У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики ФГОБУ ВПО СибГУТИ Е

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-30

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 27.4.2025

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

(ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»)

Е.В. Кокорева

Компьютерные технологии в науке и производстве

Методические указания к курсовому проектированию

Новосибирск

2011


УДК 681.3

к.т.н., доц. Е.В. Кокорева,  Компьютерные технологии в науке и производстве: Методические указания / СибГУТИ. – Новосибирск, 2011 г. –  с.

Кафедра беспроводных информационных систем и сетей

Таблиц - , иллюстраций - , литературы - .

Рецензент – Лебеденко Л.Ф.

Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве методических указаний.

© Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики, 2011 г.


Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

I. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 5

II. РАСШИРЕНИЯ MATLAB (TOOLBOXES) 6

III. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ 7

IV. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В SIMULINK 10


ВВЕДЕНИЕ


  1.  СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
  2. Содержание методических указаний

В настоящих методических указаниях приведены три типа заданий на выбор студента магистратуры в зависимости от максимальной оценки:

  1. На оценку "Удовлетворительно" – реферат на заданную тему (Раздел II).
  2. На оценку "Хорошо" – Исследование функции в системе Matlab (Раздел III).
  3. На оценку "Отлично" – Разработка модели системы массового обслуживания в Simulink (Раздел IV).
  4. Выполнение курсового проекта

Курсовой проект вида 2-3 должен быть выполнен в системе Matlab (Simulink) с использованием всех его возможностей.

  1. Пояснительная записка. Содержание и оформление

Пояснительная записка к курсовому проекту должна быть оформлена в соответствии с ГОСТ 2.106-96 ЕСКД и содержать:

  1. Титульный лист.
  2. Аннотация.
  3. Содержание (с нумерацией страниц).
  4. Тип курсового проекта. Номер варианта данного типа задания. Задание.
  5. Подробное описание выполнения курсового проекта в соответствии с заданием, с обязательным разделением на разделы и подразделы, нумерацией страниц, введением,  заключением, ссылками на литературу (ГОСТ 7.1–84 ЕСКД).
  6. Для КП третьего типа – описание модели.
  7. Результаты выполнения в виде значений, графиков и таблиц.
  8. В курсовом проекте третьего типа – инструкция по применению модели.
  9. Выводы по проделанной работе.
  10. Список литературы

Пояснительная записка должна быть оформлена в виде документа MS Office кеглем не менее 13 (особенно это касается М-книги), без грамматических орфографических и лексических ошибок.

Рисунки (графики, графические интерфейсы и пр. ГОСТ 2.301–68 – ГОСТ 2.319—81 ЕСКД), таблицы, формулы и другие объекты должны быть пронумерованы и подписаны в соответствии с ГОСТ 1.5–92 ЕСКД. Рисунки должны быть размера, удобного для человеческого зрения. Подписи на рисунках должны быть различимы.

Допускается (и поощряется) оформление в виде PDF-документа с использованием издательской системы Latex.

Общий объем пояснительной записки 10-20 страниц.


  1.  РАСШИРЕНИЯ MATLAB (TOOLBOXES)

Темы рефератов:

  1.  COMMUNICATIONS TOOLBOX CONTROL
  2.  SYSTEM TOOLBOX
  3.  EXCEL LINK
  4.  FREQUENCY DOMAIN SYSTEM IDENTIFICATION TOOLBOX
  5.  FINANCIAL TOOLBOX
  6.  FUZZY LOGIC TOOLBOX
  7.  HIGHER-ORDER SPECTRAL ANALYSIS TOOLBOX
  8.  IMAGE PROCESSING TOOLBOX 2
  9.  LMI CONTROL TOOLBOX
  10.  MAPPING TOOLBOX
  11.  µ-ANALYSIS AND SYNTHESIS TOOLBOX
  12.  NAG® FOUNDATION TOOLBOX
  13.  NEURAL NETWORK TOOLBOX
  14.  OPTIMIZATION TOOLBOX
  15.  PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATION TOOLBOX
  16.  QFT CONTROL DESIGN TOOLBOX
  17.  ROBUST CONTROL TOOLBOX
  18.  SIGNAL PROCESSING TOOLBOX
  19.   SPLINE TOOLBOX
  20.   STATISTICS TOOLBOX
  21.  SYMBOLIC MATH TOOLBOXES
  22.  SYSTEM IDENTIFICATION TOOLBOX
  23.  WAVELET TOOLBOX
  24.  SIMULINK


  1.  ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ

Описание:

Выполнять с использованием встроенных функций Matlab и Optimization Toolbox.

Задание:

  1. построить график функции;
  2. найти нули функции на заданном интервале (не менее трех). Параметры оптимизации задавать в соответствии с вариантом;
  3. найти экстремумы функции на заданном интервале (не менее трех). Параметры оптимизации задавать в соответствии с вариантом;
  4. найти частные производные функции. Построить графики полученных функций;
  5. найти интеграл функции. Построить графики полученных функций (аргумент – верхний предел интегрирования);
  6. для ввода исходных данных и вывода результатов разработать графический интерфейс пользователя;

  1.  

Варианты заданий:

№

Функция двух переменных

Метод оптимизации

Информация о вычислительном процессе

Точность по функции

Точность по аргументу

Экстремумы

Нули

1

interior-point

active-set

о завершении

10-7

10-3

2

active-set

interior-point

не выводится

10-5

10-2

3

genetic

trust-region-reflective

о каждом шаге

310-7

10-4

4

interior-point

active-set

предупреждение если процесс не сходится

10-6

10-5

5

active-set

interior-point

не выводится

210-3

10-11

6

genetic

active-set

о каждом шаге

10-8

10-1

7

interior-point

trust-region-reflective

о завершении

10-4

10-5

8

active-set

interior-point

о каждом шаге

10-6

410-7

9

trust-region-reflective

active-set

не выводится

10-9

10-10

10

interior-point

trust-region-reflective

предупреждение если процесс не сходится

10-6

10-6

11

active-set

interior-point

о завершении

10-2

10-2

12

genetic

active-set

о каждом шаге

10-3

10-3

13

interior-point

trust-region-reflective

не выводится

510-12

10-3

14

genetic

active-set

предупреждение если процесс не сходится

10-5

10-5

15

active-set

trust-region-reflective

о каждом шаге

10-9

10-9

16

trust-region-reflective

interior-point

о каждом шаге

10-12

10-11

17

interior-point

trust-region-reflective

не выводится

310-5

10-7

18

trust-region-reflective

active-set

предупреждение если процесс не сходится

10-7

10-7

19

genetic

interior-point

о каждом шаге

10-2

10-2

20

interior-point

active-set

о завершении

10-5

10-6


  1.  РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В SIMULINK

В среде Simulink Matlab разработать имитационную модель Системы Массового Обслуживания (СМО), предназначенную для исследования студентами, изучающими дисциплину Основы теории массового обслуживания, поведение СМО на стационарных и нестационарных режимах её функционирования.

Теоретическое введение

СМО состоит из очереди, в которой предусмотрено b мест для требований и r абсолютно идентичных обслуживающих приборов (рис.1.).

Рис 1. Состав и структура системы массового обслуживания.

В СМО поступает неоднородный поток требований Λ, который обслуживается её r обслуживающими приборами. Обслуженные требования образуют поток Ψ. Требования, которым было отказано в обслуживании, образуют поток Ξ.

Требования во входном потоке принадлежат K классам. Требования разных классов отличаются друг от друга следующими параметрами:

  1.  Уровнем приоритета при обслуживании
  2.  Типом приоритета при обслуживании
  3.  Функцией распределения случайной величины интервала времени между последовательными поступлениями требованиями i-класса;
  4.  Функцией распределения случайной величины времени обслуживания прибором СМО;
  5.  Функцией распределения случайной величины времени ожидания обслуживания в очереди СМО.

Обслуживание требований одного уровня приоритета осуществляется в соответствии с выбранной дисциплиной обслуживания DS. Рассматриваются следующие дисциплины обслуживания:

  1.  FCFS (First Come First Served) – Первый пришёл – первый обслужен. При этой дисциплине обслуживание производится в естественном порядке. Вновь поступившее требование размещается на последнее место в очереди, а очередное требование для обслуживания выбирается с первого места очереди.
  2.  LCFS (Last Come First Served) – Последний пришёл – первый обслужен. При этой дисциплине обслуживание производится в обратном порядке. Вновь поступившее требование размещается на первое место в очереди, а очередное требование для обслуживания выбирается также с первого места очереди.
  3.  LCFS with break (Last Come First Served with break) – Последний пришёл – первый обслужен с прерыванием При этой дисциплине обслуживание производится в обратном порядке. Вновь поступившее требование прерывает обслуживание требования, и оно начинает обслуживаться. Требование, обслуживание которого прервано, размещается на первое место в очереди. Очередное требование для обслуживания выбирается также с первого места очереди.
  4.  Random – Случайный выбор на обслуживание. Вновь поступившее требование размещается на последнее место в очереди, а очередное требование для обслуживания выбирается с равновероятно с любого занятого места очереди.
  5.  SF (Short time Forward) – Приоритетное обслуживание коротких по времени заявок. При этой дисциплине учитывается время, которое необходимо для обслуживания требования. Вновь поступившее требование размещается в очереди, после последнего требования очереди, у которого время обслуживания не превышает время обслуживания вновь поступившего требования. Очередное требование для обслуживания выбирается с первого места очереди.
  6.  LF (Long time Forward) – Приоритетное обслуживание длинных по времени заявок. При этой дисциплине учитывается время, которое необходимо для обслуживания требования. Вновь поступившее требование размещается в очереди, перед первым требованием очереди, у которого время обслуживания не больше времени обслуживания вновь поступившего требования. Очередное требование для обслуживания выбирается с первого места очереди.
  7.  SF with break (Short time Forward with break) – Приоритетное обслуживание коротких заявок по времени с прерыванием c прерыванием длинных. При этой дисциплине учитывается время, которое необходимо для обслуживания требования. Если время обслуживания вновь поступившего требования меньше, чем у обслуживаемого требования, то его обслуживание прерывается и начинается обслуживание вновь поступившего требования, а прерванное требование размещается на первом месте очереди. В противном случае вновь поступившее требование размещается в очереди, после последнего требования очереди, у которого время обслуживания не превышает время обслуживания вновь поступившего требования. Очередное требование для обслуживания выбирается с первого места очереди.
  8.  LF with break (Long time Forward with break) – Приоритетное обслуживание длинных по времени заявок с прерыванием коротких. При этой дисциплине учитывается время, которое необходимо для обслуживания требования. Если время обслуживания вновь поступившего требования больше, чем у обслуживаемого требования, то его обслуживание прерывается и начинается обслуживание вновь поступившего требования, а прерванное требование размещается в очереди перед первым требованием очереди, у которого время обслуживания не больше оставшегося времени обслуживания прерванного требования. В противном случае вновь поступившее требование размещается в очереди, перед первым требованием очереди, у которого время обслуживания не больше времени обслуживания вновь поступившего требования. Очередное требование для обслуживания выбирается с первого места очереди.

Отказ в обслуживании требования может иметь место в следующих случаях:

  1.  Время ожидания обслуживания в очереди превышает максимально допустимое время, приписываемое требованию;
  2.  В СМО поступает требование, и в очереди все места заняты более приоритетными требованиями;
  3.  В СМО поступает приоритетное требование, в очереди все места заняты, и в ней имеются менее приоритетные требования;
  4.  В СМО поступает приоритетное требование, в число мест в очереди равно нулю, все приборы заняты, и в ней имеются менее приоритетные требования;

В имитационной модели СМО необходимо отобразить развитие во времени следующих управляющих и производных случайных процессов:

  1.  Управляющий случайный процесс – общее число требований i-класса потока , поступивших в СМО к моменту времени t, ;
  2.  Производный случайный процесс – общее число требований всех классов потока , поступивших в СМО к моменту времени t;
  3.  Производный случайный процесс – общее число требований i-класса потока , которые полностью получили обслуживание к моменту времени t, ;
  4.  Производный случайный процесс – общее число требований всех классов, которые полностью получили обслуживание к моменту времени t;
  5.  Производный случайный процесс – общее число требований i-класса, которым было отказано в обслуживании к моменту времени t, ;
  6.  Производный случайный процесс – общее число заявок всех классов, которым было отказано в обслуживании к моменту времени t;
  7.  Производный случайный процесс – число требований i-класса, которые ожидают обслуживания в очереди в момент времени t, ;
  8.  Производный случайный процесс – число требований всех классов, которые ожидают обслуживания в очереди в момент времени t;
  9.  Производный случайный процесс – число требований i-класса, которые находятся на обслуживании в момент времени t, ;
  10.  Производный случайный процесс – число требований всех классов, которые находятся на обслуживании в момент времени t;
  11.  Производный случайный процесс – число требований i-класса, которые находятся в СМО в момент времени t, ;
  12.  Производный случайный процесс – число требований всех классов, которые находятся в СМО в момент времени t;
  13.  Производный случайный процесс – число свободных обслуживающих приборов в момент времени t;
  14.  Управляющая случайная последовательность - длительность интервала времени между поступлениями требований i-класса с номерами и , ;
  15.  Управляющая случайная последовательность - длительность интервала времени, необходимый для обслуживания требования i-класса номером , ;
  16.  Управляющая случайная последовательность - максимальная длительность интервала времени, в течении которого требование i-класса номером ожидает обслуживания в очереди СМО, ;
  17.  Производная случайная последовательность - длительность интервала времени, в течении которого требование i-класса номером , которое полностью получило обслуживание, ожидает обслуживания в очереди СМО, ;
  18.  Производная случайная последовательность - длительность интервала времени, в течении которого требование i-класса номером , которое полностью получило обслуживание, пребывает в СМО, ;
  19.  Производная случайная последовательность - длительность интервала времени, в течение которого требование i-класса номером , получившее отказ в обслуживании, ожидает обслуживания в очереди СМО, ;
  20.  Производная случайная последовательность - длительность интервала времени, в течении которого требование i-класса номером , получившее отказ в обслуживании, пребывает в СМО, ;
  21.  Производная случайная последовательность - длительность интервала времени, в течении которого требование i-класса номером , получившее отказ в обслуживании, обслуживалось приборами СМО, ;
  22.  Производная случайная последовательность - длительность непрерывного интервала времени с номером , в течении которого -й обслуживающий прибор СМО занят обслуживанием требований, ;
  23.  Производная случайная последовательность - длительность непрерывного интервала времени с номером , в течении которого -й обслуживающий прибор СМО не занят обслуживанием требований, ;

Вероятностно временные характеристики СМО, которые оцениваются на интервале моделирования :

  1.  Вероятность обслуживания требования СМО требования i-класса, ;
  2.  Вероятность обслуживания требования СМО требования всех классов, ;
  3.  Пропускная способность СМО для требований i-класса, ;
  4.  Пропускная способность СМО для требований всех классов, ;
  5.  Вероятность отказа требования i-класса в обслуживании ;
  6.  Вероятность отказа требования любого класса в обслуживании ;
  7.  Распределение вероятностей числа свободных обслуживающих приборов , ;
  8.  Распределение вероятностей числа требований i-класса, обслуживаемые приборами СМО, , ;
  9.  Распределение вероятностей числа требований всех классов, обслуживаемые приборами СМО, , ;
  10.  Распределение вероятностей числа требований i-класса в очереди СМО, , ;
  11.  Распределение вероятностей числа требований всех классов в очереди СМО, , ;
  12.  Распределение вероятностей числа требований i-класса в СМО, , ;
  13.  Распределение вероятностей числа требований всех классов в СМО, , ;
  14.  Среднее количество занятых приборов, ;
  15.  Среднее количество требований, стоящих в очереди, ;
  16.  Среднее количество требований, в СМО, ;
  17.  Среднее время занятости каждого прибора ;
  18.  Среднее время простоя обслуживающего прибора ;
  19.  Среднее время ожидания обслуженного требования i-класса в очереди СМО, , ;
  20.  Среднее время ожидания не обслуженного требования i-класса в очереди СМО, , ;
  21.  Среднее время обслуживания не обслуженного требования i-класса, , ;
  22.  Среднее время нахождения обслуженного требования i-класса в СМО, , ;
  23.  Среднее время нахождения не обслуженного требования i-класса в СМО, , ;


Выполнение курсового проекта:

  1.  Изучить подмножество SimEvent блоков пакета Simulink Matlab, на базе которого рекомендуется разрабатывать модель СМО.
  2.  Провести формализацию и параметризацию модели СеМО: определение множества входных и выходных параметров модели.
  3.  Разработать модель и произвести её отладку.
  4.  Оформить результаты разработки курсового проекта.


Варианты заданий:

Типы функций распределений {, , }

Дисциплина обслуживания

FCFS

LCFS

LCFS with break

RANDOM

SF

LF

SF with break

LF with break

{Экспонециальный, Гамма, Вейбула}

1

2

3

4

5

6

7

8

{Равномерный, Экспонециальный, Гамма}

9

10

11

12

13

14

15

16

{Экспонециальный, Вырожденный, Вейбула}

17

18

19

20

21

22

23

24

{Экспонециальный, Эрланга, Вырожденный}

25

26

27

28

29

30

31

32

{Вырожденный, Экспонециальный, Вейбула}

33

34

35

36

37

38

39

40

{Вырожденный, Логнормальный, Экспонециальный}

41

42

43

44

45

46

47

48

{Вырожденный, Степенной, Вейбула}

49

50

51

52

53

54

55

56

{Вырожденный, Экспонециальный, Степенной}

57

58

59

60

61

62

63

64

{Логнормальный, Экспонециальный, Вейбула}

65

66

67

68

69

70

71

72

{Логнормальный, Вырожденный, Усечённый нормальный}

73

74

75

76

77

78

79

80

{Вырожденный, Экспонециальный, Вейбула}

81

82

83

84

85

86

87

88

10




1. Судебные расходы в гражданском процессе
2. Статусы занятостиДля экономически активного населения включая безработных существенным является стату
3. я серия завершившая целую эпоху которая начиная с моделей 20й серии продлилась 29 лет и на протяжении котор
4. Пространство и время в физике
5. значимым реализуется в сообществе сверстников
6. Основание черепа
7. 1First child goes to primry school nd lerns there from the first to the fifth grde
8. Причем и в том и другом случае реализуются как традиционные так и нетрадиционные формы работы
9. Феминизм
10. Курсовая работа- Справедливость налогообложения как экономический фактор

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе