzkumu a také v oblasti vzdělání. Cena - 1460 dolarů

Macsyma

Macsyma od společnosti Macsyma, Inc. (http://www.macsyma.com/) je jedním z prvních matematických programů, který pracuje se symbolickou matematikou. Předností Macsymy je pokročilá lineární algebra a aparát diferenciálních rovnic. Systém je zaměřen na aplikované výpočty a není určen pro teoretický výzkum v oblasti matematiky. V tomto ohledu program neobsahuje žádné nebo redukované části týkající se teoretických metod (teorie čísel, teorie grup atd.). Snad hlavní výhodou Macsyma oproti jiným univerzálním matematickým balíkům je to, že uživatel může analyticky a numericky řešit velké množství různých typů parciálních diferenciálních rovnic. Macsyma má velmi uživatelsky přívětivé rozhraní. Pracovním dokumentem programu je vědecký zápisník, který obsahuje upravitelná pole textu, příkazy, vzorce a grafy. Výrazná vlastnost Balíček je kompatibilní s textovým editorem Microsoft Word. Téměř všechny příkazy Macsyma v souborech knihovny se načítají automaticky; Prohlížecí okno (prohlížeč) pro matematické funkce je také velmi pohodlné. Macsyma generuje FORTRAN a C kódy, včetně kontrolních příkazů. Systém běží dál platforma Intel běžící OS Windows.

MuPAD

MuPAD - produkt společnosti SciFace GmbH (http://www.sciface.com/) je ve srovnání s jinými matematickými balíčky relativně mladým produktem, ale to mu nebrání v sebevědomé konkurenci. MuPAD je softwarový balík počítačová algebra, určená k řešení matematických problémů různé úrovně složitosti. Hlavními kvalitativními rozdíly MuPADu jsou nízké nároky na PC zdroje, přítomnost vlastního jádra symbolické matematiky, možnost vývoje samotným uživatelem a výkonné vizualizační nástroje pro řešení matematických problémů. Balíček podporuje velkou sadu matematických objektů a algoritmů pro širokou škálu problémů. Uživatel pracuje v okně poznámkového bloku, které umožňuje text prokládat matematickými vzorci, formátovaným textem a výstupem řešení, včetně dvou a trojrozměrné grafiky. Pro vývoj vlastních algoritmů a funkcí založených na knihovně funkcí MuPAD poskytuje systém speciální programovací jazyk podobný Pascalu a interaktivní debugger krok za krokem. Algoritmy vytvořené uživatelem lze kombinovat do samostatných knihoven. Cena MuPAD 2.0: 700 $

S-PLUS

S-PLUS je produktem společnosti Insightful Corporation (http://www.insightful.com/), dříve známé jako divize MathSoft a nyní jednoho ze světových lídrů v oboru. Statistická analýza data, vizualizace a prognózy. S-PLUS je interaktivní počítačové prostředí, které poskytuje plnohodnotnou grafickou analýzu dat a obsahuje originální objektově orientovaný jazyk. Flexibilní systém S-PLUS lze použít pro průzkumnou analýzu dat, statistickou analýzu a matematické výpočty, stejně jako pro pohodlnou grafickou prezentaci analyzovaných dat. Mezi hlavní výhody S-PLUS patří nepřekonatelná funkčnost, schopnost interaktivně vizuálně analyzovat data, intuitivní uživatelské rozhraní a metody pro přípravu analyzovaných dat, snadné použití nejnovějších statistických metod, výkonné výpočetní možnosti, rozšiřitelná sada statistických metod, a flexibilní uživatelské rozhraní. Cena - 2865 dolarů

ComputerPress 12" 2001

První fáze - počítač, zdůvodňující svůj název (přeloženo z angličtiny jako „kalkulačka“), fungoval jako výkonná programovatelná kalkulačka, která je schopna rychle a automaticky (podle daného programu) provádět složité a těžkopádné aritmetické a logické operace nad čísly.

Pokroky ve výpočetní matematice a neustále se zdokonalující numerické metody umožňují takto řešit jakýkoli matematický problém ve vztahu k libovolnému oboru vědění. Je důležité poznamenat, že výsledek výpočtů je reprezentován jako jedno konečné číslo v aritmetickém tvaru, to znamená s použitím desetinných číslic. Někdy je výsledek reprezentován množinou (pole, matice) takových čísel, ale podstata zobrazení se nemění - výsledek je ve tvaru konečného desetinného aritmetického čísla.

Tento výsledek však často neuspokojil profesionální matematiky a zde je důvod. Naprostá většina výsledků netriviálních matematických výpočtů v klasické matematice je tradičně zapsána v symbolické formě: pomocí speciálních známých čísel: , , , a iracionálních hodnot pomocí radikálu. Má se za to, že jinak dojde k zásadní ztrátě přesnosti.

Dalším klasickým příkladem, který vyvolává poznámku matematika, je výraz známý každému školákovi:

vždy rovno jedné; a počítač se buď pokusí tento výraz vyhodnotit (s nevyhnutelnými chybami zaokrouhlování), nebo zobrazí zprávu o nejistotě argumentu X a všechny další akce budou zastaveny.

Tím je první etapa hotová...

Po rychlém zdokonalování počítačových systémů lidé přirozeně chtěli v počítačových výpočtech více: proč nedonutit počítač, aby prováděl transformace tradičními matematickými způsoby (zlomkové-racionální transformace, substituce, zjednodušení, řešení rovnic, diferenciace a tak dále.).

Obvykle se nazývají transformace v symbolické formě nebo analytické transformace a výsledek není získán jako dříve - ve formě jediného čísla, ale ve formě vzorce.

V tomto okamžiku byly téměř všechny oblasti lidské činnosti pokryty svým vlastním matematickým aparátem a získaly své vlastní aplikační softwarové balíčky (ASP). Všichni přitom potřebovali univerzální matematický nástroj zaměřený na široké spektrum uživatelů, kteří nejsou ani profesionály v matematice, ani programátory vyškolenými ve vysoce specializovaných počítačových jazycích, kterým většina koncových uživatelů špatně rozumí.

To vedlo k vytvoření počítačových systémů symbolické matematiky, určených širokému spektru uživatelů – neprofesionálů v matematice. Tak začala v polovině 60. let dvacátého století éra počítačových matematických systémů (SCM), anglicky CAS - computer algebra system.

Na konci 60. let byl v Rusku na domácích počítačích řady „Mir“, vyvinutých pod vedením akademika V. Gluškova, implementován SCM v programovacím jazyce „Analyst“, který má všechny možnosti symbolických výpočtů, nicméně , s velmi skromnými, na dnešní poměry, charakteristikami.

Samozřejmě i ty nejjednodušší neinteligentní počítačové matematické příručky mají velký praktický zájem - vždyť ani ten nejschopnější člověk není schopen vměstnat do své hlavy všechny matematické zákony a pravidla vytvořená za staletou historii lidstva. .

Údaje o vlastnostech stávajících SCM jsou uvedeny v tabulce. 12.1.

Tabulka 12.1. Moderní SCM a jejich možnosti

Systém	Účel a schopnosti	Nedostatky
Mathcad 13, Mathcad 14	Systém je univerzálně využíván především pro neprofesionální matematiky a vzdělávací účely na všech úrovních. Dobře promyšlené rozhraní pro prezentaci dat v tradiční matematické formě a úžasné grafice ve všech fázích práce, včetně zadávání. Zadávání pomocí výběru z panelů nástrojů nebo nabídek prakticky bez nutnosti klávesnice. Výkonná a komplexní sada operátorů a funkcí. Spousta příkladů, e-knih a knihoven, hotová řešení praktických problémů. Symbolické výpočetní jádro je importováno z SCM Maple. Poskytování profesionálních služeb balíkového serveru. Snadný přenos dokumentů do jiných aplikací	Docela primitivní programovací nástroje. Vysoké náklady na elektronické knihy a knihovny, nedostatek rusifikovaných verzí samotného balíčku a další knihovny (knihy). Obtížný symbolické zpracování diferenciální rovnice. Konečný spustitelný soubor *.exe se nevytvoří; Chcete-li spustit dokument, musíte mít balíček SCM Mathcad. Obtížnost provádění goniometrických transformací
Javor V R4/R5/R6	Univerzitní vysokoškolské vzdělávání a vědecká výpočetní technika. Výkonné jádro symbolických výpočtů – schopnosti jsou podobné jako u SCM Mathcad, obsahující až 3000 funkcí. Výkonná grafika. Pohodlné referenční systém. Nástroje pro formátování dokumentů	Zvýšené požadavky na hardwarové zdroje. Nedostatek syntézy zvuku. Zaměřeno na pokročilé uživatele a matematické profesionály. Všechny nevýhody analytických akcí jsou podobné jako u SCM Mathcad
Mathematica 5/7	Vysokoškolské vzdělání a vědecké výpočty. Nejrozvinutější systém symbolické matematiky. Jediný SCM, který poskytuje symbolická řešení diferenciálních rovnic. Kompatibilní s různými počítačovými platformami. Unikátní 3D grafika. Podpora syntézy zvuku. Pokročilé nástroje pro formátování dokumentů. Softwarová syntéza zvuku.	Vysoké nároky na hardwarové zdroje. Přílišná ochrana proti kopírování. Slabá ochrana proti nesprávným úkolům. Zaměřeno na zkušené uživatele. Zadávejte úkoly v jedinečném funkčním programovacím jazyce. Neobvyklá indikace funkcí pro spouštění výpočtů.
MATLAB 7.*	Vzdělávání (včetně technických), vědecké výpočty, numerické modelování a výpočty zaměřené na využití maticových metod, přičemž skalár je považován za matici 1x1. Jedinečné maticové nástroje, množství numerických metod, popisná (deskriptorová) grafika, vysoká rychlost výpočtů, snadná adaptace na uživatelské úlohy díky mnoha balíčkům rozšíření systému. Pokročilý programovací jazyk se schopnostmi objektově orientovaného programování (OOP), kompatibilní s algoritmickým jazykem Java	Velmi vysoké požadavky na hardwarové zdroje. Možnost symbolických výpočtů prakticky neexistuje. Relativně vysoké náklady. Zadávání úkolů v jedinečném programovacím jazyce

Podívejme se na vnitřní architekturu SCM na příkladu nejvýkonnější, podle řady autoritativních odborníků, SCM Mathematica, která má nejrozvinutější systém symbolické matematiky. Obrázek 12.1 ukazuje jeho softwarovou architekturu.

Rýže. 12.1.

Centrální část - jádro (Kernel) implementuje systém SCM fungující algoritmus SCM zajistí společné fungování všech svých částí, zorganizuje příjem a inteligentní zpracování požadavku uživatele a následně vyvolá požadovaný postup řešení. Jádro obsahuje velké množství vestavěných funkcí a systémových operátorů. Jejich počet v moderních SCM může dosáhnout mnoha tisíc. Například jádro systému Mathematica 4 obsahuje data pro více než 5000 integrálů samotných, i když pro integraci se používá pouze několik vestavěných funkcí.

Nalezení a provádění funkcí a procedur zabudovaných do jádra SCM je rychlé, pokud jich není příliš mnoho. Proto je objem jádra omezen, ale přidávají se do něj knihovny procedur a funkcí, které se používají poměrně zřídka. Celkový počet matematických funkcí jádra a těchto vestavěných knihoven, které má uživatel k dispozici, přitom dosahuje mnoha tisíc.

Radikálního rozšíření schopností SCM a jejich přizpůsobitelnosti potřebám konkrétních uživatelů pro hloubkové řešení určitého okruhu problémů (např. problémů teoretické a aplikované statistiky, vektorové analýzy) je dosaženo instalací externích rozšiřujících balíčků. Tyto balíčky, zakoupené samostatně, činí možnosti SCM prakticky neomezené.

Všechny tyto knihovny, balíčky rozšíření a referenční systém moderní SCM (říkejme jim nástroje SCM) obsahují nejen a nejen znalosti v oblasti matematiky, nashromážděné za dlouhá staletí jejího vývoje (to nikoho nepřekvapí: to jsou schopnosti, které jsou charakteristické pro rozšířenou třídu IPS - systémy vyhledávání informací). Je ale fascinující, že tyto nástroje úžasně automaticky a kreativně využívají takové znalosti k řešení problémů, kde je třeba si vybrat a umět použít jednu, pouze jednu z mnoha desítek nesrozumitelných metod řešení. Například SCM může okamžitě najít neurčitý integrál nebo rovnou hlásit nemožnost reprezentovat jej elementárními funkcemi – není to snadný úkol ani pro profesionálního matematika. Neméně působivé je, že pokud po získání požadovaného vzorce přejdete na začátek dokumentu a nastavíte konkrétní parametry zahrnuté v tomto vzorci číselné hodnoty, jeho číselný výsledek bude okamžitě získán. Každý SCM zahrnuje sadu editorů (na obr. 12.1 se nazývají editory podle oblasti): textové, vzorce, grafické editory, nástroje síťové podpory a nástroje HTML (XML), animační balíčky a zvukové nástroje.

Díky všem těmto schopnostem lze SCM klasifikovat jako softwarových produktů dnešní nejvyšší úroveň – intelektuální. Tyto programy jsou v současnosti sjednoceny pod pojmem „základna znalostí“. Moderní SCM podle uznávaných autorit [, ] poskytuje nezkušenému uživateli schopnosti absolventa matematické univerzity v oblastech numerických metod výpočtu, matematické analýzy, teorie matic a dalších obecných částí vyšší matematiky, které umožňují získat konstruktivní Výsledek.

Samozřejmě, v abstraktních částech matematiky, jako je funkční analýza nebo otázky „existence a jedinečnosti...“ SCM stále pravděpodobně nebudou užitečné (kromě poskytování nezbytných informací, kterých je poměrně hodně), ale v aplikovaných problémech pro které byly vytvořeny SCM a takovéto obory matematiky se obvykle nezabývají.

12.2. Integrované prostředí SCM MathCad

Integrované prostředí SCM MathCad je systém SCM univerzální účel a nejvhodnější pro řešení široké škály, nebo spíše téměř jakýchkoli matematických problémů, zejména pro neprofesionální matematiky, jakož i pro efektivní využití ve všech oblastech vzdělávání.

Dodnes zůstávají jedinými matematickými systémy, ve kterých je popis řešení matematických úloh podáván pomocí známých matematických vzorců a známých symbolů. Výsledky výpočtů mají stejnou podobu. SCM MathCad se příliš nehodí pro seriózní odbornou vědeckou práci matematiků, je spíše určen pro řešení nepříliš sofistikovaných matematických úloh, provádění technických výpočtů jakékoliv složitosti a hlavně nemá v oblasti vzdělávání konkurenci. SCM MathCad díky svým vysokým vlastnostem plně ospravedlňuje termín „CAD“ ve svém názvu (Computer Aided Design), čímž potvrzuje, že patří do třídy nejsložitějších a nejpokročilejších systémů automatického navrhování - CAD. Systém MathCad je typický integrovaný systém, to znamená, že kombinuje několik samostatných softwarových nástrojů pro řešení určité řady nezávislých problémů. Zpočátku byl určen pro čistě numerické výpočty a je orientován pod MS-DOS, ale počínaje verzí 3.0 ( 1990) ), běží pod OS Windows a má poměrně širokou škálu nástrojů pro symbolické a grafické výpočty.

Všechny akce v SCM MathCad jsou okamžitě vypracovány ve formě dokumentu sestávajícího z pracovních listů, na kterých je umístěn popis algoritmu, pracovní vzorce, komentáře, ilustrace, grafy a tabulky. Forma takového dokumentu je maximálně vhodná pro tisk, přenos prostřednictvím Internetové sítě a nevyžaduje další úpravy. Na druhou stranu tento dokument, který má příponu .mcd, obsahuje celý výpočtový program ve skryté podobě. Lze jej importovat jak pro publikační účely, tak pro pokračování a vylepšení softwarových výpočtů. Celý dokument nebo jeho jednotlivé části lze zablokovat pro úpravy nastavením hesla.

Obrázek 12.2 ukazuje architekturu SCM MathCad. Centrální blok se skládá ze dvou jader: samotného jádra SCM a symbolického výpočetního jádra, podobného SCM Maple, zakoupeného od vývojáře Waterloo Maple.

Elektronické knihy (e-Books) zabudované do prostředí MathCad obsahují příklady, reference a standardní výpočty z různých oblastí vědy, techniky a ekonomie. Jakýkoli fragment z těchto knih lze zkopírovat na pracovní list dokumentu a dokončit.

Knihovny a rozšiřující balíčky zaměřené na řešení různých problémů aplikace jsou dodávány a instalovány samostatně vývojářem.

Výkonné rozhraní SCM MathCad nevyžaduje programování při zadávání úkolů a zobrazování výsledků – to vše probíhá tradiční formou v obecně uznávaném jazyce matematických symbolů a vzorců bez použití jakýchkoliv speciální týmy nebo operátory. Je důležité, že v každém algoritmickém jazyce se jednoduché umocňování podle nejlepší představivosti vývojářů jazyka provádí pomocí jedinečných symboly- všemožné šipky, čepice, dvojhvězdy a bůhví co ještě, nebo dokonce zcela chybí a vyžaduje volání speciálních funkcí - jako v jazycích rodiny C. V MathCadu má tato operace známý vzhled.

Rozhraní je vizuální – to znamená, že téměř jakoukoli akci v SCM lze provést bez klávesnice, jednoduše výběrem požadovaných položek nabídky nebo nástrojů na panelech. Toto rozhraní implementuje princip „WYSIWYG“ – to, co vidíme na obrazovce, dostáváme při provozu a na výstupu.

Rozhraní je inteligentní – k inteligenci Visual Studia-2010 má samozřejmě daleko, ale v mnoha případech nedovolí chybné akce uživatele.

Zmíněný vstupní vstupní jazyk je interpretační, to znamená, že průběžné výsledky se objeví při zadávání dalšího vzorce. Samotný SCM MathCad je napsán v jednom z nejvýkonnějších jazyků – C++. Jakmile uživatel zadá text výpočetního algoritmu do listu, prostředí se samo vytvoří skrytý program v mezilehlém komunikačním jazyce, který se pak uloží jako soubor s příponou .mcd. Balíček MathCad bohužel nevygeneruje spustitelný soubor s příponou .exe - pro práci s importovaným dokumentem musíte mít nainstalovaná aplikace MathCad. Ale vložte do něj obrázek dokumentu nebo jeho samostatný fragment textový editor, například MS WORD, prostřednictvím systémové vyrovnávací paměti nepředstavuje žádné potíže. Přesně tak byly vloženy všechny ilustrace v této kapitole. Doporučuji, abyste po vložení takového fragmentu zavolali kontextová nabídka– položku „Formát obrázku…/Velikost“ a v okně „Měřítko výšky“ nastavte na 128 % – nejvhodnější pro 12bodové písmo.

Objekty listu mohou být vzorový text nebo grafické bloky. Akce na blocích se provádějí v přísném pořadí zleva doprava, shora dolů. Operace připravující bloky musí předcházet provedení těchto operací. Zároveň je organizován end-to-end přenos dat z jednoho objektu do druhého. Změna vstupních dat okamžitě zajistí přepočet výsledků.

Obsah tohoto SCM lze považovat za extrémně silný referenční nástroj pro matematiku. Kromě toho jsou do SCM MathCad integrovány editory vzorců, textu a grafiky, což vám umožňuje zjednodušit zadávání vícepatrových nejsložitější vzorce a obdrží konečný dokument. Mezilehlé akce během symbolických transformací v MathCad SCM jsou uživateli skryty, ale neměli bychom zapomínat, že k získání konečného výsledku se používají složité rekurzivní algoritmy, které jsou běžnému uživateli málo známé a často nejsou podle mínění optimální. matematik. Uživatele přitom nikdo nezakazuje provedení krok za krokem a uvedení algoritmů známých z literatury, což značně zjednodušuje řešení, pokud je znám konečný výsledek. SCM MathCad nevytváří konečný spustitelný soubor *. exe soubor, což znamená, že pro zobrazení hotového (například importovaného) dokumentu musíte mít nainstalovaný balíček SCM MathCad.

Uveďme si hlavní rysy prostředí MathCad.

Obecné rysy

1. Vývoj a úpravy dokumentů obsahujících jak matematické vzorce libovolné složitosti, tak všechny vestavěné nástroje prostředí MathCad. Příprava těchto dokumentů pro zveřejnění nebo přenos přes internet.
2. Použití konvenčních rozšiřitelný značkovací jazyk XML Jak univerzální metoda organizování výměny dat s jinými aplikacemi. To vám umožní převádět soubory MathCad do HTML stránek a formátu PDF.
3. Možnost vložení široké škály objektů do dokumentu (viz obr. 12.3.)
4. Vývoj webových dokumentů a networkingové příležitosti za jejich přeposílání, přijímání aktualizací a podporu.
5. Příjem dokumentů
6. Provádějte výpočty libovolné složitosti – využijte prostředí MathCad jako supervýkonnou vědeckou inteligentní kalkulačku využívající bohatou knihovnu vestavěných funkcí (více než 680; pro srovnání v MS Excel je jich asi 200), s přesností až 17 platných číslic (a při použití speciálních operátorů - až 250) as neomezenými možnostmi pro zapamatování mezivýsledků. V tomto případě je možné vypočítat jak pomocí celého vzorce zadaného do dokumentu, tak pomocí samostatného vybraného fragmentu vzorce.
7. Používání grafický editor pro konstrukci dvourozměrných a 3D grafy libovolnou složitost, názorná schémata a to nejen pro jednoduchou konstrukci, ale i pro spojení grafu se vzorcem, ve kterém se změna parametru okamžitě promítne do křivky grafu. Je také možné vytvářet pohyblivé objekty animace a prohlížet importované soubory, například videa ve formátu AVI, pomocí přehrávače Playback vestavěného do prostředí MathCad.
8. Akce s dimenzemi.

Numerické metody výpočtů

• Řešení rovnic a soustav rovnic, lineárních i nelineárních. Hledání kořenů polynomu.
• Řešení nerovností.
• Výpočet určitého integrálu.
• Výpočet nevlastních integrálů.
• Výpočet vícenásobných integrálů.
• Numerické metody diferenciace.
• Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic – Cauchyho úloha.
• Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic – řešení okrajové úlohy.
• Řešení parciálních diferenciálních rovnic.
• Výpočet determinantu, dimenze, hodnosti a stopy matice, skalární a vektorové násobení vektorů, výpočet jakobiánu např. pro přechod do jiných souřadnicových systémů v trojném integrálu. Výpočet vlastních hodnot a vlastní vektory, hledání maximálního a minimálního prvku matice.
• Maticové transformace: skalární a vektorové násobení vektorů, hledání inverzní matice a řešení soustavy algebraických lineárních rovnic, všechny možné rozklady matice na součin matic speciálního typu: dvou trojúhelníkových - horní a dolní (LU- transformace), trojúhelníkový a jeho transpozice (Choleského rozklad), ortogonální a horní trojúhelník (QR rozklad), singulární rozklad.
• Integrace prostředí MathCad s maticovým matematickým systémem MATLAB a možnost používat jeho aparát otevírá úžasné možnosti efektivní řešení maticové problémy neomezené složitosti.

Řešení diferenciálních rovnic

Programování

Vytváření programů a provádění výpočtů ve zjednodušeném procedurálním algoritmickém jazyce se schopností používat všechny procedurální konstrukce: podmíněné příkazy, smyčky, pole, modul-funkce, modul-procedury.

Komplexní čísla

1. Reprezentace komplexních čísel v tradiční podobě, schopnost provádět s nimi základní aritmetické operace.
2. Schopnost automaticky získat výsledky mnoha výpočtů ve formě komplexního čísla (například všechny kořeny polynomu).
3. Schopnost zadat komplexní argument pro mnoho funkcí knihovny a získat matematicky správný výsledek.

Zpracování dat a finanční kalkulace

Teorie pravděpodobnosti a matematická statistika

Matematické modelování

Speciální schopnosti v aplikovaném inženýrství a vědeckých výpočtech

1. Léčba elektrické signály a výpočet elektronických zařízení.
2. Virtuální generování elektrických signálů a jejich zpracování.