Моделирование системы автоматизации проектирования

Министерство Образования и Культуры Российской Федерации Министерство Образования Республики Таджикистан Российско — Таджикский (Славянский) Университет Экономический факультет Кафедра «Информатики и ИС»

Курсовая работа По дисциплине: «Имитационное моделирование экономических процессов»

На тему: «Моделирование системы автоматизации проектирования»

Выполнил: студент 4-ого курса Экономического факультета Прикладная Информатика группа «А»

Солиев У.

Научный руководитель:

Бахтеев К.С.

Душанбе-2013

Аннотация В данной курсовой работе рассматривается моделирование системы автоматизации проектирования (САПР).

В рамках жизненного цикла промышленных изделий САПР решает задачи автоматизации работ на стадиях проектирования и подготовки производства.

Основной целью создания САПР являются — повышение эффективности труда инженеров, включая:

— сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;

— сокращения сроков проектирования;

— сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;

— повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;

— сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.

В данной курсовой включены все этапы моделирования и приведена программа моделирующего алгоритма.

Содержание Задание по курсовой работе Введение

Постановка задачи Теоретическая часть Функциональная схема Концептуальная модель Обобщенная блок-схема Детальная блок-схема Заключение

Список литературы

Приложение Задание по курсовой работе Техническое задание Ознакомиться с необходимой литературой. Дать аналитический обзор проблемы моделирования системы.

Теория: информация про вычислительную систему Исходные данные:

l.Tpost=10±5 сек

ll.Тоbs = 10±3сек Отчетный материал курсовой работы:

l.Пояснительная записка

ll.Графический материал

1.Концептуальная система

2.Функциональная система

3.Обобщенная блок — схема

4.Детальная блок — схема

lll. Рекомендуемая литература:

http://www.ru.wikipedia.org

Введение

В настоящее время нельзя назвать область человеческой деятельности, в которой в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. Особенно это относится к сфере управления различными системами, где основными являются процессы принятия решения на основе полученной информации.

Обобщенно моделирование можно определить как метод последовательного познания, при котором изучаемый объект-оригинал находится в некотором соответствии с другим объектом-моделью, причем модель способна в том или ином отношении заменить оригинал на некоторых стадиях познавательного процесса. Стадии познания, на которых проходит такая замена, а также формы соответствие модели и оригинала могут быть различимы:

Моделирование как познавательный процесс, содержащий переработку информации, поступающей из внешней среды, о происходящих в ней явлениях, в результате чего в сознании появляются образы, соответствующие объектам.

Моделирование заключается в построение некоторой системы модели, причем в этом случае отображение одной системы в другой является средством выявления зависимостей между двумя системами, отражениями в соотношениях подобия, а не результатом непосредственного изучения поступающей информации.

В настоящее время распространены методы машинной реализации исследования характеристик процесса функционирования больших систем. Для реализации математической модели на ЭВМ необходимо построить соответствующий моделирующий алгоритм.

При имитационном моделировании реализующий алгоритм производит процесс функционирования системы S во времени, причем имитируются элементарные явления, составляющие процесс, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени, что позволяет по исходным данным получить сведения о состояниях процесса в определенные моменты времени, дающие возможность оценить характеристики системы S.

Основным преимуществом имитационного моделирования, по сравнению с аналитическим, является возможность решения более сложных задач.

Имитационные модели позволяют достаточно просто учитывать такие факторы, как наличие дискретных и непрерывных элементов, нелинейные характеристики элементов системы, многочисленные случайные воздействия и другие факторы, которые часто создают трудности при аналитических исследованиях. В настоящее время имитационное моделирование — наиболее эффективный метод исследования больших систем, а часто и единственный практически доступный метод получения информации о поведении системы, особенно на этапе её проектирования.

Построение имитационных моделей больших систем и проведение машинных экспериментов с этими моделями представляют собой достаточно трудоемкий процесс, в котором в настоящее время много неизученного. Однако специалисты в области проектирования, исследования и эксплуатации больших систем должны в совершенстве знать методологию машинного моделирования, сложившуюся в настоящие время, чтобы быть готовым использовать ЭВМ следующих поколений, которые позволят сделать еще один существенный шаг в автоматизации построения моделей и использования имитационного моделирования систем.

Постановка задачи Система автоматизации проектирования состоит из трех ЭВМ и трех терминалов. Каждый проектировщик формирует задание на расчет в интерактивном режиме. Набор одной строки задания занимает 10±5сек. Получение ответа на строку занимает 3 сек. работы ЭВМ и 5 сек. работы терминала. После набора 10 строк задание считается сформированным и поступает на решение в ЭВМ в течение 10±3сек. При этом она прекращает выдачу ответов на вводимые строки. После решения производится вывод результата на терминал, что требует 8 сек. его работы. Затем производится анализ результата, который занимает у проектировщика 30 сек., после чего цикл проектирования повторяется.

Смоделировать работу системы в течение 6 часов. Определить вероятность простоя проектировщика из-за занятости ЭВМ и коэффициент загрузки ЭВМ.

Теоретическая часть Система автоматизированного проектирования (САПР) — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.

Система автоматизированного проектирования. Наиболее популярная расшифровка. В современной технической, учебной литературе и государственных стандартах аббревиатура САПР раскрывается именно так.

Система автоматизации проектных работ. Такая расшифровка точнее соответствует аббревиатуре, однако более тяжеловесна и используется реже.

Система автоматического проектирования. Это неверное толкование. Понятие «автоматический» подразумевает самостоятельную работу системы без участия человека. В САПР часть функций выполняет человек, а автоматическими являются только отдельные проектные операции и процедуры. Слово «автоматизированный», по сравнению со словом «автоматический», подчёркивает участие человека в процессе.

Программное средство для автоматизации проектирования. Это излишне узкое толкование. В настоящее время часто понимают САПР лишь как прикладное программное обеспечение для осуществления проектной деятельности. Однако в отечественной литературе и государственных стандартах САПР определяется как более ёмкое понятие, включающее не только программные средства.

Цели создания и задачи В рамках жизненного цикла промышленных изделий САПР решает задачи автоматизации работ на стадиях проектирования и подготовки производства.

Основная цель создания САПР — повышение эффективности труда инженеров, включая:

— сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;

— сокращения сроков проектирования;

— сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;

— повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;

— сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.

Достижение этих целей обеспечивается путем:

— автоматизации оформления документации;

— информационной поддержки и автоматизации процесса принятия решений;

— использования технологий параллельного проектирования;

— унификации проектных решений и процессов проектирования;

— повторного использования проектных решений, данных и наработок;

— стратегического проектирования;

— замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;

— повышения качества управления проектированием;

— применения методов вариантного проектирования и оптимизации.

Подсистемы Обслуживающие подсистемы — объектно-независимые подсистемы, реализующие функции, общие для подсистем или САПР в целом: обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, оформление, передачу и вывод данных, сопровождение программного обеспечения и т. п., их совокупность называют системной средой (или оболочкой) САПР.

Проектирующие подсистемы — объектно-ориентированные подсистемы, реализующие определенный этап проектирования или группу связанных проектных задач. В зависимости от отношения к объекту проектирования, делятся на:

Объектные — выполняющие проектные процедуры и операции, непосредственно связанные с конкретным типом объектов проектирования.

Инвариантные — выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, имеющие смысл для многих типов объектов проектирования.

Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах.

Типичными обслуживающими подсистемами являются:

подсистемы управления проектными данными обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР подсистемы графического ввода-вывода система управления базами данных (СУБД).

функционировании САПР, и юридический статус результатов её функционирования.

Классификация ГОСТ 23 501.108−85[15] устанавливает следующие признаки классификации САПР:

Функциональная схема

Функциональная схема показывает типы устройств и соединений в таком виде, в каком их легче понять.

1(а), 1(б) и 1(в) — согласно задачи эти стрелки обозначают ввод строки проектировщиком в ЭВМ и работы терминала (в программе внутренний цикл).

2(а) и 2(б) — это внешний цикл работает один раз, когда внутренний цикл

(стрелки 1(а), 1(б) и 1(в)) повторяются 10 раз.

Я создал функциональную схему для того, чтобы легче было создать концептуальную схему, которая показывает, что наша система многофазная одноканальная т. е. комбинированная.

Концептуальная схема

В этой схеме наглядно видна цепочка нашей системы, как она устроена с точки зрения имитационного моделирования.

Обобщенная блок-схема моделирующего алгоритма СМО автоматизация моделирование алгоритм В данном блоке обнуляем все счетчики и вводим наши данные Блок цикла с условием Тут задается параметр входного потока Показывает текущие очереди, состояния устройств Формируется очередь перед устройством обработки Выбор заявки, из очереди исходя из критерий Отказ заявок исходя из условий и размера очереди Блок определения состояния СМО после всех операций Конец моделирования

Детальная блоксхема е — Получение ответа на строку работы ЭВМ

t — Получение ответа на строку работы терминала

Vermsданное время для моделирование системы.

Tosk — сумма «е»

Tost — сумма «t»

Tobs — Т моделирования

rab_proОющая количество работы проектировшика

k_zag — коэффициент загрузки ЭВМ

ver_pr_pвероятность простоя проектировщика из-за занятости ЭВМ Заключение Машинное моделирование за последние десятилетие превратилось из эксперимента для получения численных решений различных аналитических задач в мощный аппарат исследования и проектирования больших систем. Метод моделирования с успехом переменяется в различных систем. В настоящее время метод моделирования на ЭВМ, учитывая сложности объекта широко распространен как при анализе, так при синтезе. Включение машинных моделей в состав АСУ позволяет решать задачи планирование и управление, прогнозирования, дискретизации и т. д.

Эффективность моделирования определяется разработкой научных основ моделирования и развитием средств вычислительной техники.

Существенное развития моделирование получает при использование накатов прикладных программ имитации и многомашинных вычислительных комплектов, позволяющих исследовать на качественном уровне сложные классы систем.

На основе полученного задания был выполнен прогон построенной модели в течение 6 ч. (21 600 с.). По результатам полученных данных были выявлены вероятность простоя проектировщика из-за занятости ЭВМ и коэффициент загрузки ЭВМ. Можно теперь сделать вывод о том, что в системе есть некоторые факторы, которые неблагоприятно влияют на её работоспособность.

Список использованной литературы Ли И. Т.: «Конспект лекций по курсу ИМЭП», Душанбе — 2008 г.

Рябов В. Ф., Советов Б. Я.: «Машинное моделирование при проектировании больших систем», Ленинград — 1978 г.

Буслено Н. Л.: «Моделирование сложных систем», Москва — 1968 г.

Советов Б. Я., Яковлев С. А.: «Моделирование систем. Курсовое проектирование», Москва — 1988 г.

Приложение Листинг программы

#include

#include

using namespace std;

int main (int argc, char *argv[])

{

int a, e, t, vrems, p, s, tosk=0,tost=0,tns[10], k=0;

float rab_pro=0, tzk=0, tanp=0, sanp=0, tobs=0;

cout<<" VVEDITE SKOLKO VREMENI ZANIMAET NABOR ODNOY STROKI = «;

cin>>s;

cout<<" VVEDITE SKOLKO VREMENI ZANIMAET POLUCHENIE ODNOY STROKI RABOTI EVM = «;

cin>>e;

cout<<" VVEDITE SKOLKO VREMENI ZANIMAET POLUCHENIE ODNOY STROKI RABOTI terminala = «;

cin>>t;

cout<<" VVEDITE SKOLKO VREMENI ZANIMAET POSRUPLENIE NA RESHENIE V EVM = «;

cin>>p;

cout<<" VVEDITE VREMEYA SNODELIRUEMOY RABOTI SISTEMI = «;

cin>>vrems;

do{

for (int i=0;i<10;i++)

{

a=rand ()%10+4;

//cout<<" NABOR STROKI = «<<» SEC" <

tns[i]=a;

sanp+=tns[i];

tosk+=e;

// cout<<" «;

tost+=t;

//cout<

}

float trk;

trk=rand ()%8+6;

// cout<<" POVTOROV: «<<<» —-tRk="<<" tZk=";

tzk+=tosk+trk;

//cout<

k++;

tanp+=30;

rab_pro+=tanp+sanp;

//cout<<" sanp="<<" tanp= «<<» TOBS="<

tobs+=tosk+tost+sanp+trk+8+tanp;

// tosk=0;tost=0; sanp=0;

}while (tobs<=vrems);

cout<<" _____________________________________________________" <

cout<<" RABOTA PROEKTIROVSHIKA = «<

cout<<" _____________________________________________________" <

float k_zag=0, ver_pr_p=0;

k_zag=tzk/(vrems);

ver_pr_p=(tobs-rab_pro)/tobs;

cout<<" KOEFICENT ZAGRUZKI= «<

cout<<" VEROYATNOST PROSTOYA PROEKTIROVSHIKA= «<

cout<<" _____________________________________________________" <

system («PAUSE»);

return EXIT_SUCCESS;

}}