Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1 часть
Формы – текстовые и числовые.
2 способа представления данных: в текстовом и числовом виде
Текстовые данные воспринимаются передающими системами как текст, записанный на каком-либо языке.
Кодирование текстовой информации.
Кодовая таблица - это внутреннее представление символов в компьютере. Во всем мире в качестве стандарта принята таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange - Американский стандартный код для обмена информацией). Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит. Учитывая, что каждый бит принимает значение 0 или 1, количество их возможных сочетаний в байте равно 28 = 256. Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов. Эти комбинации и составляют таблицу ASCII.
Для сокращения записей и удобства пользования кодами символов используют шестнадцатеричную систему счисления, состоящую из 16 символов - 10 цифр и 6 латинских букв: A,B,C,D,E,F. Так, буква S будет представлена в шестнадцатеричной системе по сравнению с двоичной более компактным кодом 53. Стандарт ASCII определяет первые 128 символов от 0 до 127: цифры, буквы латинского алфавита, управляющие символы. Первые 32 символа являются управляющими и предназначены в основном для передачи команд управления. Вторая половина таблицы от 128 до 255 – национальный алфавит.
Существует 2 способа предcтавления чисел: с плавающей и фиксированной точкой.
Число с фиксированной запятой — формат представления вещественного числа в памяти ЭВМ в виде целого числа. При этом само число x и его целочисленное представление x′ связаны формулой x=x'*z, где z — цена (вес) младшего разряда.
Простейший пример арифметики с фиксированной запятой — перевод рублей в копейки. В таком случае, чтобы запомнить сумму 12 рублей 34 копейки, мы записываем в ячейку памяти число 1234.
В случае, если z < 1, для удобства расчётов делают, чтобы целые числа кодировались без погрешности. Другими словами, выбирают целое число u(машинную единицу) и принимают z=1/u. В случае, если z > 1, его делают целым.
Плавающая запятая — форма представления действительных чисел, в которой число хранится в форме мантиссы и показателя степени. При этом число с плавающей запятой имеет фиксированную относительную точность и изменяющуюся абсолютную. Реализация математических операций с числами с плавающей запятой в вычислительных системах может быть как аппаратная, так и программная.
БИТ [bit от англ . binary digit] - Простое двоичное число (цифра или символ), принимающее значения 1 или 0 и служащее для записи и хранения данных в ЭВМ. Бит является минимальной двоичной единицей измерения энтропии и количества информации в ЭВМ, соответствующей одному двоичному разряду. Энтропия сообщения, выраженная в битах, определяется средним числом символов, необходимых для записи этого сообщения. Определенное количество бит составляет размер других единиц – двоичных слов, в т.ч. – байта [ byte ], килобайта [ kilobyte ], мегабайта [ megabyte ] и т.д.
Байт [byte ] – Двоичное слово, способное записывать и хранить в памяти ЭВМ один буквенно-цифровой или другой символ данных. Каждый символ записывается в виде набора двоичных цифр (битов) при помощи определенного кода, например, ASCII . Количество бит в байте определяет его разрядность, которая может составлять 8, 16, 32 и т.д. Соответственно байт называют 8-разрядным, 16-разрядным и т.д. Один 8-разрядный байт может определять 256 разных значений, например, десятичных чисел от 0 до 256. Увеличение разрядности ведет к соответствующему увеличению числа возможных вариантов комбинаций, кодируемых одним байтом. Например, 16-разрядным - до 65536 или 2 16 , 32-разрядным – до 232 и т.д.
Мегаба́йт (Мбайт, М, МБ) м., скл. — единица измерения количества информации, равная, в зависимости от контекста, 1 000 000 (106) или 1 048 576 (220) стандартным (8-битным) байтам. Сокращенное название МБ отличается от Мегабита (Мб) строчной буквой (но на самом деле иногда происходит некоторая путаница в сокращениях). Применяется для указания объёма памяти в различных электронных устройствах.
Гигабайт (Гбайт, Г, ГБ) — кратная единица измерения количества информации, равная 109 стандартным (8-битным) байтам или 1 000 000 000 байтам. Применяется для указания объёма памяти в различных электронных устройствах. От сложившегося положения нередко страдают потребители продукции крупных корпораций, производящих жёсткие диски и карты флэш-памяти. Приобретая изделие, в маркировке которого указана его реальная емкость, например, 1 гигабайт или 1 000 000 000 байт они полагают, что приобретают изделие емкостью 1 гибибайт или 1 073 741 824 байт, что нередко приводит к непониманию и недовольству.
Машинное слово — машиннозависимая и платформозависимая величина, измеряемая в битах или байтах (тритах или трайтах), равная разрядности регистров процессора и/или разрядности шины данных (обычно некоторая степень двойки). На ранних компьютерах размер слова совпадал также с минимальным размером адресуемой информации (разрядностью данных, расположенных по одному адресу); на современных компьютерах минимальным адресуемым блоком информации обычно является байт, а слово состоит из нескольких байтов. Машинное слово определяет следующие характеристики аппаратной платформы:
Кластер (англ. cluster) — в некоторых типах файловых систем логическая единица хранения данных в таблице размещения файлов, объединяющая группу секторов. Например, на дисках с размером секторов в 512 байт, 512-байтный кластер содержит один сектор, тогда как 4-килобайтный кластер содержит восемь секторов. Как правило, это наименьшее место на диске, которое может быть выделено для хранения файла. Понятие кластер используется в файловых системах FAT и NTFS. Другие файловые системы оперируют схожими понятиями (зоны в Minix, блоки в Unix).
Се́ктор диска — минимальная адресуемая единица хранения информации на дисковых запоминающих устройствах (НЖМД, дискетта, CD). Является частью дорожки диска. У большинства устройств размер сектора составляет 512 байт (например, у жестких и гибких дисков), либо 2048 байт (например, у оптических дисков).
Для более эффективного использования места на диске файловая система может объединять секторы в кластеры, размером от 512 байт (один сектор) до 64 кбайт (128 секторов). Переход к кластерам произошел потому, что размер таблицы FAT был ограничен, а размер диска увеличивался. В случае FAT16 для диска объемом 512 Мб кластер будет составлять 8 Кб, до 1 Гб - 16 Кб, до 2 Гб - 32 Кб и так далее.
Информационное общество — теоретическая концепция постиндустриального общества; историческая фаза возможного развития цивилизации, в которой главными продуктами производства становятся информация и знания. Отличительные черты:
Информация (от лат. informatio — разъяснение, изложение, осведомленность) — понятие, связанное с объективным свойством материальных объектов и явлений (процессов) порождать многообразие состояний, которые посредством взаимодействий (фундаментальные взаимодействия) передаются другим объектам и запечатлеваются в их структуре. Следует упомянуть здесь также классическое определение К.Шеннона, в соответствии с которым информация – это то, что сокращает степень неопределённости (у Шеннона – энтропии) у её адресата о каком-либо объекте (в т.ч. явлении, передаваемом сигнале и т.п.). Другими словами, по Шеннону информация это то, что увеличивает степень знания её адресатом интересующих его объектов окружающего мира. В указанном контексте количество информации можно даже рассчитать, например, по увеличению вероятности успешного решения поставленной задачи.
Информация - это: данные, определенным образом организованные, имеющие смысл, значение и ценность для своего потребителя и необходимая для принятия им решений, а также для реализации других функций и действий;
Данные это - факты, цифры, и другие сведения о реальных и абстрактных лицах, предметах, объектах, явлениях и событиях, соответствующих определенной предметной области3, представленные в цифровом, символьном, графическом, звуковом и любом другом формате;
Данные будут представлять из себя перечень цифр. А если каждой такой цифре дать характеристику или принадлежность к чему-либо или кому-либо, то это уже будет информация. Информация представляет из себя интерес заинтересованным людям в определенном вопросе.
Система счисления - принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений. Все системы счисления можно разделить на два класса: позиционные и непозиционные. Для записи чисел в различных системах счисления используется некоторое количество отличных друг от друга знаков. Число таких знаков в позиционной системе счисления называется основанием системы счисления.
2 Двоичная 0,1
8 Восьмиричная 0,1,2,3,4,5,6,7
10 Десятичная 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
16 Шестнадцатиричная 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A.B,D,E,F
В позиционной системе счисления число может быть представлено в виде суммы произведений коэффициентов на степени основания системы счисления:
AnAn-1An-2 … A1,A0,A-1,A-2 =АnВn + An-1Bn-1 + ... + A1B1 + А0В0 + A-1B-1 + А-2В-2 + ...
23,43(10) = 2*101 + З*10° + 4*10-1 + З*10-2
Особая значимость двоичной системы счисления в информатике определяется тем, что внутреннее представление любой информации в компьютере является двоичным, т.е. описываемым наборами только из двух знаков (0 и 1).
Конкретизируем описанный выше способ в случае перевода чисел из десятичной системы в двоичную. Целая и дробная части переводятся порознь. Для перевода целой части (или просто целого) числа необходимо разделить ее на основание системы счисления и продолжать делить частные от деления до тех пор, пока частное не станет равным 0. Значения получившихся остатков, взятые в обратной последовательности, образуют искомое двоичное число. Например:
Остаток
25 : 2 = 12 (1),
12 : 2 = 6 (0),
6 : 2 = 3 (0),
3 : 2 = 1 (1),
1 : 2 = 0 (1).
Таким образом 25(10)=11001(2).
Для перевода дробной части (или числа, у которого «0» целых) надо умножить ее на 2. Целая часть произведения будет первой цифрой числа в двоичной системе. Затем, отбрасывая у результата целую часть, вновь умножаем на 2 и т.д. Заметим, что конечная десятичная дробь при этом вполне может стать бесконечной {периодической) двоичной. Например:
0,73 * 2 = 1,46 (целая часть 1),
0,46 * 2 = 0,92 (целая часть 0 ),
0,92 * 2 = 1,84 (целая часть 1),
0,84 * 2 = 1,68 (целая часть 1) и т.д.
В итоге 0,73(10) =0,1011...(2).
В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. При этом система может накладывать ограничения на положение цифр, например, чтобы они были расположены в порядке убывания.
Алгори́тм — точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное время.
Такими свойствами являются:
• Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего.
• Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.
• Результативность (конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.
• Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.
Способы описания алгоритмов
Число реализованных конструкций конечно в любом языке программирования. Структурной элементарной единицей алгоритма является простая команда, обозначающая один элементарный шаг переработки или отображения информации. Простая команда на языке схем изображается в виде функционального блока «процесс», который имеет один вход и один выход. Из простых команд и проверки условий образуются составные команды, имеющие более сложную структуру и тоже один вход и один выход.
Алгоритм любой сложности может быть представлен комбинацией трех базовых структур:
Характерной особенностью этих структур является наличие у них одного входа и одного выхода.
6 Память. Виды и назначения.
Память — среда или функциональная часть компьютера, предназначенная для приема, хранения и избирательной выдачи данных.
Внутренняя и внешняя память
ОЗУ, ПЗУ, Видео, кэш, внешние носители и т.д.
По способам изменения содержимого внутренняя память имеет несколько типов.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) (RAM, Random access memory) – это устройство скоростной памяти, используемое для хранения информации в течение работы с компьютером. Информация остаётся сохраненной только до тех пор, пока компьютер включён и работает. Обязательным условием является адресуемость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти. Память состоит из ячеек, каждая из которых предназначена для хранения определенного объема данных, как правило, одного или четырех бит.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), его содержимое можно только читать. Это такая информация как программы в микроконтроллерах, начальные загрузчики (BIOS) в компьютерах, таблицы коэффициентов цифровых фильтров в сигнальных процессорах, DDC и DUC , таблицы синусов и косинусов в NCO и DDS .
Типы ПЗУ
Две характеристики являются общими для всех типов:
Применение
В постоянную память часто записывают микропрограмму управления техническим устройством: телевизором, сотовым телефоном, различными контроллерами, или компьютером (BIOS).
7 Системное программное обеспечение
Систе́мное програ́ммное обеспече́ние — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс» с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.
Базовое программное обеспечение: которое, как правило, поставляется вместе с компьютером (операционная система, операционная оболочка, сетевая операционная система)
Сервисное программное обеспечение которое может быть приобретено дополнительно (программы диагностики работоспособности компьютера; антивирусные программы; программы обслуживания дисков; программы архивирования данных; программы обслуживания сети)
Эти программы часто называются утилитами.
Утилиты — программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.).
Программы обслуживания магнитных дисков. Магнитные диски ПК в настоящее время являются основными носителями информации, предназначенными для длительного и надежного ее хранения
Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее использование, типы дисков и т.д.), а также проверить работоспособность устройств компьютера (прежде всего жестких дисков).
8 Состав и функциональная схема персонального компьютера
Современный персональный компьютер может быть реализован в настольном (desktop), портативном (notebook) или карманном (handheld) варианте.
Все основные компоненты настольного компьютера находятся внутри системного блока: системная плата с процессором и оперативной памятью, накопители на жестких и гибких дисках, CD-ROM привод и др. Кроме этого, в системном блоке находится блок питания.
Устройства ввода информации. Ввод числовой и текстовой информации осуществляется с помощью клавиатуры. Для ввода графической информации или работы с графическим интерфейсом программ чаще всего применяют манипуляторы типа мышь (для настольных персональных компьютеров) и трекбол или тачпад (для портативных компьютеров). Сканер. В настоящее время все большее распространение получают цифровые камеры (фотоаппараты и видеокамеры), которые формируют изображения уже в компьютерном формате. Для ввода звуковой информации предназначен микрофон, подключенный ко входу специальной звуковой платы, установленной в компьютере. Управлять компьютерными играми удобнее посредством специальных устройств — игровых манипуляторов (джойстиков).
Устройства вывода информации. Наиболее универсальным устройством вывода является монитор, на экране которого высвечивается числовая, текстовая, графическая и видеоинформация. Принтер, а для вывода на бумагу сложных чертежей, рисунков и схем большого формата — плоттер (графопостроитель). Вывод звуковой информации осуществляется с помощью акустических колонок или наушников, подключенных к выходу звуковой платы.
Оперативная и долговременная память. В компьютере информация хранится в оперативной (внутренней) памяти. Однако при выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается.
Долговременное хранение информации обеспечивается внешней памятью. В качестве устройств внешней памяти обычно выступают накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и оптические накопители (CD-ROM и DVD-ROM).
Магистраль. Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по магистрали.
Функциональная схема:
Системная шина - шина, предназначенная для передачи данных между периферийными устройствами и центральным процессором, или между периферийными устройствами и оперативной памятью.
Шина состоит из трех частей:
Рассмотрим в качестве примера, как процессор читает содержимое ячейки памяти. Убедившись, что шина в данный момент свободна, процессор помещает на шину адреса требуемый адрес и устанавливает необходимую служебную информацию (операция – чтение, устройство – ОЗУ и т.п.) на шину управления. Теперь ему остается только ожидать ответа от ОЗУ. Последнее, “увидев” на шине обращенный к нему запрос на чтение информации, извлекает содержимое необходимой ячейки и помещает его на шину данных.
9 Программное обеспечение ПК. Понятие, классификация, назначение, примеры.
Программа – это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки информации. Все программы хранятся во внешней и постоянной памяти компьютера. Но, для того, чтобы компьютер мог выполнить ту или иную обработку информации по соответствующей программе, она должна быть помещена в оперативную память компьютера. Все используемые в компьютере программы называются программным обеспечением.
Все программное обеспечение делиться на три класса:
1. Системное ПО 2. Прикладное ПО 3. Инструментарий программирования
Системное ПО – является основным ПО, неотъемлемой частью компьютера. Системное ПО руководит слаженной работой всех элементов компьютерной системы, как на аппаратном уровне, так и на программном.
Прикладное ПО – предназначено для выполнения конкретных задач пользователя. Это те программы, которые превращают компьютер в пишущую машинку для набора текстов, в калькулятор для выполнения вычислений, в рабочее место художника, дизайнера, в средство общения с другими людьми на расстоянии или инженера-конструктора, и многое-многое другое.
Инструментарий программирования – это средства, предназначенные для создания ПО, т.е. того же системного и прикладного ПО. Его составляют разнообразные языки и среды программирования.
Трансляторы - Переводчики программ языков программирования и машинные коды
Отладчики - Средства поиска и исправления ошибок
Интегрированные среды разработки приложений - Объектно-ориентированные языки программирования (
Visual Basic, Delphi )
Языки программирования - Средства создания программ для компьютера (Basic, Pascal)
10 Команды операционной системы. Понятие, структура записи, примеры.
Операционная система (ОС) - программа или совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором.
Командная строка ОС Windows направлена на обеспечение ввода команд управления MS-DOS и другими компонентами ОС. Начало командной строки в рабочем окне начинается со знака «>». В том случае, если знак стоит – значит с утилитой можно работать. Также в строке состояния могут быть указаны: текущий каталог или расположение места, где необходимо выполнить данную команду. Иными словами, отображаемый текст «C:\>» означает, что необходимая команда отработает на всем содержимом диска С ПК.
По своим возможностям консольные программы делятся на:
-команды управления ОС – это такие команды, как shutdown или taskkill.
shutdown (/s - полное штатное отключение системы; /r - перезагрузка; /р - выключение питания; /f - завершение работы активных приложений; /д - переход в режим пониженного энергопотребления; /I - завершение сеанса без отключения компьютера).
taskkill (/pid – позволяет завершать процесс по его уникальному идентификатору, /im – для завершения приложения с указанным именем). Сл. пример позволяет завершить процессы с идентификаторами 1000 и 1240: taskkill /pid 1000 /pid 1240.
-сетевые команды – net и ipconfig. Н-р: утилита ipconfig позволяет узнать сетевой адрес компьютера ( /all - полная инф-ия о конфигурации сети на локальном компьютере; /renew - позволяет изменить сетевые настройки без перезагрузки всей системы в целом).
-команды для мониторинга системы – tasklist и systeminfo – предназначены для выявления неполадок в аппаратной части и проблем с ПО. Н-р, для выяснения конфигурации компьютера TESTSERVER: systeminfo /s TESTSERVER. А утилита tasklist покажет процессы, запущенные на вашем компьютере.
-команды для поддержки файловой системы. Dir – выводит список файлов и поддиректорий в выбранном каталоге; Mkdir – создает каталоги; Copy – копирует файлы; (Del – удаляет один или более файлов; Find – ищет заданную подстроку в файлах; Move – перемещает файлы; Rmdir – переименовывает и удаляет каталоги; Tree – выводит иерархическое дерево всех файлов и поддиректорий в выбранном каталоге).
-команды для обслуживания жестких дисков – defrag и diskpart. Утилита defrag умеет дефрагментировать диски с файловой системой FAT, FAT32 и NTFS. Синтаксис вызова этой команды следующий: defrag диск [ -a ] [ -f ] [ -v ],
-а – анализ информации на диске, -f – оптимизация инф-ии, -v – вывод отчета о ходе оптимизации.
Команда diskpart в основном ориентирована на работу со специальными файлами-сценариями, в которых описаны процедуры обслуживания жестких дисков. Вызов этой команды для файла-сценария Scriptl.txt: diskpart /s Scriptl.txt.
-команды для поддержки службы каталогов.
Например: dsquery – предназначена для расширенного поиска компонентов службы каталогов. (+вывод инф-ии о св-вах выбранных компонентов (ключ -attr). Параметры -scope, -subtree, -onelevel, -base определяют уровень вложенности поиска, а ключ -filter позволяет задействовать фильтр поиска.
Команда dsmove перемещает объект в пределах текущего домена. При помощи ключей -newname и -newparent можно задавать новое имя объекта и менять его местоположение.
-вспомогательные команды, в этот раздел входят различные утилиты для создания сценариев, настройки принтеров, работы с переменными окружения и т. д.
11 Процесс загрузки операционной системы
1.Загрузка BIOS
BIOS – это набор микропрограмм, записанных в ПЗУ компьютера и служащих для инициализации устройств на материнской плате, их проверки и настройки, загрузки операционной системы (проверяется ‘железо’, настройки CMOS - в соответствии с мини стартует загрузчик с указанного носителя.Если с ЖД – запускается Master Boot Record (MBR) и ему передаётся управление).
2.Процесс загрузки Windows XP
Загрузкой Windows управляет NTLDR, который состоит из двух частей – первый StartUp переводит процессор в защищённый режим и стартует загрузчик ОС. Загрузчик считывает содержимое boot.ini и, в соответствии с его содержимым (количество ОС, диски на котором установленны и т.п.), продолжает загрузку. В зависимости от того, перезагрузка/включение это было или гибернация, загружаются разные файлы - NTLDR загружает DOS’овский файл NTDETECT.COM и hiberfil.sys, соответственно. NTDETECT.COM строит список аппаратного обеспечения и загружает Windows.
Перед загрузкой ядра, NTLDR выводит на экран опции запуска (Если F8 или аварийное завершение). После выбора параметров запуска, стартует ядро системы – ntoskrnl.exe. Далее загружается тип абстрактного уровня аппаратного обеспечения – HALL.DLL. Это нужно, чтобы ядро могло абстрагироваться от железа, оба файла находятся в директории System32. Далее загружается библиотека расширения ядра отладчика аппаратного обеспечения kdcom.dll и bootvid.dll, который загружает логотип Windows и индикатор статуса загрузки).
Загрузка системного реестра config\system.
Процесс загрузки можно считать завершённым, если перед пользователем появилось окно входа в систему (инициализируется WINLOGON.EXE)
Процесс загрузки Windows Vista и Windows 7 начинает отличатся от процесса загрузки предыдущих версий ОС уже после чтения MBR. Установщик Windows создаёт небольшой загрузочный раздел, в котором и находяться всё, что нужно для запуска ОС. MBR передаёт загрузку PBR (Partition Boot Record), а затем стартует BOOTMGR. BOOTMGR пришёл на смену NTLDR и руководит загрузкой операционной системы. BOOTMGR читает параметры загрузки из Boot Configuration Database (замена boot.ini) и загружает Winload.exe (загрузчик ОС). Winload.exe загружает ядро операционной системы, далее процесс загрузки похож на старт Windows XP.
12 Основные конструкции языка программирования
Язык программирования – система обозначений для абстрактного (не зависящего от
архитектуры конкретного компьютера) описания вычислений.
последующего выполнения на компьютере.
Основные элементы языков программирования
Способы задания синтаксиса
Семантика
и, как правило, не применятся.
Управляющие операторы используются для изменения порядка выполнения:
if A>5 then case K of
Z:=1 0..3 : P:=1;
else 7, 9 : P:=233;
Z:=A+B; else P:=0;
for (i=0; i<N; i++) while i<N do begin
A[i]=0; F := i*F;
i:=i+1;
end;
13 Компьютерная вирусология и антивирусная профилактика. Понятие и классификация.
Компьютерный вирус - специально написанная программа, способная самопроизвольно присоединяться к другим программам, создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области компьютера и в вычислительные сети с целью нарушения работы программ, порчи файлов и каталогов, создания всевозможных помех в работе компьютера.
В настоящее время известны тысячи компьютерных вирусов, их можно классифицировать по следующим признакам: среде обитания; способу заражения среды обитания; воздействию; особенностям алгоритма.
В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на сетевые, файловые, загрузочные и файлово-загрузочные. Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям. Файловые вирусы внедряются главным образом в исполняемые модули, т. е. в файлы, имеющие расширения СОМ и ЕХЕ. Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot-сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного диска (Master Boot Record). Файлово-загрузочные вирусы заражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков.
По способу заражения вирусы делятся на резидентные и нерезидентные. Резидентный вирус при заражении (инфицировании) компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая потом перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения (файлам, загрузочным секторам дисков и т. п.) и внедряется в них. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.
По степени воздействия вирусы можно разделить на следующие виды:
По особенностям алгоритма вирусы трудно классифицировать из-за большого разнообразия.
Различают следующие виды антивирусных программ: программы-детекторы; программы-доктора, или фаги; программы-ревизоры; программы-фильтры; программы-вакцины, или иммунизаторы.
Программы-детекторы осуществляют поиск характерной для конкретного вируса сигнатуры в оперативной памяти ив файлах и при обнаружении выдают соответствующее сообщение.
Программы-доктора, или фаги, а также программы-вакцины не только находят зараженные вирусами файлы, но и «лечат» их, т.е. удаляют из файла тело программы-вируса, возвращая файлы в исходное состояние. (Aidstest, Scan, Norton AntiVirus, Doctor Web.)
Программы-ревизоры запоминают исходное состояние программ, каталогов и системных областей диска тогда, когда компьютер не заражен вирусом, а затем периодически или по желанию пользователя сравнивают текущее состояние с исходным. Обнаруженные изменения выводятся на экран монитора. (ADinf.)
Программы-фильтры, или «сторожа» представляют собой небольшие резидентные программы, предназначенные для обнаружения подозрительных действий при работе компьютера, характерных для вирусов. Такими действиями могут являться: попытки коррекции файлов с расширениями СОМ, ЕХЕ; изменение атрибутов файла; прямая запись на диск по абсолютному адресу; запись в загрузочные сектора диска; загрузка резидентной программы. При попытке какой-либо программы произвести указанные действия «сторож» посылает пользователю сообщение и предлагает запретить или разрешить соответствующее действие(Vsafe)
14 Языки программирования
Язы́к программи́рования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под ее управлением.
Языки программирования бывают процедурные и объектно-ориентированные.
Процедурные языки программирования
Теоретической моделью процедурного программирования служит алгоритмическая система под названием Машина Тьюринга.
Программа на процедурном языке программирования состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих процедуру решения задачи. Основным является оператор присваивания, служащий для изменения содержимого областей памяти. Концепция памяти как хранилища значений, содержимое которого может обновляться операторами программы, является фундаментальной в императивном программировании. Выполнение программы сводится к последовательному выполнению операторов с целью преобразования исходного состояния памяти, то есть значений исходных данных, в заключительное, то есть в результаты. Таким образом, с точки зрения программиста имеются программа и память, причем первая последовательно обновляет содержимое последней. Процедурный язык программирования предоставляет возможность программисту определять каждый шаг в процессе решения задачи. Особенность таких языков программирования состоит в том, что задачи разбиваются на шаги и решаются шаг за шагом. Используя процедурный язык, программист определяет языковые конструкции для выполнения последовательности алгоритмических шагов.
Среди процедурных языков выделяют в свою очередь структурные и операционные языки. В структурных языках одним оператором записываются целые алгоритмические структуры: ветвления, циклы и т.д. В операционных языках для этого используются несколько операций. Широко распространены следующие структурные языки: Pascal, Си. Среди операционных известны Basic.
Современный объектно-ориентированный язык предлагает, как правило, следующий обязательный набор синтаксических средств:
Часть языков (иногда называемых «чисто объектными») целиком построена вокруг объектных средств — в них любые данные (возможно, за небольшим числом исключений в виде встроенных скалярных типов данных) являются объектами, любой код — методом какого-либо класса, и невозможно написать программу, в которой не использовались бы объекты. Примеры подобных языков — C#, Smalltalk, Java, Ruby. Другие языки (иногда используется термин «гибридные») включают ООП-подсистему в исходно процедурный язык. В них существует возможность программировать, не обращаясь к объектным средствам. Классические примеры — C++ и Delphi.
15 Технология выполнения программы в ПК
Вычислительный процесс должен быть предварительно представлен для ПК в
виде программы – последовательности инструкций (команд), записанных в
порядке выполнения. В процессе выполнения программы ПК выбирает очередную
команду, расшифровывает ее, определяет, какие действия и над какими
операндами следует выполнить. Эту функцию осуществляет УУ (устройство управления). Оно же помещает выбранные из ЗУ(запимин.устр-во) операнды в АЛУ(арифметико-логическое устр-во), где они и обрабатываются. Само АЛУ работает под управлением УУ.
1.С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.
2.Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение. Команда может задавать:
*выполнение логических или арифметических операций;
*чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций;
*запись результатов в память;
*ввод данных из внешнего устройства в память;
*вывод данных из памяти на внешнее устройство.
3.Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти.
4.Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера.
При запуске прикладной программы на экране ПК появляются окна, с помощью которых пользователь управляет программой. Однако с точки зрения операционной системы пользователь запускает так называемые процессы (processes). Каждому процессу ОС выделяет часть памяти компьютера, дает доступ к центральному процессору, исполняет различные запросы процесса, например на доступ к файлу. Таким образом, основным предназначением ОС является обслуживание процессов. И все-таки ОС - не пассивный исполнитель, система активно вмешивается в то, что происходит на компьютере, управляя очередностью исполнения процессов (вытесняющая многозадачность) и регулируя доступ к различным устройствам компьютера (защита от несанкционированного доступа).
Процессор всегда выполняет только одну программу, поэтому наблюдаемая нами одновременность кажущаяся.
16 Концепция WWW. web-страница, адресация. Web-форумы. Web-чаты. Система чатов IRC
WWW - это распределенная информационная система мультимедиа, основанная на гипертексте. Информация сохраняется на WWW-серверах (servers), т.е. компьютеров, на которые установленное специальное программное обеспечение и которое объединенные в сеть Internet. Пользователи получают эту информацию с помощью программ-клиентов, программ просмотра WWW-документов. Взаимодействие клиент-сервер происходит по определенным правилам (протоколам-HyperText Transfer Protocol, сокращенно - HTTP).
Гипертекст: документы, любой из которых может содержать как внутренние перекрестные ссылки, так и ссылку на другие документы, которые сохраняются на том же самом или на любом другом сервере.
Web -страница может содержать стилизованный и форматований текст, графику и гиперсвязи с разными ресурсами Internet. Для реализации был разработанный специальный язык- HTML- Язык Разметки Гипертекста. Представляет собой текстовый файл, который содержит собственно текст, несущий информацию читателю, и флаги разметки (определенные последовательности символов, которые являются инструкциями для программы просмотра; в соответствии с этими инструкциями программа располагает текст на экране, включает в него рисунки, которые сохраняются в отдельных графических файлах, и формирует гиперсвязи с другими документами или ресурсами Internet).
Адресация объектов обеспечивается с помощью унифицированных указателей ресурса (Uniform Resource Locator, URL). Это адрес любого ресурса (документа, файла) в Internet. Общий вид URL: протокол://хост-компьютер/имя файла. URL: http://www.111.ru/1/11/11.htm. Первая часть http:// (HyperText Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста, по которому обеспечивается доставка документа с Web-сервера Web-браузеру). Вторая часть www.111.ru указывает на доменное имя и адресует конкретный компьютер. Третья часть 1/11/11.htm показывает программе-клиенту, где на данном компьютере-сервере искать ресурс.
Веб-фо́рум — класс веб-приложений для организации общения посетителей веб-сайта. Предлагается набор разделов для обсуждения. Работа заключается в создании пользователями тем в разделах и последующим обсуждением внутри этих тем. Иерархия: Разделы → темы → сообщения. Обычно сообщения несут информацию «автор — тема — содержание — дата/время». Сообщение и все ответы на него образует «ветку» или «тему». За соблюдением правил следят модераторы и администраторы.
Чат - средство обмена сообщениями по компьютерной сети в режиме реального времени, а также программное обеспечение, позволяющее организовывать такое общение. Web-чат - это мультимедийный канал общения, позволяющий общаться как по средствам текстовых сообщений, так и по средствам голосового общения.
IRC (система диалогового общения по Интернету) в Интернете можно проводить беседы в режиме реального времени. Для подключения к необходимым каналам (дискуссионным группам или комнатам) необходима отдельная программа — клиент IRC. С помощью IRC можно одновременно общаться на нескольких каналах, а также вести личные беседы между двумя людьми. В IRC применяются те же правила безопасного использования, что и для чатов.
17 Компьютерные сети. Классификация, назначение, топология и т.д
Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.
По назначению компьютерные сети распределяются вычислительные, информационные, смешанные. Вычислительные сети предназначены главным образом для решения заданий пользователей с обменом данными между их абонентами. Информационные сети ориентированы в основном на предоставление информационных услуг пользователям.
По территориальной распространенности
CAN (сеть контроллеров) — стандарт промышленной сети, ориентированный прежде всего на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков.
LAN - локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей.
MAN – городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.
WAN - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства.
PAN - персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.
По типу сетевой топологии Шина, Кольцо, Двойное кольцо, Звезда, Ячеистая топология, Решётка, Дерево, Fat Tree
По типу среды передачи
- проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель)
- беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне)
По скорости передач низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
По сетевым ОС На основе Windows, На основе UNIX, На основе NetWare, Смешанные
Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу. Топология сети позволяет сравнивать и классифицировать различные сети. Различают три основных вида топологии: 1) Звезда; 2) Кольцо; 3) Шина.
3) При построении сети по шинной схеме каждый компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах которого устанавливаются терминаторы. Сигнал проходит по сети через все компьютеры, отражаясь от конечных терминаторов (заглушки). Каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает, если нет - сигнал уходит по линии дальше.
2) Эта топология представляет собой последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети.
1) Топология «Звезда» - схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором (hub). Локальные сети при разработке, как правило, имеют симметричную топологию, глобальные—неправильную.
Смешанные: «Звезда-Шина» - несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины, Древовидная структура, «Каждый с каждым», Пересекающиеся кольца, «Снежинка»
18 Понятие владельца и родителя в объектно-ориентированном программировании.
Объеъктно-ориентированное или объектное программирование (в дальнейшем ООП) — парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов (либо, в менее известном варианте языков с прототипированием, — прототипов).
Программа, написанная на объектно-ориентированном языке (C++, Java, C#), представляет собой некоторый набор классов, связанных между собой в рамках объектной модели. Класс - определенный программистом базовый тип данных. Объект - переменная класса.
Отношение между классами типа «содержит» или «состоит из», т.е. один класс является владельцем другого, называются агрегацией, композицией или включением. В UML обозначается линией с ромбиком на конце владельца, факт участия в отношении изображается посредствам роли (квадратик с названием, свойствами и методами класса), число объектов, участвующих в отношении, записывается рядом с именем роли (типа 0..n, 1..n, 0, 1, n, 0..1). Вложенные объекты обычно объявляются закрытыми и уничтожаются при гибели владельца (пример панель с вложенными кнопками). Чтобы обратиться к атрибутам и методам агрегата, необходимо сначала получить указатель на его владельца, а затем уже выбрать требуемые атрибуты и методы.
Если класс использует структуру или поведение другого (одиночное) или других (множественное) классов, т.е. родителей, то такое отношение называется наследованием или обобщением. Отношением, обратным наследованию, является обобщение или генерализация. Она указывает, что некий класс, является более общим (обобщенным, родителем) классом другого класса (потомка). В UML принято пользоваться именно понятием генерализация, обозначается как большая не закрашенная стрелка, направленная на класс, являющимся обобщением некоторых классов.
Существуют и другие виды связей между классами
• Ассоциация — объекты классов вступают во взаимодействие между собой. В UML прямая.
• Класс-Метакласс — отношение, при котором экземплярами одного класса являются другие классы, т.е. шаблон, задающий различные классы.
19 Классы. Наследование и полиморфизм классов.
Класс - разновидность абстрактного типа данных в объектно-ориентированном программировании (ООП), характеризуемый способом своего построения. Другие абстрактные типы данных — метаклассы, интерфейсы, структуры, перечисления, — характеризуются какими-то своими, другими особенностями.
Насле́дование — один из четырёх важнейших механизмов объектно-ориентированного программирования, позволяющий описать новый класс на основе уже существующего (родительского), при этом свойства и функциональность родительского класса заимствуются новым классом.
Другими словами, класс-наследник реализует спецификацию уже существующего класса (базовый класс). Это позволяет обращаться с объектами класса-наследника точно так же, как с объектами базового класса.
Наследование:
Полиморфи́зм (в языках программирования) — возможность объектов с одинаковой спецификацией иметь различную реализацию.
Язык программирования поддерживает полиморфизм, если классы с одинаковой спецификацией могут иметь различную реализацию — например, реализация класса может быть изменена в процессе наследования.
Кратко смысл полиморфизма можно выразить фразой: «Один интерфейс, множество реализаций».
Примеры: Класс геометрических фигур (эллипс, многоугольник) может иметь методы для геометрических трансформаций (смещение, поворот,масштабирование).
Класс потоков имеет методы для последовательной передачи данных. Потоком может быть информация, вводимая пользователем с терминала, обмен данными по компьютерной сети, файл (если требуется последовательная обработка данных, например, при разборе исходных текстов программ).
20 INTERNET. Основные понятия. Провайдеры. Каналы связи. Услуги, предоставляемые INTERNET
Internet – распределенная информационная система. Совокупность взаимосвязанных электронных сетей, работающих на основе интернет-протокола (IP), создаваемых и используемых глобальным сообществом в целях всестороннего обмена информацией.
Трафик - это объем информации, поступившей на Ваш компьютер из сети или отправленной с него в сеть.
Мегабайт - это единица измерения объема данных. При расчете платы за трафик величина объема трафика учитывается с точностью до 1 Байта, причем: 1 кБайт = 1024 Байт, 1 МБайт = 1024 кБайт, 1 ГБайт = 1024 МБайт.
Локальная сеть - это электронная сеть, которая соединяет друг с другом определенное количество компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Глобальная сеть - это электронная сеть, которая соединяет между собой компьютеры, расположенные на значительных расстояниях друг от друга. Самая известная сегодня глобальная сеть – Интернет.
Коммутируемая линия - это линия связи, для использования которой необходимо предварительно установить соединение с адресатом. (телефонная линия)
Выделенная линия - это линия связи, постоянно подключенная к адресату (например, к узлу интернет-провайдера) и не требующая специально устанавливать соединение.
Оптоволоконный кабель - осуществляется высокоскоростная передача данных. (стеклянный или кварцевый сердечник с окружающей его оболочки, слоя пластиковой прокладки и волокна из кевлара - для придания прочности, что позволяет изгибать кабель под разными углами, передавая при этом информационный сигнал без потерь).
Витая пара - это кабель, с помощью которого осуществляется высокоскоростная передача данных, обычно между компьютером клиента и оборудованием сети.
Wi-Fi - Передача данных осуществляется с помощью радиоканалов. Область охвата технологии Wi-Fi достигает достигает 160 м
Сервер - Это специализированный компьютер, предназначенный для обслуживания запросов, поступающих по сети от других компьютеров. (mail-снрвер)
IP-адрес (айпи-адрес) - это идентификационный номер вашего компьютера в сети, который присваивается нашей компанией при подключении к Интернету.
FTP - это протокол передачи данных как в локальной сети, так и в Интернете - говоря простыми словами, это способ посмотреть и скачать файлы, к которым хозяин сервера даст доступ (разрешит скачивать).
Браузер (browser) - это программа для навигации в сети Интернет и чтения гипертекстовых документов в информационной среде WWW.
WWW (World Wide Web) - это гипертекстовая технология поиска ресурсов сети Интернет.
Провайдер - организация, предоставляющая услуги доступа к Интернету и иные связанные с Интернетом услуги.
Канал связи (communication link) - оборудование и программное обеспечение, предназначенное для связи двух конечных пользователей.
Всемирная паутина (www)-можете найти и прочитать HTML-документ, расположенный в любом месте Интернета
Электронная почта (E-mail)-обмен почтовыми сообщениями с любым абонентом сети.
Веб-форумы Блоги Вики-проекты (и, в частности,Википедия Интернет-магазины Интернет-аукционы Социальные сети Электронная почта и списки рассылки Группы новостей (в основном, Usenet) Файлообменные сети Электронные платёжные системы Интернет-радио Интернет-телевидение IP-телефония Мессенджеры
21 Защита данных. Способы и средства защиты данных. Четыре основные группы методов противодействия угрозам безопасности корпоративных сетей.
При наличии простых средств хранения и передачи информации
существовали и не потеряли значения до настоящего времени следующие методы
ее защиты от преднамеренного доступа: ограничение доступа; разграничение
доступа; разделение доступа (привилегий); криптографическое преобразование
информации; контроль и учет доступа; законодательные меры.
Развиваются старые и возникают новые дополнительные методы защиты информации в вычислительных системах:
• методы функционального контроля, обеспечивающие обнаружение и
диагностику отказов, сбоев аппаратуры и ошибок человека, а также
программные ошибки;
• методы повышения достоверности информации;
• методы защиты информации от аварийных ситуаций;
• методы контроля доступа к внутреннему монтажу аппаратуры, линиям
связи и технологическим органам управления;
• методы разграничения и контроля доступа к информации;
• методы идентификации и аутентификации пользователей, технических
средств, носителей информации и документов;
• методы защиты от побочного излучения и наводок информации.
Различают четыре основных группы методов обеспечения информационной безопасности:
* Организационные
* Инженерно-технические
* Технические
* Программно-аппаратные
Организационные методы - ориентированы на работу с персоналом, рассматривают выбор местоположения и размещения объектов ЗАС (автом. сис-мы), организацию системы физической и пожарной безопасности, осуществление контроля, возложение персональной ответственности за выполнение мер защиты, кадровые вопросы.
Инженерно-технические методы - связаны с построением инженерных сооружений и коммуникаций, учитывающих требования безопасности. Это как правило дорогостоящие решения и они наиболее эффективно реализуются на этапе строительства или реконструкции объекта.
Технические методы - связаны с применением специальных технических средств защиты информации и контроля обстановки; они дают значительный эффект при устранении угроз, связанных с действиями криминогенных элементов по добыванию информации незаконными техническими средствами. Технические методы дают значительный эффект по отношению к техногенным факторам, например резервирование каналов и резервирование архивов данных.
Программно-аппаратные методы - направлены на устранение угроз, непосредственно связанных с процессом обработки и передачи информации. К ним относятся:
* аппаратные шифраторы сетевого трафика;
* методика Firewall, реализуемая на базе программно-аппаратных средств;
* защищенные сетевые криптопротоколы;
* программно-аппаратные анализаторы сетевого трафика;
* защищенные сетевые ОС.
Наибольший эффект дает оптимальное сочетание выше перечисленных методов противодействия реализации угроз, информационной безопасности.
22 Идентификация и аутентификация пользователей. Применение программно-аппаратных средств аутентификации (смарт-карты, токены)
Идентификация - присвоение пользователям идентификаторов (уникальных имен или меток) под которыми система "знает" пользователя. Идентификация нужна и для других системных задач, например, для ведения журналов событий. В большинстве случаев идентификация сопровождается аутентификацией.
Аутентификация - установление подлинности - проверка принадлежности пользователю предъявленного им идентификатора. Например, в начале сеанса работы в ИС пользователь вводит имя и пароль.
Обычно выделяют 3 группы методов аутентификации.
Нередко используются комбинированные схемы аутентификации, объединяющие методы разных классов. Например, двухфакторная аутентификация - пользователь предъявляет системе смарт-карту и вводит пин-код для ее активации.
В зависимости от реализации системы, пароль может быть одноразовым или многоразовым. Операционные системы, как правило, проводят аутентификацию с использованием многоразовых паролей. Совокупность идентификатора, пароля и, возможно, дополнительной информации, служащей для описания пользователя оставляют учетную запись пользователя.
-смарт-карты представляют собой пластиковые карты со встроенной микросхемой. В большинстве случаев смарт-карты содержат микропроцессор и ОС, контролирующую устройство и доступ к объектам в его памяти. Кроме того, смарт-карты, как правило, обладают возможностью проводить криптографические вычисления.
-электронные USB-ключи (токен, USB-брелок) – это компактное устройство в виде USB-брелка, которое служит для авторизации пользователя, защиты электронной переписки, безопасного удаленного доступа к информационным ресурсам, а также надежного хранения любых персональных данных. Проще говоря токен — это подобие USB-флешки с защищенной памятью, где может храниться ценная информация: пароли, цифровые сертификаты, ключи шифрования и электронно-цифровые подписи.
23 Основные схемы защиты информации с использованием симметричных и ассиметричных криптосистем.
Криптография представляет собой совокупность методов преобразования данных.
Преобразование шифрования может быть симметричным или асимметричным относительно преобразования расшифрования. Это важное свойство функции преобразования определяет два класса криптосистем.
СИММЕТРИЧНЫЕ КРИПТОСИСТЕМЫ — способ шифрования, в котором для шифрования и расшифровывания применяется один и тот же криптографический ключ. Алгоритм шифрования выбирается сторонами до начала обмена сообщениями.
- блочные шифры. Обрабатывают информацию блоками определённой длины (обычно 64, 128 бит), применяя к блоку ключ в установленном порядке, как правило, несколькими циклами перемешивания и подстановки, называемыми раундами. Результатом повторения раундов является лавинный эффект — нарастающая потеря соответствия битов между блоками открытых и зашифрованных данных.
- поточные шифры, в которых шифрование проводится над каждым битом либо байтом исходного (открытого) текста с использованием гаммирования.
Достоинства (скорость, простота реализации, изученность, меньшая требуемая длина ключа для сопоставимой стойкости )
Недостатки (сложность управления ключами в большой сети,сложность обмена ключами.)
Примеры:
АССИМЕТРИЧНЫЕ ШИФРЫ - система шифрования и/или электронной цифровой подписи (ЭЦП), при которой открытый ключ передаётся по открытому (то есть незащищённому, доступному для наблюдения) каналу, и используется для проверки ЭЦП и для шифрования сообщения. Для генерации ЭЦП и для расшифрования сообщения используется секретный ключ.
Пример — хранение паролей в компьютере. Каждый пользователь в сети имеет свой пароль. При входе он указывает имя и вводит секретный пароль. Но если хранить пароль на диске компьютера, то кто-нибудь его может считать. Для решения задачи используется односторонняя функция. При создании секретного пароля в компьютере сохраняется не сам пароль, а результат вычисления функции от этого пароля и имени пользователя.
Преимущества
Недостатки
24 Классификация угроз информационной безопасности автоматизированных систем по базовым признакам
Угроза ИБ – потенциально возможное событие, действие, процесс или явление, которое может привести к нанесению ущерба. Воспринимать угрозу следует как объективную реальность - угрозы существуют постоянно. Уровень опасности, исходящей от потенциальных и действующих злоумышленников, никак не зависит от усилий по обеспечению безопасности. От подготовленности зависит, только ущерб к которому приведет реализация угрозы.
Классифицировать угрозы информационной безопасности можно по нескольким критериям:
по базовым свойствам информации:
-доступность;
-целостность;
-конфиденциальность.
по компонентам ИС, на которые угрозы нацелены:
-данные;
-программа;
-аппаратура;
-поддерживающая инфраструктура.
по возникновению:
-по способу осуществления:
-случайные;
-преднамеренные;
-естественные;
-искусственные.
по расположению источника угроз
-нутренние;
-нешние.
25 Базы и Банки данных. Понятие, модели, типы.
Банк данных (БнД) - это система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.
Базы данных (БД) - это именованная совокупность данных, отображающая состояние объектов и их отношения в рассматриваемой предметной области. Характерной чертой баз данных является постоянство: данные постоянно накапливаются и используются; состав и структура данных, необходимы для решения тех или иных прикладных задач, обычно постоянны и стабильны во времени; отдельные или даже все элементы данных могут меняться – но и это есть проявления постоянства – постоянная актуальность.
В структуре банка данных выделяют следующие компоненты: Информационная база; Лингвистические средства; Программные средства; Технические средства; Организационно-административные подсистемы и нормативно-методическое обеспечение.
Типология моделей.
Инфологическая модель:
Даталогическая модель:
26. СУБД, понятия классификация, состав, примеры
Сервер БД обслуживает базу данных и отвечает за целостность и сохранность данных, а также обеспечивает операции ввода-вывода при доступе клиента к информации.
Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных[1].
Основные функции СУБД:
Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:
Классификации СУБД:
По модели данных
По степени распределённости
Пример MS Access
27 Язык SQL. Основные средства манипулирования данными. Стандарты SQL. Встраиваемые SQL в прикладную программу. Динамический SQL.
SQL (обычно произносимый как "СИКВЭЛ" или "ЭСКЮЭЛЬ") символизирует собой Структурированный Язык Запросов. Это - язык, который дает Вам возможность создавать и работать в реляционных базах данных, являющихся наборами связанной информации, сохраняемой в таблицах.
Microsoft SQL Server – система управления реляционными базами данных (СУБД), разработанная корпорацией Microsoft. Основной используемый язык запросов – Transact-SQL, создан совместно Microsoft и Sybase. Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями. Используется для работы с базами данных размером от персональных до крупных баз данных масштаба предприятия; конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.
Вот основные категории команд языка SQL:
DDL, или язык определения данных
DML, или язык манипулирования данными
DQL, или язык запросов
DCL, или язык управления данными
Команды администрирования данных
Команды управления транзакциями
OLAP — технология обработки информации, включающая составление и динамическую публикацию отчётов и документов. Причина использования OLAP для обработки запросов — это скорость. Реляционные БД хранят сущности в отдельных таблицах, которые обычно хорошо нормализованы. Эта структура удобна для операционных БД, но сложные многотабличные запросы в ней выполняются относительно медленно. OLAP делает мгновенный снимок реляционной БД и структурирует её в пространственную модель для запросов. Заявленное время обработки запросов в OLAP составляет около 0,1 % от аналогичных запросов в реляционную БД.
Язык манипулирования данными (DML) — это часть языка SQL, предназначенная для реального внесения пользователем изменений в информацию, содержащуюся в реляционной базе данных. С помощью команд языка манипулирования данными пользователь может загружать в таблицы новые данные, а также изменять и удалять существующие. Команды DML также могут быть использованы при выполнении простых запросов к базе данных.
В языке SQL существует три основных команды DML:INSERT, UPDATE, DELETE.
Единственной структурой представления данных (как прикладных, так и системных) в реляционной базе данных (БД) является двумерная таблица.
В реляционной модели данных таблица обладает следующими основными свойствами:
* идентифицуруется уникальным именем;
* имеет конечное ненулевое количество столбцов;
* имеет конечное (возможно, нулевое) число строк;
* столбцы таблицы идентифицируются своими уникальными именами и номерами;
* содержимое всех ячеек столбца принадлежит одному типу данных;
* в общем случае ячейки таблицы могут оставаться ?устыми, такое их состояние обозначается как NULL.
Программный SQL предназначен для того, чтобы встраивать SQL-запросы в прикладную программу, написанную на одном из языков программирования.
Динамический SQL – разновидность программного SQL, предназначенная для встраивания SQL-операторов в текст программы на языке программирования высокого уровня, допускающая динамическое формирование и выполнение запросов во время работы программы.
При использовании статического SQL: схема реализации подразумевала два этапа – компиляцию программы и выполнение программы. При этом на этап компиляции ложилась основная нагрузка-проверка, разбор и оптимизация запросов. Но подобную двухэтапную схему нельзя реализовать для динамического SQL, так как на этапе компиляции программы запрос неизвестен. Поэтому проверку, разборку и оптимизацию запросов здесь приходится выполнять непосредственно во время работы программы. Это определяет существенный недостаток динамического SQL– низкую производительность по сравнению со статическим.
28. Методы восстановления баз данных после сбоев. Понятие транзакции. Журнализация. Связь с понятием целостности базы данных и изолированности пользователей. Методы управления транзакциями.
Восстановление базы данных- это функция СУБД, которая в случае логических и физических сбоев приводит базу данных в актуальное и консистентное состояние.
К основным методам восстановления БД после сбоев относятся: журнализация, WAL протокол, shadows.
Write-Ahead Logging протокол (WAL) - Упреждающее журналирование является ключевым методом обеспечения требований ACID. WAL позволяет обеспечить сброс на диск записей из журнала транзакций, относящихся к изменениям данных, раньше того, как будут сброшены на диск сами эти изменённые страницы данных.
Служба теневого копирования тома (Volume Shadow Copy) избавляет от необходимости каждый раз обращаться к старой резервной копии данных для восстановления перезаписанного или удаленного файла. Volume Shadow Copy позволяет создавать копию тома и сохранять ее на диске несколько раз в сутки в указанные часы.
Под транзакцией понимается неделимая с точки зрения воздействия на БД последовательность операторов манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модификации) такая, что либо результаты всех операторов, входящих в транзакцию, отображаются в БД, либо воздействие всех этих операторов полностью отсутствует.
Св-ва транзакций:
Атомарность - при завершении транзакции оператором COMMIT результаты гарантированно фиксируются во внешней памяти (смысл слова commit - "зафиксировать" результаты транзакции); при завершении транзакции оператором ROLLBACK результаты гарантированно отсутствуют во внешней памяти (смысл слова rollback - ликвидировать результаты транзакции).
Согласованность – по окончанию транзакции целостность должна быть установлена, но в ходе выполнения транзакции целостность может временно нарушаться.
Изолированность означает, что параллельно выполняющиеся транзакции не мешают друг другу.
Долговечность означает, что все подтвержденные в ходе выполнения изменения должны быть внесены в базу данных даже в случае сбоев системы.
В журнале транзакций регистрируется информация обо всех изменениях БД. Этот журнал обеспечивает возможность «прокрутить назад» совершенные транзакции и восстановить предыдущее состояние БД. Это становится важно, когда изменения в БД, предусмотренные в одной транзакции, реализованы лишь частично, например, из-за сбоя аппаратуры.
Формируемая таким образом информация называется журнал изменений базы данных. Журнал содержит отметки начала и завершения транзакции, и отметки принятия контрольной точки (см. ниже).
Чтобы добиться изолированности транзакций, в СУБД должны использоваться какие-либо методы регулирования совместного выполнения транзакций.
Пусть в системе одновременно выполняется некоторое множество транзакций S = {T1, T2, …, Tn}. План (способ) выполнения набора транзакций S (в котором, вообще говоря, чередуются или реально параллельно выполняются операции разных транзакций) называется сериальным, если результат совместного выполнения транзакций эквивалентен результату некоторого последовательного выполнения этих же транзакций (Ti1, Ti2, …, Tin).
Сериализация транзакций – это механизм их выполнения по некоторому сериальному плану. Обеспечение такого механизма является основной функцией компонента СУБД, ответственного за управление транзакциями. Система, в которой поддерживается сериализация транзакций, обеспечивает реальную изолированность пользователей.
Связь с понятием целостности базы данных и изолированности пользователей
В многопользовательских системах с одной базой данных одновременно может работать несколько пользователей или прикладных программ. Предельной задачей системы является обеспечение изолированности пользователей, т.е. создание достоверной и надежной иллюзии того, что каждый из пользователей работает с базой данных в одиночку.
В связи со свойством сохранения целостности базы данных транзакции являются подходящими единицами изолированности пользователей. Действительно, если с каждым сеансом работы пользователя или приложений с базой данных ассоциируется транзакция, то каждый пользователь начинает работу с согласованным состоянием базы данных, т.е. с таким состоянием, в котором база данных могла бы находиться, даже если бы пользователь работал с ней в одиночку.
29 Двухуровневые модели доступа к БД: модель файлового сервера, модель удаленного доступа, модель сервера БД.
Двухуровневая модель фактически является результатом распределения пяти указанных функций между двумя процессами, которые выполняются на двух платформах: на клиенте и на сервере. В чистом виде почти никакая модель не существует, однако рассмотрим наиболее характерные особенности каждой двухуровневой модели.
1.Модель файлового сервера (FS-модель) является базовой для локальных сетей персональных компьютеров. Как исполняемые модули, так и данные размещаются в отдельных файлах операционной системы. Доступ к данным осуществляется путем указания пути (path) и использования файловых операций (открыть, считать, записать).
Суть модели - Один из компьютеров в сети считается файловым сервером и предоставляет услуги по обработке файлов другим компьютерам. Файловый сервер работает под управлением сетевой операционной системы и осуществляет доступ к к файлам. На других компьютерах в сети функционирует приложение(Количество клиентов ограничено десятками). Протокол обмена представляет собой набор низкоуровневых вызовов, обеспечивающих приложению доступ к файловой системе на файл-сервере.
2.Модель и метод доступа к удаленным данным (RDA-модель) существенно отличаются от FS-модели характером доступа к информационным ресурсам. Это обеспечивается операторами специального языка (например, SQL). Клиент направляет запросы к информационным ресурсам (например, к базам данных) по сети удаленному компьютеру. На нем функционирует ядро СУБД, которое обрабатывает запросы, выполняя предписанные в них действия, и возвращает клиенту результат, оформленный как блок данных. При этом инициатором манипуляций с данными выступают программы, выполняющиеся на компьютерах-клиентах, в то время как ядру СУБД отводится пассивная роль – обслуживание запросов и обработка данных. Такое распределение обязанностей между клиентами и сервером базы данных не догма – сервер БД может играть более активную роль, чем та, которая предписана ему традиционной парадигмой.
Основное достоинство RDA-модели – унификация интерфейса “клиент-сервер” в виде языка SQL.
3.Модель и метод сервера базы данных(DBS-модель) . Ее основу составляет механизм хранимых процедур – средство программирования SQL-сервера. Процедуры хранятся в словаре базы данных, разделяются между несколькими клиентами и выполняются на том же компьютере, где функционирует SQL-сервер. Язык, на котором разрабатываются хранимые процедуры, представляет собой процедурное расширение языка запросов SQL и уникален для каждой конкретной СУБД.
Достоинства: возможность централизованного администрирования прикладных функций, снижение трафика (вместо SQL-запросов по сети направляются вызовы хранимых процедур), возможность разделения процедуры между несколькими приложениями. К недостаткам модели можно отнести ограниченность средств, используемых для написания хранимых процедур, которые представляют собой разнообразные процедурные расширения SQL, не выдерживающие сравнения по средствам и функциональным возможностям с языками третьего поколения, такими как C, С++ или Pascal.
30 Архитектура протокола TCP/IP и модель OSI. Уровень доступа к сети модели TCP/IP. Межсетевой, транспортный и прикладной уровень модели TCP/IP. Классы IP-адресов.
Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) — набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия DOD и включает в себя протоколы четырёх уровней: прикладного (application), транспортного (transport), сетевого (internet), уровня доступа к среде (network access).
Эталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию разработанную Международной организацией по стандартам (International Standardization Organization - ISO). Эта модель содержит в себе по сути 2 различных модели:
Уровень 1, физический
Физический уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока. Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. Механические и электрические/оптические свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включают: Тип кабелей и разъемов, Разводку контактов в разъемах, Схему кодирования сигналов для значений 0 и 1,
Уровень 2, канальный
Канальный уровень обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи пакетов.
Уровень 3, сетевой
Сетевой уровень отвечает за деление пользователей на группы. На этом уровне происходит маршрутизация пакетов на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса. Сетевой уровень обеспечивает также прозрачную передачу пакетов на транспортный уровень.
Наиболее часто на сетевом уровне используются протоколы: IP - протокол Internet, IPX - протокол межсетевого обмена
Уровень 4, транспортный
Транспортный уровень делит потоки информации на достаточно малые фрагменты (пакеты) для передачи их на сетевой уровень. Наиболее распространенные протоколы транспортного уровня включают: TCP - протокол управления передачей, NCP - Netware Core Protocol, SPX - упорядоченный обмен пакетами
Уровень 5, сеансовый
Сеансовый уровень отвечает за организацию сеансов обмена данными между оконечными машинами. Протоколы сеансового уровня обычно являются составной частью функций трех верхних уровней модели.
Уровень 6, уровень представления
Уровень представления отвечает за возможность диалога между приложениями на разных машинах. Этот уровень обеспечивает преобразование данных (кодирование, компрессия и т.п.) прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня.
Уровень 7, прикладной
Прикладной уровень отвечает за доступ приложений в сеть. Задачами этого уровня является перенос файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью. (FTP - протокол переноса файлов, TFTP - упрощенный протокол переноса файлов).
В отличие от семиуровневой модели OSI, модель TCP/IP состоит из четырёх уровней
Уровень IV – уровень сетевого доступа (network access layer) соответствует физическому и канальному уровням модели OSI.
Уровень III - уровень межсетевого взаимодействия (internetwork layer)соответствует сетевому уровню модели OSI. На этом уровне находится маршрутизируемый протокол IP.
Уровень II - транспортный уровень (transport layer) соответствует транспортному уровню модели OSI. На транспортном уровне находится дейтаграммный протокол UDP и протокол TCP, обеспечивающий надёжную доставку.
Уровень I - прикладной уровень (application layer) выполняет функции трёх верхних уровней модели OSI. Протоколы прикладного уровня обеспечивают работу интернет-служб, таких как www, ftp и др. Прикладные протоколы используют TCP и UDP в качестве транспортных протоколов
Классы IP-адресов
IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками, например, 128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.
Адрес состоит из двух логических частей — номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая — к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес.
Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) Сетей класса А немного, зато количество узлов в них может достигать 224, то есть 16 777 216 узлов.
Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов 216, что составляет 65 536 узлов.
Если адрес начинается с последовательности ПО, то это сеть класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла — 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число узлов в них ограничено 28, то есть 256 узлами.
Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес — multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.
Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е. Адреса этого класса зарезервированы для будущих применений.
Часть 2
1) Информационные системы. Понятие, задачи и функции ИС.
Информационные системы – информационной системой называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей.
Для комфортной работы пользователей с системой необходимо решить осн задачи:
Основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области (н-р, бух.учет, управление финанс потоками, управл складом, закупками…).
Задачи информационной системы:
Функции ИС
Основными функциями информационной системы являются сбор, передача, хранение информации и такие операции обработки, как ввод, выборка, корректировка и выдача информации. Для операций преобразования входной информации в выходную, которые не обеспечиваются названными выше функциями, необходимо создание прикладных программ.
ИС - совокупность технич, прогр и организац обесп-я, а также персонала, предназнач-ая для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей инф.
По степени распределённости отличают:
Распределённые ИС разделяют на:
В файл-серверных ИС база данных находится на файловом сервере, а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях.
В клиент-серверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере, а на рабочих станциях находятся клиентские приложения.
Клиент-серверные ИС разделяют на
По степени автоматизации ИС делятся на:
По охвату задач (масштабности)
3)Экономические информационные системы, Понятие, структура, классификация
Экономическая информационная система - система, функционирование которой во времени заключается в сборе, хранении, обработке и распространении информации о деятельности какого-либо экономического объекта реального мира.
Структура
В процессе декомпозиции компонентов ЭИС выделяют: функциональные и обеспечивающие части.
Функциональные – ряд подсистем которые зависят от особенностей той или иной ЭИС. Эти подсистемы разделяются по определенному признаку (функциональному или структурному) и объединяют в себе соответствующие комплексы задач управления.
Обеспечивающая часть ЭИС состоит: информационного, программного, математического, технического, правового, лингвистического, эргономического метрологических частей.
В состав информационного обеспечения входит внемашиная и внутримашинное обеспечение. (внемашиное обеспечение составляет: классификаторы технико-экономической информации, нормативно справочная информация, методические материалы организации и использования перечисленных компонентов. Внутримашиное инф обеспечение – информационная база и СУБД, программное обеспечение – совокупность программ реализующих цели и задачи ЭИС)
В состав программных средств: общесистемные, прикладное обеспечение, инструктивно – методические материалы по применению средств программного обеспечения.
Математическое обеспечение включает: совокупность методов решения задач управления, моделей, алгоритмов обработки информации.
Техническое обеспечение включает весь комплекс технических средств обеспечивающих работу системы т.е. технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации.
Организационно- методическое обеспечение представляет совокупность документов определяющих организационную структуру документа и систем автоматизации для выполнения конкретно автоматизируемых функций.
Правовое обеспечение включает систему нормативно – правовых документов которые должны четко определять права и обязаности специалистов в условиях функционирования ЭИС.
Лингвистическое обеспечение представляет совокупность языков средств для формализации естественного языка.
Классификация ЭИС
4)Состав информационной системы.
Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами. Автоматизированная информационная система имеет обеспечивающую и функциональную части, состоящие из подсистем.
Подсистема – это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.
АИС:
-обеспечивающая часть
-функциональная часть.
Функциональные подсистемы реализуют и поддерживают модели, методы и алгоритмы получения управляющей информации. Состав функциональных подсистем весьма разнообразен и зависит от предметной области использования информационной системы, специфики хозяйственной деятельности объекта, управления.
В состав обеспечивающих подсистем обычно входят:
Организационные подсистемы по существу относятся также к обеспечивающим подсистемам, но направлены в первую очередь на обеспечение эффективной работы персонала, и поэтому они могут быть выделены отдельно. К ним относятся:
реинжиниринг бизнес-процессов - это "фундаментальное переосмысление и радикальное перепроектирование бизнес-процессов для достижения конкретных улучшений в основных показателях деятельности предприятия".
БП — это совокупность взаимосвязанных мероприятий или задач, направленных на создание определенного продукта или услуги для потребителей.
Существует несколько базовых правил, которых следует придерживаться в процессе проведения реинжиниринга:
Этапы эффективного реинжиниринга.
Одним из наиболее эффективных инструментов оптимизации и совершенствования процессов является их реинжиниринг.
Общая методология IDEF включает ряд частных методологий для моделирования систем, в том числе:
Базовые положения IDEF:
Метод SADT представляет собой совокупность правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области.
Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями.
Основные элементы этого метода основываются на следующих концепциях:
• графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT-диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа-выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описывается посредством интерфейсных дуг, выражающих "ограничения", которые, в свою очередь, определяют, когда и каким образом функции выполняются и управляются;
• строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают: ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3—6 блоков), связность диаграмм (номера блоков), уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен), синтаксические правила для графики (блоков и дуг), разделение входов и управлений (правило определения роли данных);
• отделение организации от функции, т.е. исключение влияния административной структуры организации на функциональную модель.
Метод SADT может использоваться для моделирования самых разнообразных систем и определения требований и функций с последующей разработкой информационной системы, удовлетворяющей этим требованиям и реализующей эти функции. В существующих системах метод SADT может применяться для анализа функций, выполняемых системой, и указания механизмов, посредством которых они осуществляются.
Результатом применения метода SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы — главные компоненты модели, все функции организации и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги соответственно. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как входная информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны блока, а результаты (выход) показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу.
Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями.
Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях:
Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают:
IDEF0 - методология функционального моделирования (отображающая структуру, процессы и функции системы, в виде набора взаимосвязанных функций, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями
Функциональный блок обозначает определенную функцию в рамках рассматриваемой системы и в графическом виде обозначается прямоугольником. Каждая из четырех сторон этого прямоугольника имеет свое значение: левая сторона – вход, верхняя сторона – управление, нижняя сторона – механизм и правая сторона – выход.
Интерфейсная дуга обозначает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает некоторое влияние на выполнение блоком своей функции. Графически интерфейсная дуга изображается в виде однонаправленной стрелки. В зависимости от того, к какой из сторон блока примыкает интерфейсная дуга, она носит название входящей, исходящей, управляющей или дуги механизма. Началом и концом каждой дуги могут быть только функциональные блоки, при этом началом может быть только выходная сторона блока, а концом – любые другие. При построении моделей функционирования предприятия входящими и исходящими дугами могут обозначаться финансовые потоки, материальные потоки (товары, сырье и др.), потоки информации (документы, устные распоряжения и др.) и ресурсы (персонал, оборудование и др.). Управляющими дугами обозначаются только объекты, относящиеся к потокам информации, а дугами механизмов – только ресурсы.
Декомпозиция предполагает разбиение сложного процесса на составные части. Уровень детализации процесса определяется непосредственно разработчиком модели. В результате общая модель процесса представляется в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее более обозримой. Модель IDEF0 всегда начинается с представления процесса как единого функционального блока с интерфейсными дугами, выходящими за пределы рассматриваемой области. Такая диаграмма называется контекстной. В пояснительном тексте к контекстной диаграмме должно быть указано краткое описание цели построения диаграммы и определена так называемая точка зрения. Цель определяет те области деятельности предприятия, на которые необходимо обратить внимание в первую очередь. Например, модель, построенная с целью оптимизации процесса продаж компании, может существенно отличаться от модели, разработанной с целью повышения эффективности управления персоналом.
Глоссарием называется набор определений, ключевых слов, повествовательных изложений и др., характеризующий объекты, отображенные на диаграмме. Глоссарий обеспечивает включение в диаграммы IDEF необходимой дополнительной информации. Например, для управляющей интерфейсной дуги «распоряжение об оплате» глоссарий может содержать перечень полей соответствующего дуге документа, необходимый набор виз и т.д
ИС-комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей
1 - Этап «Предпроектной стадии»: сбор материалов обследования; анализ материалов обследования и разработка технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ).
Для сложных ИС иногда на этой стадии включают третий этап: разработку «Эскизного проекта» (сформулированные ранее требования служат основой для разработки предварительных решений по ИС в целом и отдельным видам обеспечения).
2 - «Техно-рабочее проектирование» выполняется в два этапа:
-техническое проектирование - выполняются работы по логической разработке и выбору наилучших вариантов проектных решений, в результате чего создается «Технический проект»;
-рабочее проектирование - физическая реализация выбранного варианта проекта и получение документации «Рабочего проекта».
3 - «Внедрение проекта» включает в себя три этапа:
-подготовка объекта к внедрению проекта - осуществляется комплекс работ по подготовке предприятия к внедрению разработанного проекта ИС;
-опытное внедрение проекта - осуществляют проверку правильности работы некоторых частей проекта и получают исправленную проектную документацию и «Акт о проведении опытного внедрения»;
-сдача его в промышленную эксплуатацию - осуществляют комплексную системную проверку всех частей проекта, в результате которой получают доработанный «Техно-рабочий проект» и «Акт приемки проекта в промышленную эксплуатацию».
4 - «Эксплуатация и сопровождение проекта» включает этапы:
-эксплуатация проекта - получают информацию о работе всей системы в целом и отдельных ее компонентов и собирают статистику о сбоях системы в виде рекламаций и замечаний, которые накапливаются для выполнения следующего этапа;
-сопровождение и модернизация проекта - ликвидируются последствия сбоев в работе системы и исправляются ошибки, не выявленные при внедрении проекта В процессе модернизации проект либо дорабатывается, т.е. расширяется по составу подсистем и задач, либо производится перенос системы на другую программную или техническую платформу с целью адаптации ее к изменяющимся внешним и внутренним условиям функционирования, в результате чего получают документы модернизированного «Техно-рабочего проекта».
ИС - совокупность технич, прогр и организац обесп-я, а также персонала, предназнач-ая для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей инф.
Проектированием ИС - процесс преобразования входной информации об объекте проектирования, о методах проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии с ГОСТом в проект ИС. С этой точки зрения проектирование ИС сводится к последовательной формализации проектных решений на различных стадиях жизненного цикла ИС: планирования и анализа требований, технического и рабочего проектирования, внедрения и эксплуатации ИС.
Существуют 2 основных технологии проектирования:
-каноническая -индустриальная.
В основе канонического проектирования лежит каскадная модель жизненного цикла ЭИС. Процесс каскадного проектирования в жизненном цикле ЭИС в соответствии с применяемым в нашей стране ГОСТ 34601-90 «Автоматизированные системы стадий создания» делится на следующие семь стадий:
-исследование и обоснование создания системы;
-разработка технического задания;
-создание эскизного проекта;
-техническое проектирование;
-рабочее проектирование;
-ввод в действие;
-функционирование, сопровождение, модернизация.
Этапы проектирования ИС:
1 - Этап «Предпроектной стадии»: сбор материалов обследования; анализ материалов обследования и разработка технико-экономического обоснования и технического задания.
Для сложных ИС иногда включают разработку «Эскизного проекта» (предварительные проектные решения).
2 - «Техно-рабочее проектирование» выполняется в два этапа:
-техническое проектирование - выполняются работы по логической разработке и выбору наилучших вариантов проектных решений, в результате чего создается «Технический проект»;
-рабочее проектирование - физическая реализация выбранного варианта проекта и получение документации «Рабочего проекта».
3 - «Внедрение проекта» включает в себя три этапа:
-подготовка объекта к внедрению проекта - осуществляется комплекс работ по подготовке предприятия к внедрению разработанного проекта ИС;
-опытное внедрение проекта - осуществляют проверку правильности работы некоторых частей проекта и получают исправленную проектную документацию и «Акт о проведении опытного внедрения»;
-сдача его в промышленную эксплуатацию - осуществляют комплексную системную проверку всех частей проекта, в результате которой получают доработанный «Техно-рабочий проект» и «Акт приемки проекта в промышленную эксплуатацию».
4 - «Эксплуатация и сопровождение проекта» включает этапы:
-эксплуатация проекта - получают информацию о работе всей системы в целом и отдельных ее компонентов и собирают статистику о сбоях системы в виде рекламаций и замечаний, которые накапливаются для выполнения следующего этапа;
-сопровождение и модернизация проекта - ликвидируются последствия сбоев в работе системы и исправляются ошибки, не выявленные при внедрении проекта В процессе модернизации проект либо дорабатывается, т.е. расширяется по составу подсистем и задач, либо производится перенос системы на другую программную или техническую платформу с целью адаптации ее к изменяющимся внешним и внутренним условиям функционирования, в результате чего получают документы модернизированного «Техно-рабочего проекта».
10 Технология, методы, классификация, средства
Процесс проектирования ЭИС — это процесс принятия проектно-конструкторских решений, позволяющих получить проект системы, удовлетворяющей требованиям заказчика, при этом проектом называют конструкторскую, технологическую, программную документацию, в которой представлено описание всех решений по созданию и эксплуатации системы в конкретно организационной и программно-аппаратной среде.
Классификация способов проектирования ИС:
1. По степени автоматизации проектировочных работ:
1.1 Ручное проектирование, при котором все работы выполняются вручную или с минимальным набором инструментальных средств;
1.2 Автоматизированное проектирование, которое использует на бор инструментальных средств, ориентированных на получение готовых проектных решений в ходе компьютерного проектирования.
2. По степени типизации различают:
2.1 Оригинальное проектирование, при котором проектные решения жестко и однозначно привязаны к требованиям и особенностям конкретного объекта;
2.2 Типовое проектирование, предполагающее создание проекта системы из типовых элементов.
3. По степени аддитивности проектных решений:
3.1 Метод реконструкции, когда проектируемое решение адаптируется путем переработки соответствующих компонентов;
3.2 Метод параметризации, когда проектируемое решение настраивается в соответствии с измененными параметрами;
3.3 Метод реструктуризации, когда изменяется модель предметной области и на этой основе генерируется новое проектируемое решение.
Технология проектирования определяется как совокупность трех составляющих:
* пошаговой процедуры, определяющей последовательность технологических операций проектирования;
* критериев и правил, используемых для оценки результатов выполнения технологических операций;
* графических и текстовых средств, используемых для описания проектируемой системы.
МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ АИС
Под методом проектирования ИС понимается совокупность процессов создания ряда моделей, которые описывают различные аспекты разработанной системы с использованием четко определенной нотации.
1.Метод оригинального проектирования охватывает все виды работ для различных объектов, выполняемых по специальным проектам, включающим оригинальные методики и средства выполнения работ (создаются для конкретного объекта по мере необходимости). (трудоемкость, большие сроки проектирования, плохие модернизируемость и сопровождаемость).
2.Метод типового проектирования - разбиение системы на отдельные модули (элементы, подсистемы, объекты) и разработку для каждого из них законченного проекта. При внедрении можно адаптировать каждый модуль к конкретным условиям функционирования (эл-тами могут быть ИО, ПО, ТО.
3. Метод автоматизированного проектирования предполагает автоматизацию основных этапов создания АИС, начиная от выбора состава задач и заканчивая автоматическим получением проектной документации. Для реализации этого метода используют представленные и выполненные на ЭВМ типовые проекты и типовые проектные решения, ППП, ОС, САПР, CASE-технологии.
11) UML. Виды диаграмм
UML (англ. Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования) — язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения. UML является языком широкого профиля, это открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования в основном программных систем.
ПРИМЕРЫ:
1.Диаграмма классов:
|
статическая структурная диаграмма, описывающая структуру системы, она демонстрирует классы системы, их атрибуты, методы и зависимости между классами. |
|
демонстрирует полный или частичный снимок моделируемой системы в заданный момент времени. На диаграмме объектов отображаются экземпляры классов (объекты) системы с указанием текущих значений их атрибутов и связей между объектами. |
|
диаграмма, на которой отражены отношения, существующие между акторами и прецедентами. Основная задача — представлять собой единое средство, дающее возможность заказчику, конечному пользователю и разработчику совместно обсуждать функциональность и поведение системы. |
|
диаграмма, на которой показаны взаимодействия объектов, упорядоченные по времени их проявления. |
12) Диаграммы "Сущность – связь"
Модель Сущность-Связь (ER-модель) - модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы. Представляет собой графическую нотацию, основанную на блоках и соединяющих их линиях, с помощью которых можно описывать объекты и отношения между ними какой-либо другой модели данных. В этом смысле ER-модель является мета-моделью данных, то есть средством описания моделей данных.
Основные понятия:
Каждая связь может иметь один из следующих типов связи (рис.5)
Каждая связь может иметь одну из двух модальностей связи (рис.6)
Рис.1 Рис.2 Рис.3
Рис.4. Рис.5 Рис.6
13) Модели жизненного цикла ИС.
Модель жизненного цикла ИС — структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла. Модель жизненного цикла зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует.
Модель ЖЦ ИС включает в себя: 1)стадии; 2)результаты выполнения работ на каждой стадии; 3)ключевые события — точки завершения работ и принятия решений.
Модель жизненного цикла отражает различные состояния системы, начиная с момента возникновения необходимости в данной ИС и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления.
|
Каскадная модель предусматривает последовательное выполнение всех этапов проекта в строго фиксированном порядке. Переход на следующий этап означает полное завершение работ на предыдущем этапе. |
|
|
Поэтапная модель с промежуточным контролем Разработка ИС ведется итерациями с циклами обратной связи между этапами. Межэтапные корректировки позволяют учитывать реально существующее взаимовлияние результатов разработки на различных этапах; время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки. |
|
|
Спиральная модель На каждом витке спирали выполняется создание очередной версии продукта, уточняются требования проекта, определяется его качество, и планируются работы следующего витка. Особое внимание уделяется начальным этапам разработки - анализу и проектированию, где реализуемость тех или иных технических решений проверяется и обосновывается посредством создания прототипов (макетирования). |
На практике наибольшее распространение получили две основные модели жизненного цикла:
14) Жизненный цикл программы ISO/IEC 12207
Данный стандарт определяет жизненный цикл как структуру декомпозиции работ. Детализация, техники и метрики проведения работ – вопрос программной инженерии. Организация последовательности работ – модель жизненного цикла. Совокупность моделей, процессов, техник и организации проектной группы задаются методологией.
Основные процессы жизненного цикла
Вспомогательные процессы жизненного цикла
Организационные процессы жизненного цикла
Каждый процесс включает ряд действий. Например, процесс приобретения охватывает следующие действия:
Инициирование приобретения 2.Подготовка заявочных предложений 3.Подготовка и корректировка договора 4.Надзор за деятельностью поставщика 5.Приемка и завершение работ
15) Жизненный цикл ЭИС ISO/IEC серии 15288
IEC 15288 «Системная инженерия – Процессы жизненного цикла систем. Согласно стандарту ISO/IEC серии 15288 в структуру ЖЦ следует включать следующие группы процессов:
|
Процессы соглашения |
Процессы предприятия |
Проектные процессы |
Технические процессы |
|
приобретение; поставка |
управление средой предприятия; инвестиционное управление; управление ЖЦ ИС; управление ресурсами; управление качеством. |
планирование проекта; оценка проекта; контроль проекта; управление рисками; управление конфигурацией; управление информационными потоками; принятие решений |
определение требований правообладателей; анализ требований; проектирование архитектуры; реализация элементов системы; интеграция; верификация; передача; валидация; функционирование; техническое обслуживание; утилизация. |
Процессы предприятия управляют способностью организации приобретать и поставлять продукцию или услуги посредством запуска проектов, их поддержки и контроля. Процессы предприятия обеспечивают ресурсы и инфраструктуру, необходимые для осуществления проектов, и гарантируют достижение целей и исполнение обязательств организации по соглашениям.
Проектные процессы используются для установления и выполнения планов, оценки фактических достижений и продвижений проекта в соответствии с планами и контроля выполнения проекта вплоть до его завершения. Отдельные процессы проекта могут осуществляться в любой момент ЖЦ и на любом уровне иерархии проектов. Уровень точности и формализации, с которой осуществляются процессы проекта, определяются его сложностью и уровнем рисков.
Технические процессы используются для определения требований к системе, преобразования этих требований в эффективный продукт, позволяющий осуществлять устойчивое воспроизведение этого продукта, использовать его для обеспечения требуемых услуг, поддерживать обеспечение этими услугами и удалять продукт, когда он изымается из обращения.
16 Каноническое проектирование ИС. Стадии и этапы проектирования ИС.
Организация канонического проектирования ИС ориентирована на использование главным образом каскадной модели жизненного цикла ИС. Стадии и этапы работы описаны в стандарте ГОСТ 34.601-90.
В зависимости от сложности объекта автоматизации и набора задач, требующих решения при создании конкретной ИС, стадии и этапы работ могут иметь различную трудоемкость. Допускается начинать выполнение работ следующей стадии до окончания предыдущей.
Стадии и этапы работы описаны в стандарте ГОСТ 34.601-90.
Каноническое проектирование ИС характеризуется следующими особенностями:
Используетя при разработке сравнительно небольших ИС.
При каноническом подходе выделяются следующие этапы:
Стадия 1. Формирование требований к ИС.
На начальной стадии проектирования выделяют следующие этапы работ:
Стадия 2. Разработка концепции ИС.
Стадия 3. Техническое задание.
Стадия 4. Эскизный проект.
Стадия 5. Технический проект.
Стадия 6. Рабочая документация.
Стадия 7. Ввод в действие.
Стадия 8. Сопровождение ИС.
Типовое проектирование ИС предполагает создание системы из готовых типовых элементов. Основополагающим требованием для применения методов типового проектирования является возможность декомпозиции проектируемой ИС на множество составляющих компонентов (подсистем, комплексов задач, программных модулей и т.д.). Для реализации выделенных компонентов выбираются имеющиеся на рынке типовые проектные решения, которые настраиваются на особенности конкретного предприятия.
Типовое проектное решение – это представленное в виде комплекта проектной документации и/или набора программных модулей проектное решение, пригодное к многократному использованию.
Принятая классификация ТПР основана на уровне декомпозиции системы. Выделяются следующие классы ТПР:
Каждое типовое решение предполагает наличие, кроме собственно функциональных элементов (программных или аппаратных), документации с детальным описанием ТПР и процедур настройки в соответствии с требованиями разрабатываемой системы.
Основные черты ТПР:
Требования, выдвигаемые к типовым проектным решениям:
18 Корпоративные ИС
Корпоративные информационные системы (КИС) - это интегрированные системы управления территориально распределенной корпорацией, основанные на углубленном анализе данных, широком использовании систем информационной поддержки принятия решений, электронных документообороте и делопроизводстве. КИС призваны объединить стратегию управления предприятием и передовые информационные технологии.
Корпоративная информационная система — это совокупность технических и программных средств предприятия, реализующих идеи и методы автоматизации.
Главная задача КИС - эффективное управление всеми ресурсами предприятия (материально- техническими, финансовыми, технологическими и интеллектуальными) для получения максимальной прибыли и удовлетворения материальных и профессиональных потребностей всех сотрудников предприятия.
Разновидности КИС:
19 Информационные технологии. Понятие. Задачи. Уровни.
Технология — это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям.
информационная технология — это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.
Разница между понятиями "информационная система” и "информационная технология”.
ИТ - процесс, состоящий из четко регламентированных операций по преобразованию информации. ИС - человеко-машинная система обработки инф с целью организации, хранения и передачи информации.
Задачи ИТ: создание, развитие и эксплуатация ИС.
ВИДЫ ИТ:
1. Информационная технология обработки данных
2 Информационная технология управления
3 Информационная технология поддержки принятия решений
УРОВНИ (зрелости) ИТ:
20 Информационные технологии как система. Структура, состав, назначение.
Система- набор подсистем, организованных для достижения определенной цели и описываемых с помощью совокупности моделей, возможно с различных точек зрения.
ИТ — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, а также создания данных, в том числе, с применением вычислительной техники.
Основные ФУНКЦИИ ИТ – это реализация процессов сбора, подготовки, передачи, хранения, обработки и представления информации. Но эти функции подчинены главной задаче ИТ – получению новой информации на основе знаний, полученных при переработке данных.
ИТ как систему можно отнести к классу очень сложных систем. Для них разработан ряд определенных СВОЙСТВ:
ИТ при ее реализации должна быть конкретной, поэтому она должна вписываться в орг структуру управления(ОСУ) конкретного объекта Автом-ое управление решает комплекс функциональных задач(КФЗ) данного объекта Эти задачи описываются математической моделью, на основе чего они должны решаться, то есть функциональные задачи превращаются в решаемые задачи – комплекс решаемых задач Решаемые задачи являются исходными для ИТ. Из ОС и КРЗ определяется функциональная структура(перечень задач, решение которых необходимо обеспечить для каждого из элементов). Реализация ИТ базируется на средствах инф техн (СИТ) – математ ср-ва, технич, алгоритмич, программ, инф, методич.
ОБОБЩЕНАЯ СТРУКТУРА
Формирование инф ресурса (ФИС) - это центральная функция инф процесса (получение новой инфы). Инф ресурс образуется при решении задач на базе организации инф процессов (ОИП). Стыковка отдельных фаз инф процесса (сбор, обработка, передача и др.) осуществляется путем реализации процедур (РП). Под процедурами понимаются процессы преобразования, кодирования, модуляции. Процедуры автоматизируются путем реализации информационно-вычислительных работ (РР).
- формирование новой информации, используемой для повышения эффективности действия той системы, где она используется.
-«модель предметной области» Она ориентирована на комплекс реш задач. Эта модель программно осуществляется на ЭВМ. На основе реализации этой модели определяется совокупность информационных процессов (СИП).
В соответствии с глобальной целью ИТ формируется банки данных и базы знаний (БД и БЗ). Именно в БЗ возникает новая информация, что и составляет информационный ресурс (ИР).
CASE-технология представляет собой методологию проектирования ИС, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей.
Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.
Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее ту или иную совокупность процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими основными характерными особенностями:
ПРИМЕРЫ
RAD (быстрая разработка приложений) — концепция создания средств разработки программных продуктов, уделяющая особое внимание быстроте и удобству программирования, созданию технологического процесса, позволяющего программисту максимально быстро создавать компьютерные программы. Концепцию RAD также часто связывают с концепцией визуального программирования.
RAD предполагает, что разработка ПО осуществляется небольшой командой разработчиков за срок порядка трех-четырех месяцев. Технология RAD предусматривает активное привлечение заказчика уже на ранних стадиях - обследование организации, выработка требований к системе. Причины популярности RAD вытекают из тех преимуществ, которые обеспечивает эта технология:
* высокая скорость разработки;
* низкая стоимость;
* высокое качество.
Основные принципы RAD:
-Инструментарий должен быть нацелен на минимизацию времени разработки.
-Создание прототипа для уточнения требований заказчика.
-Цикличность разработки: каждая новая версия продукта основывается на оценке результата работы предыдущей версии заказчиком.
-Минимизация времени разработки версии, за счёт переноса уже готовых модулей и добавления функциональности в новую версию.
-Команда разработчиков должна тесно сотрудничать, каждый участник должен быть готов выполнять несколько обязанностей.
-Управление проектом должно минимизировать длительность цикла разработки.
Среды разработки, частично использующие принципы RAD: C++, Delphi, Macromedia Flash и т.д.
Иску́сственный интелле́кт (ИИ, англ. Artificial intelligence, AI) — наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами[1].
К программам ИИ относятся:
1. игровые программы (стохастические, компьютерные игры);
2. естественно-языковые проги - машинный перевод, генерация текстов, обработка речи;
3. распознающие программы - распознавание почерков, изображений, карт;
4. программы создания и анализа графики, живописи, музыкальных произведений.
Направления ИИ:
1. экспертные системы;
2. нейронные сети;
3. естественно-языковые системы;
4. эволюционные методы и генетические алгоритмы;
5. нечеткие множества;
6. системы извлечения знаний.
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ:
Этап 1 (50–е годы) (Нейрон и нейронные сети)
Он связан с появлением первых машин последовательного действия, с очень небольшими, по сегодняшним меркам, ресурсными возможностями по памяти, быстродействию и классам решаемых задач. Это были задачи сугубо вычислительного характера, для которых были известны схемы решений и которые можно описать на некотором формальном языке. К этому же классу относятся и задачи на адаптацию.
Этап 2 (60-е годы)( Эвристический поиск)
В «интеллект» машины добавились механизмы поиска, сортировки, простейшие операции по обобщению информации, не зависящие от смысла обрабатываемых данных.( частичная автоматизация деятельности человека).
Этап 3 (70-е годы)( Представление знаний)
была осознана важность знаний (по объему и содержанию) для синтеза алгоритмов решения задач. При этом имелись в виду знания, с которыми математика не умела работать, т.е. опытные знания, не носящие формального характера и описываемые обычно в декларативной форме. Это знания специалистов в различных областях деятельности, врачей, химиков, исследователей и т.п. – Экспертные знания (и экспертные системы)
Этап 4 (80-е годы)( Обучающие машины)
появлением экспертных систем в мире начался принципиально новый этап развития интеллект-х технологий – эра интеллектуальных систем-консультантов, которые предлагали варианты решений, обосновывали их, способны были к обучению и к развитию.
Этап 5 (90-е годы)( Автоматизированные обрабатывающие центры)
И новой парадигмой создания перспективных систем защиты всех видов стали интеллектуальные системы. Именно они позволяют создавать гибкие среды, в рамках которых обеспечивается решение всех необходимых задач (защита от несанкцион доступа, безопасность ресурсов, поиск инфы в сетях и тд).
Этап 6 (2000-е годы)( Робототехника)
Область применения роботов достаточно широка и простирается от автономных газонокосилок и пылесосов до современных образцов военной и космической техники. Модели оборудованы навигационной системой и всевозможными периферийными датчиками.
Этап 7 ( год 2008)( Сингулярность)
Создание искусственного интеллекта и самовоспроизводящихся машин, интеграция человека с вычислительными машинами, либо значительное скачкообразное увеличение возможностей человеческого мозга за счёт биотехнологий.
Интеллектуальная информационная система (ИИС, англ. intelligent system) — разновидность интеллектуальной системы, один из видов информационных систем, иногда ИИС называют системой, основанной на знаниях. ИИС представляет собой комплекс программных, лингвистических и логико-математических средств для реализации основной задачи: осуществление поддержки деятельности человека, например возможность поиска информации в режиме продвинутого диалога на естественном языке.
ИС бывает 2 видов:
интеллектуальные системы – система, способная принимать решения без участия человека
интеллектуализированные – система, способная принимать решения с участием человека
Свойства интеллектуальной системы:
Типы задач, решаемые интеллектуальной системой:
Экспе́ртная система— компьютерная программа, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации.
В информатике экспертные системы рассматриваются совместно с базами знаний как модели поведения экспертов в определенной области знаний с использованием процедур логического вывода и принятия решений, а базы знаний — как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности.
Структура ЭС: Интерфейс пользователя, Пользователь, Интеллектуальный редактор базы знаний, Эксперт, Инженер по знаниям, Рабочая (оперативная) память, База знаний, Решатель (механизм вывода), Подсистема объяснений
Классификация ЭС по решаемой задаче
Классификация ЭС по связи с реальным временем
Области - информатика, комп системы, электроника, экономика, военное дело,медицина и тд.
ПРИМЕРЫ:
1.CODES. Экспертная система помогает разработчику базы данных, желающему использовать подход IDEF1 для определения концептуальной схемы базы данных.
2.WolframAlpha — поисковая система, интеллектуальный «вычислительный движок знаний»
3.MYCIN — наиболее известная диагностическая система в медицине
26 Данные и знания: понятия, отличия. Методы представления знаний. Фреймовая модель
Данные это - факты, цифры, и другие сведения о реальных и абстрактных лицах, предметах, объектах, явлениях и событиях, соответствующих определенной предметной области, представленные в цифровом, символьном, графическом, звуковом и любом другом формате;
Знания - это осознание и толкование определенной информации, с учетом путей наилучшего ее использования для достижения конкретных целей, характеристиками знаний являются: внутренняя интерпретируемость, структурируемость , связанность и активность.
Отличия между данными и знаниями:
1. внутренняя интерпретируемость знаний (например: данные – 243849..., знания – предложения естественного языка)
2. активность знаний. Если есть знания, то появления новых знаний может привести к изменению старых знаний и появлению новых.
3. связность знаний. Знания не интересны сами по себе, они интересны в совокупности (система знаний). 4. знания динамичны, а данные как правило статичны
Существует несколько методов представления знаний в ИС: Логическая модель представления знаний; Представление знаний с помощью продукционных правил; Представление знаний с помощью фреймов; Представление знаний с помощью сетевой модели (семантическая сеть).
Логические модели основываются на классическом исчислении предикатов I-го порядка, когда предметная область или задача описывается в виде набора аксиом
В продукционной модели (модели правил) знания представлены совокупностью правил вида "ЕСЛИ-ТО". Системы с базами знаний, основанные на этой модели, называются продукционными системами.
Продукционные системы бывают двух диаметрально противоположных типов – с прямыми и обратными выводами. Типичными представителями первого типа являются системы, используемые для решения задач диагностического характера, а типичными представителями систем второго типа – системы, используемые для решения задач проектирования.
Семантической сетью называется структура данных, имеющая определенный смысл как сеть. Стандартного определения семантической сети не существует, но обычно под ней подразумевают систему знаний, имеющую определенный смысл в виде целостного образа сети, узлы которой соответствуют понятиям и объектам, а дуги – отношениям между объектами. Следовательно, всевозможные сети можно рассматривать как сети, входящие в состав семантической сети. Например, если "Петров" и "студент" являются узлами сети, то, установив между этими узлами связь "есть", получим смысловое предложение "Петров есть студент".
Фреймовые модели
Фреймы - Каждый фрейм имеет своё собственное имя и набор атрибутов, или слотов которые содержат значения; например фрейм дом мог бы содержать слоты цвет, количество этажей и так далее.
Фреймовые представления объектно-центрированы в том же смысле, что и семантическая сеть: все факты и свойства, связанные с одной концепцией, размещаются в одном месте, поэтому не требуется тратить ресурсы на поиск по базе данных.
Скрипт — это тип фреймов, который описывает последовательность событий во времени;
27 Экономические объекты и бизнес-процессы, назначение, основные функции.
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ [economic unit]
1. Любой объект, который может принять решение, получить задание на производство или распределение тех или иных продуктов или выступать в качестве покупателя.
2. Объект любой природы, рассматриваемый в экономическом исследовании
Термин «бизнес-процесс» определяется как множество внутренних шагов (видов) деятельности, начинающихся с одного или более входов и заканчивающихся созданием продукции, необходимой клиенту (экономического объекта).
Бизнес-процесс начинается со спроса потребителя и заканчивается его удовлетворением. Процессно-ориентированные организации стараются устранять барьеры и задержки, возникающие на стыке двух различных подразделений организации при выполнении одного бизнес-процесса.
Структура бизнес-процесса:
Существуют три вида БП:
1-Управляющие, назначение: управляют функционированием системы. Примером управляющего процесса может служить Корпоративное управление и Стратегический менеджмент.
2-Операционные, назначение: составляют основной бизнес компании и создают основной поток доходов. Примерами операционных БП являются Снабжение, Производство, Маркетинг и Продажи.
3-Поддерживающие, назначение: обслуживают основной бизнес. Например, Бухгалтерский учет, Подбор персонала, Техническая поддержка, АХО.
28 модели сетевого планирования и управления
Сетевой анализ (сетевое планирование) — метод анализа сроков (ранних и поздних) начала и окончания нереализованных частей проекта, позволяет увязать выполнение различных работ и процессов во времени, получив прогноз общей продолжительности реализации всего проекта.
Сетевой моделью (другие названия: сетевой график, сеть) называется экономико-математическая модель, отражающая комплекс работ (операций) и событий, связанных с реализацией некоторого проекта (научно-исследовательского, производственного и др.), в их логической и технологической последовательности и связи.
МЕТОДЫ СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ:
1.1.Диаграмма Ганта с дополнительным временным люфтом 10-20 % - популярный тип столбчатых диаграмм, который используется для иллюстрации плана, графика работ по какому-либо проекту. Является одним из методов планирования проектов.
Диаграмма Ганта представляет собой отрезки (графические плашки), размещенные на горизонтальной шкале времени. Каждый отрезок соответствует отдельной задаче или подзадаче. Задачи и подзадачи, составляющие план, размещаются по вертикали. Начало, конец и длина отрезка на шкале времени соответствуют началу, концу и длительности задачи. На некоторых диаграммах Ганта также показывается зависимость между задачами.
Часто диаграмма Ганта соседствует с таблицей со списком работ, строки которой соответствуют отдельно взятой задаче, отображенной на диаграмме, а столбцы содержат дополнительную информацию о задаче. Часто диаграмма Ганта соседствует с таблицей со списком работ, строки которой соответствуют отдельно взятой задаче, отображенной на диаграмме, а столбцы содержат дополнительную информацию о задаче.
1.2.Метод критического пути (МКП) - эффективный инструмент планирования расписания и управления сроками проекта.
В основе метода лежит определение наиболее длительной последовательности задач от начала проекта до его окончания с учетом их взаимосвязи. Задачи лежащие на критическом пути (критические задачи) имеют нулевой резерв времени выполнения и в случае изменения их длительности изменяются сроки всего проекта. В связи с этим при выполнении проекта критические задачи требуют более тщательного контроля, в частности, своевременного выявления проблем и рисков, влияющих на сроки их выполнения и, следовательно, на сроки выполнения проекта в целом. В процессе выполнения проекта критический путь проекта может меняться, так как при изменении длительности задач некоторые из них могут оказаться на критическом пути.
- Неальтернативные
1.Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) - общее название группы численных методов, основанных на получении большого числа реализаций стохастического (случайного) процесса, который формируется таким образом, чтобы его вероятностные характеристики совпадали с аналогичными величинами решаемой задачи.
2.Метод оценки и пересмотра планов (ПЕРТ, PERT) - это способ анализа задач, необходимых для выполнения проекта. В особенности, анализа времени, которое требуется для выполнения каждой отдельной задачи, а также определение минимального необходимого времени для выполнения всего проекта.
PERT был разработан главным образом для упрощения планирования на бумаге и составления графиков больших и сложных проектов. PERT предназначен для очень масштабных, единовременных, сложных, нерутинных проектов. Метод подразумевал наличие неопределённости, давая возможность разработать рабочий график проекта без точного знания деталей и необходимого времени для всех его составляющих.
-Альтернативные
1.Метод графической оценки и анализа (GERT) - альтернативный вероятностный метод сетевого планирования, применяется в случаях организации работ, когда последующие задачи могут начинаться после завершения только некоторого числа из предшествующих задач, причём не все задачи, представленные на сетевой модели, должны быть выполнены для завершения проекта.
29 ИС маркетинга
ИС - совокупность технич, прогр и организац обесп-я, а также персонала, предназнач-ая для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей инф.
Чтобы должным образом функционировать в условиях маркетинга, необходимо получать адекватную информацию до и после принятия решений. Существует множество причин, в силу которых маркетинговая информация должна собираться при разработке, реализации и пересмотре маркетингового плана фирмы или каких-либо его элементов. Недостаточно опираться на интуицию суждения руководителей и опыт прошлого.
Хорошая информация позволяет маркетологам:
· получать конкретные преимущества
· снижать финансовый риск и опасности для образца
· определить отношения потребителей
· следить за внешней средой
· координировать стратегию
· оценивать деятельность
· повысить доверие к рекламе
· получить поддержку в решениях
· подкрепить интуицию
· улучшить эффективность.
Маркетинговая информационная система (МИС) - это совокупность постоянно функционирующих приемов и ресурсов для сбора, классификации, анализа, оценки и распространения актуальной информации с целью ее использования при принятии эффективных маркетинговых решений.
МИС представляет собой важнейшую составную часть информационной системы управления предприятием. Отличительной особенностью МИС является тот факт, что она, используя внешние и внутренние источники информации, обеспечивает развитие связей предприятия с рынком. Маркетинговые информационные системы на предприятиях могут находиться на различных этапах своего развития, в том числе:
• простая система учета данных;
• система маркетинговой отчетности;
• системы, ориентированные на использование различного рода расчетных моделей;
• система маркетингового прогнозирования и др.
Развитая маркетинговая информационная система включает следующие элементы:
• информацию о внутренних возможностях предприятия для эффективного их использования при формировании маркетинговых усилий;
• информацию о развитии внешних условий для выработки стратегических и оперативных решений маркетинговой деятельности предприятия на рынке;
• информацию о результатах специальных маркетинговых исследований, проводимых на предприятии с целью получения дополнительных данных оригинального характера;
• систему обработки маркетинговой информации (с использованием современных информационных технологий для сбора данных, их анализа и прогнозирования).
Для осуществления сбора маркетинговой информации фирма должна располагать соответствующими ресурсами:
• специалисты, обладающие квалификацией в области сбора, обработки и анализа информации;
• методическое обеспечение приемов работы с информацией, так как методы сбора и обработки информации существенным образом влияют на ее качество;
• оборудование (вычислительная техника, телефон и прочая оргтехника, программное обеспечение, приборы, позволяющие регистрировать информацию в ходе исследования).
30 ИС управления качеством. Цикл Деминга. 14 пунктов программы качества.
ИС - совокупность технич, прогр и организац обесп-я, а также персонала, предназнач-ая для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей инф.
Требования качества:
- качество определяется продуктом
-качество определяется пользователем
-качество определяется процессами
-качество отражает ценность
Методология PDCA (методология деминга) представляет собой простейший алгоритм действий руководителя по управлению процессом и достижению его целей.
14 принципов для построения системы менеджмента качества:
План действия Деминга:
31 ИС управления знаниями. Семь особенностей инновационной фирмы.
Под управлением знаниями в общем случае понимается дисциплина, которая обеспечивает интегрированный подход к созданию, сбору, организации, доступу и использованию информационных ресурсов организации. Эти ресурсы включают в себя корпоративные базы данных, текстовую информацию, такую как документы, описывающие правила и процедуры, и, что наиболее важно, неявные знания и опыт сотрудников организации» [9].
Это довольно авторитетное определение международной фирмы IBM
ИС - совокупность технич, прогр и организац обесп-я, а также персонала, предназнач-ая для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей инф.
Знания – проверенные общественной практикой полезные сведения, которые м. многократно использоваться людьми для решения задач.
Значение знаний в бизнесе: -для принятия решений, -для осущ-я контроля, -для определения целей компании, - для обеспечения конкурентоспособности.
Управление знаниями -процесс выделения, создания, сбора, организации, распространения, повторн использования и упорядочивания стратегических знаний, необх для такого способа функционирования предприятия/котрое создает конкурентные преимущества.
Этапы перехода инф в сист управления знаниями: 1накопление 2извлечение 3обработка/анализ 4программн реализация 5обслуживание (обновление, добавление)
Система управления знаниями включает:
- Информацию. – Людей (корпоративный портал, документооборот) - Система навигации (Где найти нужную информацию? Где найти экспертов? Куда поместить вновь поступивший документ?).
Прикладная система компании:
Инновация — это внедренное новшество, обеспечивающее качественный рост эффективности процессов или продукции, востребованное рынком. Является конечным результатом интеллектуальной деятельности человека.
Инновационный проект(ИП) - частная форма организации и управления инновационным процессом, результатом которой служит конкретная инновация.
Итогом разработки инновационного проекта служит документ, включающий в себя подробное описание инновационного продукта, обоснование его жизнеспособности, необходимость, возможность и формы привлечения инвестиций и учитывающий организационно-правовые моменты его продвижения.
ОСОБЕННОСТИ:
1. Идея ИП должна иметь основу в форме научных и маркетинговых исследований, подстраиваться под потребителя и опираться на научные разработки.
2. Сложность прогнозирования результатов и как итог - повышенные риски. Вероятность получения положительных от 5 до 95%.
3. Необходима личная заинтересованность и энтузиазм исполнителей при
разработке и внедрению ИП (не только деньги).
4. Организация работы участников проекта. Мотивация работников.Грамотное руководство.
5. Отсутствие привычных стандартов для инновационного проекта. Даже самая четкая концепция проекта может претерпеть серьезные изменения в процессе разработки.
Имитационное моделирование — это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью с достаточной точностью описывающей реальную систему и с ней проводятся эксперименты с целью получения информации об этой системе. Экспериментирование с моделью называют имитацией (имитация — это постижение сути явления, не прибегая к экспериментам на реальном объекте).
Процесс последовательной разработки имитационных моделей начинается с создания простой модели, которая постепенно усложняется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к результату разрешения некоторой проблемы.
Экспериментирование с моделью называют имитацией (имитация — это постижение сути явления, не прибегая к экспериментам на реальном объекте).
Например, MathLab и Simulink, GPSS
Этапы процесса построения математической модели сложной системы:
Метод имитационного моделирования Монте-Карло создает дополнительную возможность при оценке риска за счет того, что делает возможным создание случайных сценариев.
Метод Монте-Карло - общее название группы численных методов, основанных на получении большого числа реализаций стохастического (случайного) процесса, который формируется таким образом, чтобы его вероятностные характеристики совпадали с аналогичными величинами решаемой задачи.
Сущность метода Монте-Карло состоит в следующем: требуется найти значение а некоторой изучаемой величины. Для этого выбирают такую случайную величину Х, математическое ожидание которой равно а: М(Х)=а.
Практически же поступают так: производят n испытаний, в результате которых получают n возможных значений Х; вычисляют их среднее арифметическое x^= сумма(xi)/n и принимают x в качестве оценки (приближённого значения) a* искомого числа a: a=a*=x^
Поскольку метод Монте-Карло требует проведения большого числа испытаний, его часто называют методом статистических испытаний. Теория этого метода указывает, как наиболее целесообразно выбрать случайную величину Х, как найти её возможные значения. В частности, разрабатываются способы уменьшения дисперсии используемых случайных величин, в результате чего уменьшается ошибка, допускаемая при замене искомого математического ожидания а его оценкой а*.
Результаты имитации собираются и анализируются статистически, с тем, чтобы оценить меру риска.
Система информационной безопасности обеспечивает безопасное функционирование бизнес-процессов и не препятствует работе пользователей с информационными ресурсами.
Построение системы безопасности информации и ее функционирование должны осуществляться в соответствии со следующими принципами:
1 - законность
2 - системность: учет всех взаимосвязанных элементов, условий и факторов, существенно значимых для понимания и решения проблемы обеспечения безопасности информации.
3 - комплексность: согласованное применение разнородных средств при построении целостной системы защиты, защита должна строиться эшелонировано.
4 - непрерывность защиты: непрерывный, целенаправленный процесс, предполагающий принятие соответствующих мер.
5 - своевременность: упреждающий характер мер для обеспечения безопасности информации.
6 - преемственность и совершенствование
7 - экономическая целесообразность: соответствие уровня затрат на обеспечение безопасности информации ценности информационных ресурсов и величине возможного ущерба.
8 - персональная ответственность
9 - принцип минимизации полномочий: означает предоставление пользователям минимальных прав доступа в соответствии с производственной необходимостью.
10 - взаимодействие и сотрудничество; предполагает создание благоприятной атмосферы в коллективах подразделений.
11 - гибкость системы защиты: для обеспечения возможности варьирования уровня защищенности средства защиты должны обладать определенной гибкостью.
12 - открытость алгоритмов и механизмов защиты: знание алгоритмов работы системы защиты не должно давать возможности ее преодоления (даже авторам), однако это не означает, что информация о конкретной системе защиты должна быть общедоступна.
13 - простота применения средств защиты: механизм защиты должны быть интуитивно понятен и прост в использовании, без значительных дополнительных трудозатрат.
14 - научная обоснованность и техническая реализуемость: средства и меры защиты информации должны быть реализованы на современном уровне развития науки и техники.
15 - специализация и профессионализм
16 - обязательность контроля: предполагает обязательность и своевременность выявления и пресечения попыток нарушения установленных правил безопасности.
17 – управление доступом
Стандарты, существующие в нашей стране:
ГОСТ Р ИСО 7498-2-99 - Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 2. Архитектура защиты информации.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 9594-8-98 - Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Справочник. Часть 8. Основы аутентификации.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 9594-9-95 - Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Справочник. Часть 9. Дублирование.
ГОСТ Р 50739-95 - "Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа
к информации. Общие технические требования".
ГОСТ 28147-89 - Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования.
ГОСТ Р 34.10-94 - Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма.
ГОСТ Р 34.11-94 - Информационная технология. Криптографическая защита информации. Функция хэширования.
34. Объектно-ориентированные визуальные модели бизнес-процессов.
UML - язык визуального моделирования, основанный на объектно-ориентированном подходе. UML включает в себя двенадцать типов диаграмм, которые позволяют описать статическую структуру системы и ее динамическое поведение.
Рассмотрим эти диаграммы подробнее.
Диаграммы прецедентов применяются для анализа проблемной области и разработки функциональной структуры системы. Эта методология вначале разрабатывалась для анализа и проектирования программных систем, но она настолько успешно зарекомендовала себя при анализе, что стала широко применяться для анализа бизнес-систем и реинжиниринга деятельности компаний.
Диаграммы классов применяются для проектирования иерархической структуры классификации объектов системы. Кроме атрибутивной и поведенческой структуры классов, диаграммы классов позволяют выделить связи и зависимости между классами и объектами системы.
На основании диаграмм прецедентов и объектной структуры системы строятся модели поведения системы. Они позволяют рассмотреть выполнение определенных функций системы и спроектировать поведенческие свойства классов. Это осуществляется с помощью диаграмм последовательности и диаграмм взаимодействия.
Диаграммы состояний позволяют описать иерархическую структуру состояний объектов системы и переходы между состояниями под воздействием определенных событий.
Диаграммы размещения - разработанные из диаграмм процессов Буча, позволяют спроектировать архитектуру системы.
Диаграммы компонентов предназначены для грамотного разделения приложения на модули, что является очень сложной задачей.
Использование UML облегчает проблему сопровождаемости проекта, поскольку основная информация о проекте хранится в визуальной форме. Средства визуального моделирования, поддерживающие UML, позволяют автоматизировать анализ и проектирование программных систем, а интегрированные в них средства автоматической кодогенерации дают возможность привязывать исходный код объектно-ориентированных языков программирования (C++, Java, Delphi и других) прямо к элементам модели и вести разработку кода внутри построенной модели.
Часть 3
Парная регрессия характеризует связь между двумя признаками: результативным и факторным. Аналитическая связь между ними описывается уравнениями: Прямой - , Гиперболы , Параболы
Модель линейной регрессии (линейное уравнение) является наиболее распространенным (и простым) видом зависимости между экономическими переменными. Определить тип уравнения можно, исследуя зависимость графически. Сущность МНК заключается в нахождении параметров модели (а0, а1), при которых минимизируется сумма квадратов отклонений эмпирических (фактических) значений результативного признака от теоретических, полученных по выбранному уравнению регрессии: . Проводят дифференцирование S по коэффицентам и приравнивают уравнения к 0.
Из системы уравнений, получаем: Здесь
Параметр а1 называется коэффициентом регрессии. Его величина показывает среднее изменение результата с изменением фактора на единицу.
После получения уравнения множественной регрессии, измеряем тесноту связи между результативным признаком и факторными признаками. Для этого рассчитывают совокупный коэффициент детерминации R2 и совокупный коэффициент множественной корреляции R - общие показатели тесноты связи многих признаков.
Множественный коэффициент детерминации R2, - множественный коэффициент корреляции в квадрате, показывает, какая доля вариации результативного признака, обусловлена изменением всех факторов, входящих в уравнение множественной регрессии.
Множественный коэффициент корреляции R вычисляется при наличии линейной связи между результативным и несколькими факторными признаками. Пределы изменения совокупного коэффициента множественной корреляции: 0 R 1. Чем ближе R к 1, тем точнее уравнение множественной линейной регрессии отражает реальную связь.
Проверка адекватности моделей, построенных на основе уравнений регрессии, начинается с проверки значимости каждого коэффициента регрессии. Значимость коэффициента регрессии осуществляется с помощью t-критерия Стьюдента (отношение коэффициента регрессии к его средней ошибке):
.
Коэффициент регрессии считается статистически значимым, если превышает tтабл - табличное (теоретическое) значение t-критерия Стьюдента для заданного уровня значимости (0,05) и n-k-1 степеней свободы: , где n - число наблюдений, k - число факторных признаков.
Проверка адекватности всей модели осуществляется с помощью F-критерия и величины средней ошибки аппроксимации .
Значение средней ошибки аппроксимации, определяемой по формуле
не должно превышать 12 - 15 %.
Расчетное значение F-критерия определяется по формуле и сравнивается с табличным:
, где - коэффициент множественной детерминации.
Величина Fтабл находится по таблицам при заданном уровне значимости (0,05) и числе степеней свободы 1= k, 2= n-k-1. Если Fрасч Fтабл, связь признается существенной.
Изучение связи между тремя и более связанными между собой признаками носит название множественной (многофакторной) регрессии. Требуется определить аналитическое выражение связи между результативным признаком (У) и факторными признаками (х1…хn), найти функцию .
Построение моделей множественной регрессии включает несколько этапов: выбор формы связи (уравнения регрессии), отбор факторных признаков, обеспечение достаточного объема совокупности для получения несмещенных оценок. Выбор формы основывается на априорном теоретическом анализе изучаемого явления и подборе известных типов математических моделей.
Среди многофакторных регрессионных моделей выделяют линейные и нелинейные. Основное значение имеют линейные модели, которые содержат независимые переменные только в первой степени: ,где а0 - свободный член, а1, а2, . . ., аk - коэффициенты регрессии; х1, х2, . . ., хk - факторные признаки.
После того как получено уравнение множественной регрессии, необходимо измерить тесноту связи между результативным признаком и факторными признаками. Для этого рассчитывают совокупный коэффициент детерминации R2 и совокупный коэффициент множественной корреляции R - общие показатели тесноты связи многих признаков.
Множественный коэффициент детерминации R2, представляющий собой множественный коэффициент корреляции в квадрате, показывает, какая доля вариации результативного признака, обусловлена изменением всех факторов, входящих в уравнение множественной регрессии.
, - парные коэффициенты корреляции, - коэффициенты регрессии.
Множественный коэффициент корреляции R вычисляется при наличии линейной связи между результативным и несколькими факторными признаками. 0 R 1. Чем ближе R к 1, тем точнее уравнение множественной линейной регрессии отражает реальную связь.
Частный коэффициент детерминации показывает на сколько процентов вариация результативного признака объясняется вариацией iго признака.
Проверка адекватности моделей, построенных на основе уравнений регрессии, начинается с проверки значимости каждого коэффициента регрессии. Значимость коэффициента регрессии осуществляется с помощью t-критерия Стьюдента (отношение коэффициента регрессии к его средней ошибке): .
Коэффициент регрессии считается статистически значимым, если превышает tтабл - табличное (теоретическое) значение t-критерия Стьюдента для заданного уровня значимости (0,05) и n-k-1 степеней свободы: , где n - число наблюдений, k - число факторных признаков.
Проверка адекватности всей модели осуществляется с помощью F-критерия и величины средней ошибки аппроксимации .
Значение средней ошибки аппроксимации, определяемой по формуле не должно превышать 12 - 15 %.
Расчетное значение F-критерия определяется по формуле и сравнивается с табличным: , где - коэффициент множественной детерминации.
Величина Fтабл находится по таблицам при заданном уровне значимости (0,05) и числе степеней свободы 1= k, 2= n-k-1. Если Fрасч Fтабл, связь признается существенной.
Многие экономические процессы описываются нелинейными функциональными зависимостями. Для такого процесса необходимо определить аналитическую связь между результативным признаком и факторным. Чтобы правильно выбрать тип нелинейной зависимости, необходимо знать характер и основные виды. Социально -экономические явления можно описать используя модели:
Нелинейные формы зависимости приводятся к линейным путем линеаризации.
5. В полиномных моделях: а0 показывает усредненное влияние на у неучтенных факторов, а1…n, - на сколько в среднем изменилось значение у при увеличении факторного признака на 1цу. Такие модели описывают процессы, в которых последовательне развитие не зависит от достигнутого уровня.
2. Дальнейшее развитие зависит от достаточности уравнения.
Чтобы выбрать вид кривой пользователю необходимо использовать метод характеристик прироста. Временной ряд сглаживается методом простой порстой скользящей средней. Вычисляются первые средние приросты, вторые, и ряд производных величин.
(),
В соответствии с результатами изменений этих величин выбирается криваяя. После отбора кривых, определяются параметры. Параметры полимиальной модели определяются МНК.
Экспотенциальных: 1) логарифмируют выражение по некоторому основанию, а затем для неизвестных параметров составляют на основе МНК систему уравнений. Решая эту систему, находят логарифмы параметров, а затем и сами параметры. Соответствие модели исследуемому процессу – адекватность.
Проверка адекватности моделей, построенных на основе уравнений регрессии, начинается с проверки значимости каждого коэффициента регрессии. Значимость коэффициента регрессии осуществляется с помощью t-критерия Стьюдента (отношение коэффициента регрессии к его средней ошибке):
.
Коэффициент регрессии считается статистически значимым, если превышает tтабл - табличное (теоретическое) значение t-критерия Стьюдента для заданного уровня значимости (0,05) и n-k-1 степеней свободы: , где n - число наблюдений, k - число факторных признаков.
Проверка адекватности всей модели осуществляется с помощью F-критерия и величины средней ошибки аппроксимации .
Значение средней ошибки аппроксимации, определяемой по формуле
не должно превышать 12 - 15 %.
, где - коэффициент множественной детерминации.
Если Fрасч Fтабл, связь признается существенной.
Временной ряд – это совокупность значений какого-либо показателя за несколько последовательных моментов или периодов времени. Каждый уровень временного ряда формируется под воздействием факторов:
В большинстве случаев фактический уровень временного ряда можно представить как сумму или произведение трендовой, циклической и случайной компонент. В случае суммы – модель аддитивная, в случае произведения – модель мультипликативная.
Пусть исследуется показатель Y. Его значение в текущий момент (период) времени t обозначают yt; значения Y в последующие моменты обозначаются yt+1, yt+2, … , yt+k, … ; значения Y в предыдущие моменты обозначаются yt-1, yt-2, … , yt-k, … .
Если при анализе развития экономического процесса во времени используются в качестве объясняющих переменных не только текущие их значения, но и некоторые предыдущие по времени значения, а также само время T, то модель называется динамической.
Переменные, влияние которых характеризуется определенным запаздыванием - лаговые переменные. Лаг - временное запаздывание.
Причин наличия лагов в экономике много, например:
Динамические модели подразделяются на два класса:
При наличии во временном ряде тенденции и циклических колебаний значения каждого последующего уровня ряда зависят от предыдущих. Корреляционную зависимость между последовательными уровнями временного ряда называют автокорреляцией уровней ряда.
Количественно ее можно измерить с помощью линейного коэффициента корреляции между уровнями исходного временного ряда и уровнями этого ряда, сдвинутыми на несколько шагов во времени.
Два важных свойства коэффициента автокорреляции:
Последовательность коэффициентов автокорреляции уровней первого, второго и т.д. порядков называют автокорреляционной функцией временного ряда. График зависимости этой функции от величины лага (порядка коэффициента корреляции) называется коррелограммой. И сама автокорреляционная функция, и коррелограмма позволяют выявить структуру ряда (определить лаг, при котором автокорреляция наиболее высокая, а следовательно, и лаг, при котором связь между текущим и предыдущим уровнями ряда наиболее тесная).
Если наиболее высоким оказался коэффициент автокорреляции первого порядка, исследуемый ряд содержит только тенденцию (то есть трендовый компонент T). Если наиболее высоким оказался коэффициент автокорреляции порядка τ, ряд содержит циклические колебания (циклическую компоненту S) с периодичностью в τ моментов времени. Если ни один из коэффициентов автокорреляции не является значимым, можно сделать одно из двух предположений относительно структуры ряда: либо ряд не содержит тенденции и циклических колебаний, либо ряд содержит сильную нелинейную тенденцию, для выявления которой нужно провести дополнительный анализ.
Экстраполяция предполагает, что закономерность развития, действующая в прошлом (внутри ряда динамики), сохранится и в будущем. Экстраполяция, проводимая в будущее, называется перспективной и в прошлое ретроспективной. Обычно, говоря об экстраполяции рядов динамики, подразумевают чаще всего перспективную экстраполяцию.
Теоретической основой распространения тенденции на будущее является известное свойство социально-экономических явлений, называемое инерционностью.
Применение экстраполяции базируется на следующих предпосылках:
Надежность и точность прогноза зависят от того, насколько близкими к действительности окажутся эти предположения, и как точно удалось охарактеризовать выявленную в прошлом закономерность.
Прогнозирование – известны некоторые действующие факторы и необходимые условия и предпосылки.
Чем короче срок экстраполяции, тем более надежные и точные результаты дает прогноз.
Экстраполяцию можно представить формулой , где - прогнозируемый уровень, - текущий уровень прогнозируемого ряда, Т – период укрупнения, - параметр уравнения тренда.
Выделяют следующие методы экстраполяции:
Экстраполяция дает возможность получить точечное значение прогноза. Точное совпадение фактических данных и прогностических точечных оценок имеет малую вероятность. Возникновение таких отклонений объясняется следующими причинами:
При анализе рядов динамики иногда приходится прибегать к определению некоторых неизвестных уровней внутри данного ряда динамики, то есть к интерполяции.
При интерполяции считается, что ни выявленная тенденция, ни ее характер не претерпели существенных изменений в том промежутке времени, уровень (уровни) которого нам не известен.
Основная тенденция развития (тренд) - плавное и устойчивое изменение уровня явления или процесса во времени, свободное от случайных колебаний. Для выявления тренда проведят следующие процедуры:
Для построения трендов чаще всего используют следующие функции:
линейный тренд гиперболу степенную функцию
параболу второго порядка
6 Общая характеристика систем уравнений, используемых в эконометрике.
Различают несколько видов систем уравнений:
1.Система независимых уравнений - когда каждая зависимая переменная у рассматривается как функция одного и того же набора факторов х: y1=a11*x1+a12*x2+…+a1m*xm+e1
Для решения этой системы и нахождения ее параметров
yn=an1*x1+an2*x2+…+anm*xm+en используется МНК(позволяет найти такие значения a и b для кт ф-ция . Ei –ряд остатков. ф-ция Q обязательно имеет мин, тк она непрерывна, квадратична, выпукла и ограничена снизу)
2.Система рекурсивных уравнений – когда зависимая переменная у одного уравнения выступает в виде фактора х в другом уравнении:
y1=a11*x1+a12*x2+…+a1m*xm+e1
y2=b21*y1+a21*x1+a22*x2+…+a2m*xm+e2
y3=b31*y1+b32*y2+a31*x1+a32*x2+…+a3m*xm+e3
yn=bn1*y1+bn2*y2+…+bnn-1*yn-1+an1*x1+an2*x2+…+anm*xm+en
Для решения этой системы и нахождения ее параметров используется МНК.
3 Система взаимосвязанных уравнений – когда одни и те же зависимые
переменные в одних уравнениях входят в левую часть, а в других – в правую.
y1=b12*y2+b13*y3+…+b1n*yn+a11*x1+a12*x2+…+a1m*xm+e1
y2=b21*y1+b23*y3+…+b2n*yn+a21*x1+a22*x2+…+a2m*xm+e2
yn=bn1*y1+bn2*y2+…+bnn-1*yn-1+an1*x1+an2*x2+…+anm*xm+en
Такая система уравнений называется структурной формой модели.
Эндогенные переменные – взаимосвязанные переменные, которые определяются внутри модели (системы) у.
Экзогенные переменные – независимые переменные, которые определяются вне системы х.
Предопределенные переменные – экзогенные и лаговые (за предыдущие моменты времени) эндогенные переменные системы.
Коэффициенты a и b при переменных – структурные коэффициенты модели.
7 Статистические характеристики связей между случайными величинами, модели и алгоритмы их анализа и обработки.
Случайной величиной называют величину , которая в результате испытания примет одно и только одно возможное значение , наперед не известное и зависящее от случайных причин, которые заранее не могут быть уточнены.
Наиболее употребляемыми характеристиками связи 2х СВ являются меры их линейной связи.
Для количественной оценки взаимосвязи 2х наборов данных, представленных в безразмерном виде коэффициент корреляции выборки представляет собой ковариацию 2х наборов данных, деленную на произведение их стандартных отклонений.
, , , -1<f<1.
Корреляционный анализ дает возможность установить, ассоциированны ли наборы данных по величине, т.е. большие значения из одного набора данных связаны с большими значениями другого набора (+ корреляция), или малые значения одного набора данных связаны с большими значениями другого набора данных ( «-» корреляция), или данные 2х диапазонов никак не связаны (корреляция близка к 0).
Ковариация для вычисления среднего произведения отклонений точек данных от относительных средних – является мерой связи между 2мя диапазонами данных:
Ковариационный анализ дает возможность установить, ассоциированны ли наборы данных по величине, т.е. большие значения из одного набора данных связаны с большими значениями другого набора (+ ковариация), или малые значения одного набора данных связаны с большими значениями другого набора данных ( «-»ковариация), или данные 2х диапазонов никак не связаны (ковариация близка к 0).
«+» переменные изменяются в одном направлении
«-» в противоположных.
Дисперсия – средний квадрат отклонений индивидуальных значений признака от средней величины.
СКО – обобщающая характеристика размеров вариации признака в совокупности. =
8 Общая постановка задачи одномерной и многомерной безусловной оптимизации. Необходимые и достаточные условия экстремума.
Одномерная оптимизация заключается в нахождении точки х*, в которой целевая функция f(x) принимает минимальное (максимальное) значение: f(х*) → min (max). Функция f(x) имеет локальный минимум, если в окрестности х* справедливо неравенство: f(x) > f(х*). Глобальный минимум – неравенство выполняется на множестве .
Необходимым условием экстремума в точке х* является равенство нулю первой производной, т.е. решить уравнение . Данному условию удовлетворяют как локальные и глобальные экстремумы, так и точки перегиба. С целью получения достаточных условий требуется расчет вторых производных в найденных точках решенного уравнения.
Если вторая производная в данной точке больше 0, то это min. Наоборот – max.
Многомерная безусловная оптимизация.
Пусть задана функция n действительных переменных f(x1, …, xn)=f(x), определенная на множестве , х – вектор-столбец , обозначающий точку в n-мерном евклидовом пространстве с координатами x1, …, xn.
Функция f(x) имеет локальный минимум в точке , если в ее окрестности выполняется: f(x*) f(x), глобальный минимум – неравенство выполняется на множестве .
Необходимым условием существования экстремума функции нескольких переменных в точке х* является равенство нулю всех частных производных в этой точке.
Данная система может иметь как одно, так и несколько решений. Точки х* называются стационарными. Для проверки полученных точек на экстремум необходимо провести исследование вторых производных. При этом рассчитывается матрица Гессе Н(х*), представляющая квадратную матрицу вторых частных производных f(x). Достаточным условием минимума является положительно определенная матрица Н, а максимума - отрицательно.
Основные этапы решения задач оптимизации:
1. Выделение объекта или системы (выделение совокупности факторов, влияющих на целевую функцию; формирование вида допустимой области и характера ограничений).
2. Определение количественного критерия, на основе которого можно выявить лучшие условия функционирования объекта.
3. Математическое описание объекта, т.е. построение мат. модели.
4. Выбор способа оптимизации (прямой – на объекте методами поиска и планирования эксперимента; на основе мат. моделей).
5. Выбор метода оптимизации, который определяется тремя факторами: вид критерия, характер ограничений, размерность задачи. Аналитические, графические, численные.
6. Реализация задачи на ЭВМ
7. Анализ результатов и проверка на объекте.
Обычный симплекс – метод.
Симплексом в пространстве n переменных называют выпуклый многогранник, имеющий n+1 вершину. В обычном симплекс-методе используется правильный симплекс (все ребра которого равны). На примере двумерного случая рассмотрим решение задачи оптимизации. Выбирается начальный симплекс – треугольник, т.к. двумерное пространство, с вершинами х(1) – х(2) – х(3). Размещение правильного симплекса в пространстве может быть осуществлено двумя путями:
1. Одна вершина перемещается в начало координат, а остальные вершины располагаются так, чтобы ребра , выходящие из первой вершины, образовывали одинаковые углы с соответствующими координатными осями.
2.Центр симплекса перемещается в начало координат, а (n+1)-я вершина на ось х0. Остальные вершины располагаются симметрично относительно координатных осей.
В вершинах исходного симплекса рассчитывается значение целевой функции ,,. Из этих трех значений выбирается «наихудшая» точка. Через центр тяжести противолежащей грани хц.т. строится новая вершина симплекса х(4). В результате получается новый симплекс х(2)-х(3)-х(4). Вычисляется значение целевой функции в х(4). Среди новых вершин ищется «наихудшая». Эта вершина вновь отображается через середину противолежащей грани, вся процедура повторяется. Признаком окончания поиска является процедура зацикливания, когда вновь отображенная вершина оказывается «наихудшей». В этом случае необходимо уменьшить размеры симплекса. Процедура повторяется до тех пор, пока длина ребра не станет меньше заданной точности.
Метод деформируемых многогранников (метод Нельдера – Мида).
Данный метод более эффективен, чем обычный симплекс – метод, так как симплекс меняет свою форму от цикла к циклу.
Если , следовательно, - новая вершина симплекса, иначе, за новую вершину берется точка, полученная после отображения .
б) , то сжатие β < 1.
в) , то редукция (уменьшение размеров симплекса (обычно в 2 раза)), т.е. координаты всех вершин симплекса сдвигаются на половину расстояния до наилучшей точки. . Критерием остановки алгоритма является среднеквадратичная величина разности значений функции в вершинах симплекса и среднего ее значения, т.е. .
х(к)
х2
х1
Градиент – вектор, направленный в сторону наискорейшего возрастания функции. Вектор, противоположный градиенту, называется отрицательным градиентом. Градиент целевой функции grad f(x) – если целевая функция непрерывна и дифференцируема, то существует ее градиент, определяемый как вектор – столбец, составленный из частных производных целевой функции по всем факторам:
Градиент всегда направлен перпендикулярно к линии уровня в данной точке. Длина вектора градиента: . Суть всех градиентных методов заключается в использовании вектора градиента для определения направления движения к оптимуму. Согласно необходимому условию существования экстремума функции в точке экстремума градиент функции обращается в ноль. Это свойство часто используется для проверки условия окончания поиска в градиентных методах, т.е. . Общий алгоритм всех градиентных методов заключается в построении из некоторой начальной точки х(0) последовательности приближений: x(k+1) = x(k) - λ(k) S(k), где S(k) – единичный вектор в направлении градиента f(x) в точке x(k), λ(k) – величина шага в направлении градиента.
Градиентные методы с дроблением шага. Методы с постоянным шагом.
Величина шага αk выбирается: , где 0 < ε < 1 - произвольно выбранная постоянная величина. При минимизации функции выбираем α > 0. На k-й итерации проверяем выполнение неравенства при αk = α. Если оно выполнено, полагаем αk = α и переходим к следующей итерации. Если нет, то шаг αk дробим до тех пор, пока оно не выполнится.
Метод наискорейшего спуска или крутого восхождения Бокса - Уилсона.
Метод наискорейшего спуска – это процесс, на каждой итерации которого шаг αk выбирается из условия минимума функции f(x) в направлении движения, т.е. .
X0
X1
X2
f(x)=c3
f(x)=c2
f(x)=c1
X*
-f’(x0)
-f’(x1)
-f’(x2)
В этом методе направление движения из точки xk касается линии уровня в точке xk+1. Последовательность точек x0, x1, … , xk, зигзагообразно приближается к точке минимума х*, причем звенья этого зигзага ортогональны между собой. Шаг α выбирается из условия минимизации по α функции , поэтому .Т.о., направления спуска на двух последовательных итерациях взаимно ортогональны.
11. Постановка и методы решения задачи линейного программирования. Ее геометрическая и экономическая интерпретации.
Линейным программированием называется раздел математики, в котором изучаются методы нахождения минимума или максимума линейной функции конечного числа переменных при условии, что переменные удовлетворяют конечному числу дополнительных условий (ограничений), имеющих вид линейных уравнений или линейных неравенств.
Задача ЛП в общем случае формулируется как нахождение таких значений действительных переменных x1 ,x2, …, xn, для которых линейная целевая функция f(x) принимает min (max) значение, т.е. в матричной форме:
называется симметричной формой записи задачи ЛП (или стандартной задачей ЛП). Здесь x=(x1, x2,…,xn)TRT, cT=(c1, c2,…,cn), А-матрица (аij) размера mn, b=(b1, b2,…,bn)T.
Совокупность чисел x=(x1, x2,…,xn)T, удовлетворяющих ограничениям задачи ЛП, называется допустимым решением (или планом). Все допустимые решения образуют область допустимых решений (ОДР). План x=(x1*,x2*,…,xn*)T, при котором целевая функция f(x) принимает min (max) значение, называется оптимальным планом.
Методы решения задач ЛП делятся на два типа: точные и приближенные. Точные - симплексные методы. Приближенные методы - различные варианты градиентных схем оптимизации, методы случайного поиска. Наибольшее распространение у симплексных (последовательный перебор угловых точек, при котором значение целевой функции улучшается от итерации к итерации (от одной угловой точки к другой).
Для задачи ЛП с n переменными, подчиненными m ограничениям (m<n), можно получить решение, придавая каким либо из (n-m) переменным произвольные значения и разрешая систему m уравнений относительно оставшихся m переменных. Когда (n-m) переменных приравниваются к нулю. Такое решение называют базисным решением системы из m уравнений, с n неизвестными. Переменные приравненные к нулю, называются свободными, остальные базисными и образуют базис. Если полученное решение содержит только положительные компоненты, то оно называется базисным допустимым или опорным планом. Эк. содержание задачи определяется 3 факторами: 1) b1, b2,…,bm – ограниченные ресурсы; 2) j=1,2,…,n – возможные способы их использования; 3) цель наиболее эффективного использования ресурсов. сj-это оценка эффективности j-того способа использования ресурсов. Графически задача решается для 2- и 3-мерного пространства. Пусть задача ЛП задана в двумерном пространстве, т.е. ограничения содержат две переменные. В этом случае каждое условие определяет полуплоскость с граничной прямой: ai1x1+ai2x2=bi , i=(1,2,…,m), x1=0, x2=0. В итоге образовывается плоскость, ограниченная всеми прямыми – допустимая область – многоугольник. Необходимо найти точку многоугольника, в которой прямая F(x) = c1x1 + c2x2 = 0 является опорной и функция достигает min (max). Т.о. оптимальное решение - одна из вершин многоугольника ОДР.
Каноническая форма записи задачи ЛП:
Постановка задачи коммерческой деятельности может быть представлена в виде математической модели линейного программирования, если целевая функция - в виде линейной формы, а связь с ограниченными ресурсами описать посредством линейных уравнений или неравенств. Кроме того, вводится дополнительное ограничение – значения переменных должны быть неотрицательны, поскольку они представляют такие величины, как товарооборот, время работы, затраты и другие экономические показатели.
Геометрическая интерпретация экономических задач даёт возможность наглядно представить, их структуру. Задача линейного программирования с двумя переменными всегда можно решить графически. Однако уже в трёхмерном пространстве такое решение усложняется, а в пространствах, размерность которых более трёх, графическое решение, вообще говоря, невозможно.
Линейные транспортные задачи составляют особый класс задач линейного программирования. Общая постановка транспортной задачи состоит в определении оптимального плана перевозок некоторого однородного груза из m пунктов отправления (ПО) A1, A2,…,Am, в n пунктов назначения (ПН) B1, B2,…, Bn. При этом в качестве критерия оптимальности обычно берется либо минимальная стоимость перевозок всего груза, либо минимальное время его доставки. Рассмотрим транспортную задачу, в качестве критерия оптимальности которой взята минимальная стоимость перевозок всего груза. Обозначим через cij тарифы перевозки единицы груза из i-того ПО в j-тый ПН, через ai-запасы груза в i-том ПО, через bj-потребности в грузе в j-том ПН, а через xij- количество единиц груза, перевозимого из i-того ПО в j-тый ПН. Предполагается, что транспортные расходы пропорциональны перевозимому количеству продукции, т.е. перевозка k единиц продукции вызывает расходы cijk. Тогда математическая постановка задачи состоит в определении минимального значения целевой функции при условиях ,, , ,, , . Поскольку переменные xij удовлетворяют системам линейных уравнений (2) и (3) и условию не отрицательности (4), обеспечиваются доставка необходимого количества груза в каждый из ПН, вывоз имеющегося груза из всех ПО, а также исключаются обратные перевозки. Очевидно, общее количество груза у поставщиков равно, а общая потребность в грузе в ПН равна единиц. Если общая потребность в грузе в пунктах назначения равна запасу груза в ПО, т.е. =, то модель такой транспортной задачи называется закрытого типа. Если модель открытого типа (), то ее всегда можно привести к закрытому типу введением фиктивного ПН или фиктивного ПО: если <, то bn+1 =-, тогда =, Если >, то аm+1=-, тогда = и cm+1,j=0, . Впрочем, стоимость перевозок для фиктивного ПН, т.е. сi,n+1, может не всегда быть равной нулю, а приравниваться стоимости складирования излишков продукции, также как и для фиктивного ПО - cm+1,j может составить стоимость штрафов за недопоставку продукции. Транспортная задача представляет собой задачу линейного программирования и, естественно, ее можно решить с помощью метода последовательного улучшения плана или метода последовательного уточнения оценок. В этом случае основная трудность бывает связана с числом переменных задачи (mn) и числом ограничений (m+n). Поэтому специальные алгоритмы оказываются более эффективными. К таким алгоритмам относятся: метод потенциалов, метод дифференциальных рент. Алгоритм метода потенциалов, его называют еще модифицированным распределительным алгоритмом, начинает работу с некоторого опорного плана транспортной задачи (допустимого плана перевозок). Для построения опорного плана обычно используют один из трех методов: метод северо-западного угла, метод минимального элемента, метод аппроксимации Фогеля.
Распределения ресурсов, ограничения-равенства в которых соответствуют необходимости полного использования ресурсов. Коэффициенты aij обычно означают либо расход i-того ресурса на производство единицы j-той продукции (ресурсом может быть сырье, машинное время, электроэнергия и др.), либо содержание некоторого ингредиента в исходном ресурсе (железа в руде, золы в угле, белков в пищевом продукте и т.д.). Свободные члены bi обычно означают запас ресурса или потребное количество ингредиента в производимой продукции. Постановка задачи: для изготовления j видов продукции на предприятии используют i видов сырья. При этом производство ограниченно количеством ежедневно получаемого сырья b1, b2,…,bi aij - количество единиц i-того вида сырья, затрачиваемых на изготовление j-той продукции. pj-величина прибыли получаемой от реализации единицы j-той продукции. Требуется составить такой план выпуска продукции, чтобы при ее реализации получить максимальную прибыль. Обозначим через xj –количество единиц j-той продукции выпускаемых ежедневно. Прибыль от реализации этой продукции будет равна p1+p2+…+pj и ее нужно максимизировать: ; количество ресурсов ограничено: , i = 1,2, …,m. Кроме того, количество продукции неотрицательное число, поэтому: xj , j = 1,2,…,n.
Методы ЛП. При решении задачи методами ЛП, принимаются допущения: пропорциональность, т.е. затраты ресурсов на любой вид производственной деятельности, а также вклад этого вида производственной деятельности в суммарный доход прямо пропорциональны его уровню (объему) производства. Аддитивность, т.е. общий объем ресурсов, потребляемый всеми видами производственной деятельности, равен сумме затрат ресурсов на отдельные виды производственной деятельности, а общий доход от производственной деятельности равен сумме затрат доходов от каждого вида производственной деятельности. Неотрицательность, ни одному из видов производственной деятельности не может быть приписан отрицательный объем производства. Возможны ситуации, когда некоторое управляемое переменное xj может принимать отрицательные значения. В этом случае говорят о неограниченном в знаке переменном модели, и используют представление этого переменного в виде разности 2х неотрицательных управляемых переменных: , , . На практике допущения о пропорциональности и аддитивности при построении математических моделей часто не соответствуют реальности. Точные методы решения задач ЛП представляют собой симплексные методы оптимизации, среди которых можно выделить: непосредственно симплексный метод, называемый также методом последовательного улучшения плана, модифицированный симплексный метод, двойственный симплексный метод, называемый также методом последовательного уточнения оценок, метод одновременного решения прямой и двойственной задач, называемый также методом последовательного сокращения невязок. Наибольшее распространение получили симплексные методы решения задачи ЛП, по существу представляющие собой последовательный перебор угловых точек, при котором значение целевой функции улучшается от итерации к итерации (от одной угловой точки к другой). Идея метода состоит в целенаправленном сокращённом переборе вариантов решения, каждый из которых заведомо не хуже, а, как правило лучше предыдущего(до опт.решение). Метод предназначен для решения общей задачи линейного программирования, записанной в канонической форме. Для того, чтобы привести задачу к канонической форме эту систему ограничений можно представить в виде системы уравнений, в которую мы введем дополнительные неотрицательные переменные xj+1, xj+2, …, xj+i: .Вводимые дополнительные переменные имеют вполне определенный экономический смысл. Если в ограничениях исходной задачи ЛП отражается расход и наличие производственных ресурсов, то величины xj+i равны объему неиспользованного ресурса. Векторы условий, соответствующие xj+1,…, xj+i образуют базис. Переменные xj+1,…, xj+i назовем базисными переменными. Остальные переменные задачи- свободные. Если приравнять свободные переменные нулю x1=0, x2=0,…, xj=0, то соответствующие базисные переменные примут значения xj+1= b1, + xj+2 =b2, …, xj+i =bi Вектор x с такими компонентами представляет собой угловую точку многогранника решений (допустимую) при условии, что bi(опорный план). Теперь необходимо перейти к другой угловой точке с меньшим значением целевой функции. Для этого следует выбрать некоторую небазисную переменную и некоторую базисную так, чтобы после того, как мы “поменяем их местами”, значение целевой функции уменьшилось. Такой направленный перебор в конце концов приведет нас к решению задачи.
В задаче НЛП требуется найти такой вектор переменных x=(x1, x2, …, xn), для которого min(max), при условиях . Рассмотрим частный случай общей задачи НЛП, предполагая, что система ограничений содержит только уравнения, а f(x) и hi(x) - функции непрерывные вместе со своими частными производными: max(min) и hi(x)=0 , . Данную задачу называют задачей на условный экстремум или классической задачей оптимизации. D - допустимое множество, на котором определен критерий, зависит от соотношения d = n - m - дефект системы. 1. d = 0, если система уравнений является совместной, D - совокупность корней системы. В этом случае для решения задачи достаточно просмотреть эту совокупность и выбрать ту точку, в которой f(x) оптимальна. Если система линейна, то система имеет единственный корень. Если нелинейная, то число корней может быть сколько угодно большим. 2. d = 1, если система линейна - множество D - прямая, d=2 – плоскость, d=3 многогранник, если нелинейна при d=1 множество D представляет собой некоторую кривую, при d=2 – поверхность, при d=2 и более – конус. 3. d < 0, исключив лишние ограничения, придем к одному из рассмотренных вариантов или определим несовместимость системы. 4. при d > 0 поступают следующим образом. Часть переменных - m, выразим в явном виде из ограничений через другие n-m. В целевую функцию f(x) вместо xn-m+1, xn-m+2, …., xn подставляем преобразованные переменные. В результате получаем задачу безусловной оптимизации меньшей размерности f(x1, x2, …xn-m, )min (max). Можем воспользоваться необходимыми условиями экстремума и найти решение продифференцировав целевую функцию по всем переменным и приравняв их к нулю.
Не всегда удается получить разрешение в форме в элементарных функциях; в этом случае обычно используется метод множителей Лагранжа. Для решения задачи вводят набор дополнительных переменных , называемых множителями Лагранжа и составляют функцию Лагранжа. Необходимые условия экстремума функции f(x) при наличии ограничений можно получить, приравняв нулю частные производные функции F(x,) по всем xj, j=, и по всем , i=. Точка в которой достигается относительный max (min) должна удовлетворять системе из m+n уравнений
- функция Лагранжа
Каждая точка x, в которой достигается относительный max (min) при x, будет являться решением системы. Этот метод позволяет найти лишь необходимые условия существования условного экстремума для непрерывных функций, имеющих непрерывные производные. Полученные решения могут и не давать экстремального значения функции f(x). Поэтому найденные т.о. значения переменных должны быть проверены на экстремум с помощью анализа производных более высокого порядка.
На складе предприятия всегда должно быть нужное количество деталей или запасов, для производственной деятельности. Если их увеличивать, возрастает стоимость их хранения. Задача управления запасами состоит в выборе целесообразного решения. Q – запас товара одного вида. Если поступает заявка, запас уменьшается. Пусть величина на спрос непрерывна во времени. Если Q = 0 – дефицит. Задача управления запасами учитывает и задержки: издержки – расходы (оформление, доставка, хранение), издержки – связанные с дефицитом (штраф, недополучение прибыли, потери клиентов). Размер партии – количество товаров, поставляемое на склад. Основная модель. g – интенсивность спроса, b – организационные издержки (постоянны), s – стоимость товара (постоянна), h – издержки содержания запасов (постоянны), q – размер партии (исходит мгновенно, как только уровень его достигает 0). Чтобы полностью удовлетворить годовой спрос g при размере поставки q, необходимо обеспечить g/q поставок в год. Средний уровень запасов составляет q/2. Уравнение издержек будет иметь вид C=C1+C2+C3=bg/q+sg+hq/2, где C1-общие организационные издержки; C2-стоимость товаров; C3-общие издержки содержания запасов. За исключением q все величины в правой части уравнения постоянны и известны, т.е. C=f(q). Для нахождения минимума C найдем производную dC/dq и приравняем ее к нулю: dC/dq=-bg/q2+h/2=0, откуда qопт=, где qопт- оптимальный размер партии. Модель производственных запасов. Рассмотрим случай, когда готовые товары поступают на склад непосредственно с производственной линии.. Обозначим через p скорость поступающего на склад товара. Определим оптимальный размер партии, минимизирующий общие затраты. Общие издержки в течение года, как и для основной модели, составляют C=C1+C2+C3, C1=bg/q, C2=sg. Для получения среднего уровня запасов следует учесть, что RT=(p-g)t-максимальный уровень запасов, q=pt-количество товаров в одной производственной поставке. Тогда средний уровень запасов составляет половину максимального и равен (p-g)q/2p. В итоге C=bg/q+sg+q(p-g)/2p. Решая уравнение dC/dq=0, найдем оптимальный размер партии производственных поставок: qопт=. Модель запасов, включающая штрафы. Рассмотрим основную модель, допускающую возможность существования периодов дефицита, который покрывается при последующих поставках, и штрафов за несвоевременную поставку. Пусть предприятие должно поставить q ед. товара в течение каждого промежутка времени L, за единицу времени поставляется g ед. времени поставляется g ед. товара (q=Lg). Предположим, что в начале каждого периода L предприятие делает запас, равный k. Это означает, что в течение периода будет наблюдаться дефицит товара, и некоторое время поставки не будут осуществляться. Невыполненные заявки будут накапливаться до максимальной величины q-k и будут удовлетворены, как только поступит следующая партия товаров в количестве q. За то, что товары доставляются предприятием позже необходимого срока, на предприятие налагается штраф, который зависит от того, насколько была задержана поставка. Такая модель целесообразна, поскольку иногда выгоднее заплатить штраф, чем расходовать дополнительные средства на хранение запасов, превышающих величину k. Задача управления запасами состоит в том, чтобы выбрать такое значение k, которое ведет к минимизации всех затрат, включая затраты на хранение и штрафы.График изменения запасов модели представлен на рис.4.
Для определения оптимального значения k обозначим: h-издержки хранения единицы товара за единицу времени; p-затраты на штраф в расчете на единицу товара за один день просрочки.Найдем издержки одного цикла: C=C1+C2, где C1-общие издержки содержания запасов; C2-общие затраты на штраф. Так как товары находятся на складе в течение периода OA (см рис.4), средний уровень запасов за этот период равен k/g, то C1=h*k/2*k/g=hk2/2g. Так как штраф выплачивается в течение периода AB=(q-k)/g, общее число «товаро-дней», на которые налагается штраф, равно площади треугольника ABC. Площадь составляет (q-k)/g*(q-k)/2, откуда C2=p(q-k)2/2g. Окончательно C=hk2/2g+p(q-k)2/2g. Найдем dC/dk и, решив уравнение dC/dk=0, получим оптимальное значение: kопт=pq/(h+p). Взяв kопт в качестве уровня запасов в начале каждого цикла при условии, что невыполненные заявки будут удовлетворены, сведем суммарные расходы C к минимуму: Cmin=q2hp/2g(h+p).
Финансовое состояние - важнейшая характеристика деятельности предприятия. Оно определяет конкурентоспособность предприятия, его потенциал в деловом сотрудничестве, оценивает в какой степени гарантированы экономические интересы самого предприятия и его партнеров по финансовым отношениям.
Показатели ликвидности.
Коэффициенты ликвидности применяются для оценки способности фирмы выполнять свои краткосрочные обязательства. Наиболее употребительными являются:
Показатели платежеспособности.
Показатели платежеспособности применяются для оценки способности фирмы выполнять свои долгосрочные обязательства.
Показатели оборачиваемости.
Коэффициенты оборачиваемости применяются для оценки эффективности операционной деятельности и политики в области цен, сбыта и закупок. Наиболее часто используются следующие коэффициенты:
Показатели рентабельности применяются для оценки текущей прибыльности предприятия.
17)Расчет индекса доходности (рентабельности инвестиций), срока окупаемости, чистого дисконтированного дохода, внутренней нормы доходности.
Индекс доходности инвестиций (ИД) - это отношение суммы элементов денежного потока от операционной деятельности к абсолютной величине суммы элементов денежного потока от инвестиционной деятельности. Он равен увеличенному на единицу отношению ЧД к накопленному объему инвестиций.
Формулу для определения индекса доходности можно представить в виде:
где Пm - приток денежных средств на шаге m; О'm - отток денежных средств на m-м шаге без К (инвестиций) на m-м шаге; Кm (Im) - инвестиции (капиталовложения) на шаге m.
Также можно представить формулу для определения индекса доходности в виде:
где ИД - индекс доходности инвестиций; ЧДП - чистые денежные поступления;
Кm (Im) - инвестиции (капиталовложения) на шаге m.
Сроком окупаемости (СО) с учетом дисконтирования называется продолжительность наименьшего периода, по истечении которого накопленный дисконтированный эффект (ЧДД) становится и в дальнейшем остается неотрицательным. Этот срок исчисляется от того же момента времени, что и срок окупаемости без дисконта. Для оценки эффективности проекта срок окупаемости с учетом дисконтирования следует сопоставлять со сроком реализации проекта – длительностью расчетного периода.
Формула расчета срока окупаемости имеет вид:, где ИД – индекс доходности.
Дисконтирование - приведение разновременных затрат и результатов к сопоставимому виду. Такая процедура называется дисконтированием (приведение к одному моменту времени).
Коэффициент дисконтирования - Способ приведения сводится к тому, чтобы эффекты, относящиеся к другим годам, умножить на некоторый коэффициент, отражающий относительную ценность эффектов этих лет по сравнению с эффектами в году приведения. α = 1/(1+Е)^n где n – шаг расчетного периода; E – норма дисконта.
Норма дисконта - отражает альтернативную стоимость капитала, но не того, который вкладывается в данный проект, а эквивалентной суммы, которая вследствие этого изымается из замыкающего альтернативного направления инвестирования. Норма дисконта определяется каждым участником проекта самостоятельно.
Чистый дисконтированный доход (ЧДД) – это накопленный дисконтированный доход (сальдо реальных денег, эффект) за весь расчетный период, рассчитываемый по формуле
В практических расчетах используется следующая формула:
где – денежный поток в конце периода t; - разовые (одномоментные) инвестиции; e– норма дисконта.
В реальности мы сталкиваемся с ситуациями, когда проект предполагает не разовые затраты, а длительные затраты. В этом случае ЧДД определяется по формуле:
где – инвестиционные затраты в период t.
Для эффективности проекта необходимо, чтобы его ЧДД был положительным. Если ЧДД отрицателен, то проект неэффективен. Если ЧДД = 0, то проект находится на грани между эффективным и неэффективным, что требует не отказа от проекта, а более внимательного рассмотрения исходных данных, заложенных в расчет эффективности.
Внутренняя норма доходности (ВНД) или внутренняя норма рентабельности (IRR) – это такая величина нормы дисконта (E) , при которой ЧДД = 0.
Если норма дисконта Е положительна и меньше ВНД, то проект эффективен. Если норма дисконта Е больше ВНД, то проект неэффективен. Сравнение ВНД с нормой дисконта позволяет оценить запас прочности проекта. Большая разница между этими величинами свидетельствует об устойчивости проекта. Выбор лучшего проекта производится по критерию ЧДД, а решение об участии в таком проекте принимается на основе ВНД.
18)Учет факторов риска и неопределенности. Расчет границ безубыточности.
Общие понятия о неопределенности и риске
Неопределенность – это неполнота и неточность информации об условиях реализации проекта.
Риск – это возможность возникновения таких условий, которые приведут к негативным последствиям для всех или отдельных участков проекта.
В условиях неопределенности набор параметров проекта, а значит, и его денежный поток точно не известны и могут оказаться различными.
Устойчивость проекта – это его эффективность при определенных изменениях условий его реализации, т.е. при реализации альтернативных сценариев.
Укрупненная оценка устойчивости проекта в целом
Для обеспечения устойчивости проекта при формировании базового сценария рекомендуется использовать умеренно пессимистические прогнозы технико-экономических параметров проекта и параметров экономического окружения (цен, ставок налогов и т.д.).
Для этого рекомендуется предусматривать:
Расчет границ безубыточности
Уровень безубыточности можно рассчитать для каждого шага расчетного периода по следующей формуле: УБm= (CCm – DCm)/( Bm + DVm – CVm) где CCm – постоянная часть полных операционных издержек m-ом шаге; CVm – переменная часть полных операционных издержек; Bm – выручка от реализации на m-ом шаге; DCm, DVm – соответственно постоянная и переменная части прочих доходов от операционной деятельности на m-ом шаге.
При оценке эффективности проекта в целом для расчета уровня безубыточности в составе полных операционных издержек не учитывают платежи в погашении займов и проценты по ней. При этом проект считается устойчивым, если уровень безубыточности не превышает 0,7 – 0,8 после освоения проектной мощности. На следующей стадии уровень безубыточности рассчитывается для предприятий – участников и данные платежи и проценты уже включаются в состав полных операционных издержек. Проект считается устойчивым с точки зрения участника, если уровень безубыточности не превышает 1,0 после освоения проектной мощности и 0,6 после завершения расчетов по инвестиционному кредиту.
Основными видами риска являются
Риск капитальных вложений – это риск конкретного вида предпринимательской деятельности и связан с возможностью не получить желаемой отдачи от вложения средств. Этот риск включает в себя все вышеперечисленные виды риска.
19)Системный подход. Процессный подход. Результативность и эффективность процессов (фирмы).
Системный подход — направление методологии исследования, в основе которого лежит рассмотрение объекта как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними, то есть рассмотрение объекта как системы.
Процессный подход в управлении - подход, определяющий рассмотрение деятельности любой компании как сети бизнес-процессов, связанных с целями и миссией этой компании.
Преимущество процессного подхода состоит в непрерывности управления, которое он обеспечивает на стыке отдельных процессов в рамках их системы, а также при их комбинации и взаимодействии.
Степень достижения цели процесса - это его результативность. Результативность определяется через сопоставление плановых и фактических значений характеристик деятельности (процесса) и достигнутых результатов.
Результативность. Степень реализации запланированной деятельности и достижения запланированных результатов.
Эффективность. Связь между достигнутым результатом и использованными ресурсами.
Вопрос эффективности процесса чаще всего остаётся за рамками требований потребителя процесса и требований ГОСТ РИСО 9001. Задача более эффективного использования ресурсов для достижения цели процесса ставится, прежде всего, руководителями организации, менеджером процесса и другими заинтересованными сторонами. Оценка эффективности процесса - задача более сложная, для её решения требуются дополнительные усилия, новые критерии и методы оценки. Необходимо оценить (по возможности, измерить) объёмы ресурсов, использованных для выполнения процесса — финансовых, временных, информационных, человеческих и т.д., сопоставив их с полученными результатами. К наиболее распространённым методам оценки эффективности процесса с финансовой точки зрения можно отнести анализ затрат на качество и функционально-стоимостной анализ.
20 Реинжиниринг бизнес процессов. Базовые правила проведения реинжиниринга. Базовые положения методологии IDEF
реинжиниринг бизнес-процессов - это "фундаментальное переосмысление и радикальное перепроектирование бизнес-процессов для достижения конкретных улучшений в основных показателях деятельности предприятия".
БП — это совокупность взаимосвязанных мероприятий или задач, направленных на создание определенного продукта или услуги для потребителей.
Существует несколько базовых правил, которых следует придерживаться в процессе проведения реинжиниринга:
Этапы эффективного реинжиниринга.
Одним из наиболее эффективных инструментов оптимизации и совершенствования процессов является их реинжиниринг.
Общая методология IDEF включает ряд частных методологий для моделирования систем, в том числе:
Базовые положения IDEF:
Описание элементарной бизнес-операции осуществляется посредством задания алгоритма ее выполнения.
21) Бизнес - план: структура и роль в развитии фирмы. Этапы бизнес – планирования.
Бизнес-план - это документ, описывающий все основные аспекты будущего фирмы (подразумеваются предприятия, организации различных направлений деятельности от производственного до информационно-консультативного) или новой деятельности и содержащий анализ проблем, с которыми она может столкнуться, а также способы их решения.
К основным целям бизнес-планирования относятся: 1)выявление незаполненных ниш на рынке для позиционирования товара; 2)определение необходимых ресурсов для производства и продвижения товара на рынке; 3) установление потенциальной конкурентоспособности предприятия; 4) определение потенциальной рентабельности и финансовой устойчивости предприятия; 5) выявление рисков предпринимательской деятельности; 6) конкретизация перспектив бизнеса в виде системы количественных и качественных показателей;7) привлечение внимания и обеспечение поддержки со стороны потенциальных инвесторов.
Бизнес-план может выполнять следующие функции: 1) разработка концепции деятельности предприятия на базе маркетингового, производственного, организационного и финансового планов; 2) оценка фактических результатов работы предприятия за определенный период и контроль выполнения различных бюджетов и показателей краткосрочных планов; 3) обоснование выбора инвестором наиболее приемлемого варианта инвестирования для получения максимальной прибыли (дохода), установление необходимого объема финансирования и его источников;
Структура :
- Титульный лист. Он содержит информацию не только по названию проекта, но и краткую аннотацию сути проекта и его роли в развитии стратегической зоны хозяйствования, выбранной руководством фирмы.
- Резюме. Оно находится в начале документа и служит для краткого отражения основных идей и параметров плана.
- Продукция и услуги. Анализ бизнеса на текущий момент, описываются основные направления и цели деятельности фирмы, история бизнеса, а также характеристика отрасли промышленности, к которой относится проект.
- Рынок сбыта.
- Анализ конкуренции на рынке сбыта.
- Стратегия маркетинга. изучение и анализ многих данных о способах организации продажи товаров, услуг, их ценах и уровне рентабельности и т.д.
- План производства. технико-экономическое обоснование производства нового товара или услуг.
- Организационный план. отражают все организационные связи с партнерами, учредителями и обосновывают организацию производственной деятельности.
- Юридический план. обосновать его организационно-правовую форму, условия различных договоров (аренды, с партнерами, поставщиками и т.п)
- Оценка риска и страхование. расчет, анализ и оценка риска проектных решений.
- Финансовый план. Обобщение материалов предыдущих частей и представить их в стоимостном выражении.
В разработке бизнес-плана следует выделить два этапа: подготовительный и основной.
Подготовительный 1)Определение целей написания бизнес-плана. 2) Определение источников информации. 3) Точное определение целевых читателей 4)Установление общей структуры документа.
Основной 1) Сбор информации 2) Непосредственное написание бизнес-плана.
22) Стратегия и тактика маркетинга. Комплекс маркетинга. Маркетинг взаимоотношений с потребителями.
Стратегия маркетинга - формирование целей, достижение их и решение задач предприятия-производителя по каждому отдельному товару, по каждому отдельному рынку на определенный период. Стратегия формируется в целях осуществления производственно-коммерческой деятельности в полном соответствии с рыночной ситуацией и возможностями предприятия.
Наиболее распространенными стратегиями маркетинга являются:
1. Проникновение на рынок. 2. Развитие рынка. 3. Разработка товара. 4. Диверсификация.
Тактика маркетинга - формирование и решение задач предприятия на каждом рынке и по каждому товару в конкретный период времени (краткосрочный) на основе стратегии маркетинга и оценки текущей рыночной ситуации при постоянной корректировке задач по мере изменения конъюнктурных и других факторов: обострение конкурентной борьбы, сезонное падение спроса.
Примерами постановки тактических задач могут быть следующие:
1. Провести усиленную рекламную кампанию в связи с падением спроса.
2. Расширить ассортимент услуг, предоставляемых сервисными службами для привлечения новых покупателей.
Комплекс маркетинга (marketing-mix) – это набор поддающихся контролю переменных факторов маркетинга, совокупность которых фирма использует в стремлении вызвать желательную ответную реакцию со стороны целевого рынка.
Комплекс маркетинга в его каноническом виде (Маккарти ,"4P") включает 4 составляющих:
Продукт (Product) — это набор «изделий и услуг», которые фирма предлагает целевому рынку.
Цена (Price) — денежная сумма, которую потребители должны уплатить для получения товара.
Дистрибуция (Place) — всевозможная деятельность, благодаря которой товар становится доступным для целевых потребителей.
Продвижение (Promotion) — всевозможная деятельность фирмы по распространению сведений о достоинствах своего товара и убеждению целевых потребителей покупать его.
Цель маркетинга отношений - создание эффективной маркетинговой системы взаимодействия с ключевыми партнерами организации – клиентами, поставщиками, дистрибьюторами, персоналом.
Маркетинг взаимоотношений. Процесс создания, поддержания и расширения прочных, полноценных взаимоотношений с потребителями и другими партнерами компании.
Мы различаем пять различных уровней взаимоотношений с потребителями.
• Базисный. Торговые агенты компании продают товары, но не интересуются их дальнейшей судьбой.
• Реагирующий. Продавцы продают товары и предлагают потребителям звонить и задавать любые вопросы, которые возникают в процессе эксплуатации изделия.
• Ответственный. Продавцы вскоре после продажи звонят потребителям и спрашивают потребителей об их впечатлениях. Продавцы также спрашивают у потребителей об их пожеланиях или жалобах. Эта информация помогает компании постоянно совершенствовать систему предложений.
• Активный. Продавцы или другие служащие компании звонят время от времени потребителям с предложениями об усовершенствовании имеющихся у них товаров или о покупке новых.
• Партнерский. Компания постоянно работает с потребителями и с другими партнерами в поисках способов предложения более высокой ценности.
23)Оценка эффективности проекта в целом. Оценка коммерческой эффективности. Оценка бюджетной эффективности. Оценка общественной эффективности.
Эффективность инвестиционного проекта – это категория, отражающая соответствие проекта, порождающего этот ИП, целям и интересам участников проекта, под которыми понимаются субъекты инвестиционной деятельности и общество в целом. Поэтому термин эффективность инвестиционного проекта понимается как эффективность проекта..
Эффективность проекта в целом. Она оценивается для того, чтобы определить потенциальную привлекательность проекта, целесообразность его принятия для возможных участников. Она показывает объективную приемлемость ИнвПр вне зависимости от финансовых возможностей его участников. Данная эффективность, в свою очередь, включает в себя:
• общественную (социально-экономическую) эффективность проекта;
• коммерческую эффективность проекта.
Общественная эффективность учитывает социально-экономические последствия реализации ИП для общества в целом, в том числе как непосредственные затраты на проект и результаты от проекта, так и внешние эффекты – социальные, экологические и иные эффекты.
Коммерческая эффективность ИП показывает финансовые последствия его осуществления для участника ИП, в предположении, что он самостоятельно производит все необходимые затраты на проект и пользуется всеми его результатами. Иными словами, при оценке коммерческой эффективности следует абстрагироваться от возможностей участников проекта по финансированию затрат на ИП, условно полагая, что необходимые средства имеются.
Оценка общественной эффективности
Показатели общественной эффективности инвестиционного проекта отражают эффективность проекта с точки зрения общества в предположении, что оно получает все результаты и несет все затраты, связанные с реализацией проекта, и позволяют оценить целесообразность расходования ресурсов (количество которых в экономике ограничено) именно на осуществление данного проекта.
При расчете показателей общественной эффективности в денежных потоках:
Оценка коммерческой эффективности
Основным притоком денег от операционной деятельности является выручка от продаж, которая определяется по конечной (реализованной на сторону) продукции. В целях расчета налогов и дивидендов разрабатывается таблица отчета о прибылях и убытках.
Если проект предусматривает вложение денежных средств на депозиты или в ценные бумаги, то соответствующие операции учитываются в денежных потоках по операционной деятельности. В денежных потоках от инвестиционной деятельности учитываются вложения в основные средства на всех шагах расчетного периода (включая затраты на ликвидацию имущества) и вложения в прирост оборотного капитала.
Оценка бюджетной эффективности
Бюджетная эффективность инвестиционного проекта отражает влияние результатов осуществления проекта на доходы и расходы бюджетов всех уровней и определяется на основании расчета притоков и оттоков бюджетных средств. При оценке бюджетной эффективности обязательно учитываются формы участия бюджетных средств в финансировании проекта. В данном разделе рекомендуется учитывать государственные гарантии инвестиционных рисков. Дополнительным притоком в этом случае служит плата за гарантии. При оценке эффективности проекта с учетом факторов риска в отток денежных средств включаются выплаты по гарантиям при наступлении страховых случаев. При оценке бюджетной эффективности проекта учитываются также изменения доходов и расходов бюджетных средств, обусловленные влиянием проекта на сторонние организации и населения, если проект оказывает на них влияние.
24)Показатели финансового состояния предприятия. Показатели ликвидности и платежеспособности. Показатели оборачиваемости и рентабельности.
Финансовое состояние - важнейшая характеристика деятельности предприятия. Оно определяет конкурентоспособность предприятия, его потенциал в деловом сотрудничестве, оценивает в какой степени гарантированы экономические интересы самого предприятия и его партнеров по финансовым отношениям.
Показатели ликвидности.
Коэффициенты ликвидности применяются для оценки способности фирмы выполнять свои краткосрочные обязательства. Наиболее употребительными являются:
Показатели платежеспособности.
Показатели платежеспособности применяются для оценки способности фирмы выполнять свои долгосрочные обязательства.
Показатели оборачиваемости.
Коэффициенты оборачиваемости применяются для оценки эффективности операционной деятельности и политики в области цен, сбыта и закупок. Наиболее часто используются следующие коэффициенты:
Показатели рентабельности применяются для оценки текущей прибыльности предприятия.
25) Электронный бизнес и электронная коммерция: основные направления и отличительные особенности
Электронная коммерция -- бизнес, в котором реализованная перспективная идея дает мощную финансовую отдачу, это процесс, который требует относительно малого штата специалистов, но который можно легко масштабировать и вести по всей России, выводить в другие страны, на общемировой рынок.
К электронной коммерции относят: электронный обмен информацией ,электронное движение капитала, электронную торговлю, электронные деньги , электронный маркетинг , электронный банкинг, электронные страховые услуги
Существует несколько общепризнанных категорий, на которые подразделяется электронная коммерция.
Схема B2B или бизнес-бизнес - Принцип осуществления подобного взаимодействия очень прост: предприятие торгует с другим предприятием.
Схема B2C или бизнес-потребитель - В этом случае предприятие торгует уже напрямую с клиентом (не юридическим, а физическим лицом). Как правило, здесь речь идет о розничной реализации товаров.
Схема С2С или потребитель-потребитель - Такой способ осуществления электронной коммерции предполагает совершение сделок между двумя потребителями, ни один из которых не является предпринимателем в юридическом смысле слова. Интернет-площадки для подобной торговли являются чем-то средним между рынком-толкучкой и колонкой объявлений в газете.
Электронный бизнес - бизнес-модель, в которой бизнес-процессы, обмен бизнес информацией и коммерческие транзакции автоматизируются с помощью информационных систем. Значительная часть решений использует Интернет-технологии для передачи данных и предоставления Web-сервисов.
Существует несколько классов информационных систем, используемых предприятиями для автоматизации бизнеса:
ERP— ИС управления ресурсами предприятия.
CRM — ИС управления взаимодействием с клиентами.
BI — ИС сбора, анализа и представления бизнес информации.
ECM — ИС управления информацией и документами на предприятии.
HRM — ИС управления персоналом.
SCM — ИС управления цепочками поставок.
26. Информационный менеджмент и его место в системе управления. Цель, объекты и процессы информационного менеджмента. Внешний и внутренний информационный менеджмент.
Управление информацией – это управление информационными потоками и информационными ресурсами.
Информационный менеджмент – это процесс предоставления нужной информации в нужном виде и в нужное время.
Цель информационного менеджмента: обеспечение эффективного развития организации посредством регулирования различных видов её информационной деятельности.
Задачи информационного менеджмента:
Объектом управления в информационном менеджменте являются:
Субъектами управления выступают специальные федеральные и региональные органы, реализующие государственную политику в области управления информацией и службы управления информационными ресурсами учреждений, организаций и предприятий.
Выделяют три вида информационного менеджмента:
Управление предприятием включает вопросы организации источников информации, средств передачи, создания баз данных, технологий обработки данных, обеспечение безопасности данных.
В круг задач менеджмента входят разработка, внедрение, эксплуатация и развитие автоматизированных информационных систем и сетей, обеспечивающих деятельность предприятия (организации). В этих сетях должно быть обеспечено управление информационными ресурсами.
Итак, информационный менеджмент превращается в базовую технологию организации управленческой деятельности во всех сферах информационного общества.
КЛАССИФИКАЦИЯ:
1) по источникам (внутренняя, внешняя, входящая, исходящая)
2) по степени переработки (первичная, производственная)
3) по достоверности (ложная, полезная, избыточная)
4) по степени получения (постоянная, дискретная)
5)по функциональному назначению (отчетная, плановая,контрольная, нормативная)
6) по характеру работы (статистическая, бухгалтерская, по кадрам, по процессам)
7) по форме передачи (визуальная, аудиовизуальная)
8)по изменяемости (на постоянную и переменную).
При обмене экономической информацией участвуют 4 БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТА:
1) отправитель 2) информация 3) канал 4) получатель
ТРЕБОВАНИЯ к информации: достоверность, своевременность, достаточность, надёжность, адресность, правовая корректность, многократность использования, актуальность, высокая скорость сбора, обработки, передачи.
2 ОСН. ВИДА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ:
-неясность (отсутствие точного знания) относительно будущего состояния всех прогнозируемых параметров финансовой модели хозяйствующего субъекта;
-нечеткость классификации отдельных сторон текущего финансового положения корпорации или состояния рынка ценных бумаг.
НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ – это неустранимое качество рыночной среды, связанное с тем, что на рыночные условия оказывает свое одновременное воздействие неизмеримое число факторов различной природы и направленности, не подлежащих совокупной оценке. Но и даже если бы все рыночные факторы были в модели учтены (что невероятно), сохранилась бы неустранимая неопределенность относительно характера реакций рынка на те или иные воздействия.
Решает такие задачи КВАЗИСТАТИСТИКА - выборка наблюдений из их генеральной совокупности, которая считается недостаточной для идентификации вероятностного закона распределения с точно определенными параметрами, но признается достаточной для того, чтобы с той или иной субъективной степенью достоверности обосновать закон наблюдений в вероятностной или любой иной форме.
28. Характеристики и структурные единицы экономической информации.
Информация в ЭИС строится по иерархическому признаку.
Минимальной неделимой единицей информации в ЭИС является реквизит.
Реквизиты:
1.Реквизит – основания Это минимальная единица информации, которая характеризует объект с количественной стороны (числа, которые подвергаются математической обработке)
2.Реквизит – признак Это минимальная единица информации, которая характеризует объект с качественной стороны (слова, коды)
Показатель состоит из реквизита – основания (числа) и относящихся к нему одного или нескольких реквизитов – признаков.
Ряд реквизитов или показателей, одинаковых по форме, но разных по содержанию образуют массив.
Массив – это набор однородных единиц информации.
Массивы по различным признакам объединяются в информационные сообщения.
Информационные сообщения в зависимости от функциональной принадлежности объединяют в информационные подсистемы.
Информационные подсистемы объединяются в единицу информации самого высокого уровня – информационную систему (ИС).
ИС – вся информация об объекте.
Другой вариант ответа: В процессе обработки данных на ПК широко используется понятие структуры информации. Структурой определяется строение информации и предусматривается выделение определенных ее элементов (частей), которые называются единицами. Единицы бывают простыми и сложными. К простым относятся такие элементы, которые нельзя разделить на части. Сложные единицы - составлены, образованны, из других информационных единиц, простых или сложных. При иерархической (многоуровневой) структуре экономической информации единицей низшего уровня является реквизит, составляющий единицу информации, не подлежит какому-либо членения. Реквизиты представляют собой слова или числа. Реквизиты, характеризующие объект управления качественно, называют признаками, а количественно - основаниями. Взятые отдельно реквизиты - признаки и основания - не обеспечивают всесторонней характеристики явлений в экономике. Поэтому они объединяются, образуя такую информационную единицу, как показатель. Он может быть простым (состоять из одной основы и одного признака) или сложным (насчитывать ряд признаков). В управлении используются также единицы информации, состоящие из самих реквизитов-признаков. Такие единицы принято называть информационными сообщениями.
Высший уровень информационной единицы - набор данных, есть совокупность однородных показателей и реквизитов-признаков на внешнем запоминающем устройстве. Набор данных называется файлом по терминологии ряда систем программирования.
Набор данных (файл) делится на части, которые не совпадают с единицами информации; совокупность наборов данных, касающихся одного участка управленческой работы, часто называют информационным потоком.
Любые составляющие информационной единицы (от отдельных показателей к информационной системе в целом) можно раскладывать, наконец, на информацию и тем самым подсчитывать количество минимальных единиц информации, которые лежат в основе ее структурных построений.
Такое понятие как "экономическая система" более или менее сложилось и в широком смысле трактуется как система общественного производства и потребления материальных благ. Под социально-экономической системой понимается сложная вероятностная динамическая система, охватывающая процессы производства, обмена,распределения и потребления материальных и других благ. Она относится к классу кибернетических систем, т. е. управляемых систем.
Основным методом исследования систем является метод моделирования, т.е. способ теоретического анализа и практического действия, направленный на разработку и использование моделей.
При этом под моделью понимается образ реального обьекта(процесса) в материальной или идеальной форме(т.е. описанный знаковыми средствами на каком-либо языке), отражающий существенные свойства моделируемого объекта(процесса) и замещающий его в ходе исследования и управления. Метод моделирования основывается на принципе аналогии (возможность изучения реального объекта не непосредственно, а через рассмотрение подобного ему и более доступного объекта, его модели). Таким образом экономико-математическое моделирование это описание знаковыми математическими средствами социально-экономических систем.
Практическими задачами экономико-математического моделирования являются:
30 Понятие о дисконтировании. Коэффициент дисконтирования. Способы определения нормы дисконта.
Одно из основных положений теории оценки эффективности инвестиционных проектов состоит в необходимости учета фактора времени. Данный фактор имеет различные проявления:
Таким образом, для оценки эффективности инвестиционных проектов необходима процедура, позволяющая приводить разновременные затраты и результаты к сопоставимому виду. Такая процедура называется дисконтированием (приведение к одному моменту времени).
Дисконтирование — это приведение будущих денежных потоков к текущему периоду с учетом изменения стоимости денег с течением времени.
Дисконтирование выполняется путём умножения будущих денежных потоков (потоков платежей) на коэффициент дисконтирования α = 1/(1+E)^n где n – шаг расчетного периода; E – норма дисконта.
Существует несколько подходов к определению ставки дисконтирования.
1. За ставку дисконтирования принимается уровень инфляции.
2. За ставку дисконтирования принимается номинальная ставка доходности – ставка, существующая на рынке для инвестиционных решений данного уровня риска.
3. Ставка дисконтирования принимается на уровне доходов, которые могут быть получены в результате практически безрискового вложения капитала.
4. Ставка дисконтирования играет роль фактора, обобщенно характеризующего влияние макроэкономической среды и конъюнктуру финансового рынка.
5. Ставка дисконтирования является параметром, который позволяет сравнить проект с альтернативными возможностями вложения денег. В качестве такой альтернативы обычно рассматриваются банковские депозиты или вложения в государственные ценные бумаги.
6. За ставку дисконтирования принимается средняя взвешенная стоимость капитала (WACC).
7. За ставку дисконтирования принимается стоимость собственного капитала проекта.
При определении ставки дисконтирования инфляция может быть учтена внутри ставки или учитывается дополнительно.
Денежный поток или поток наличных денег (CF) — это абстрагированный от его экономического содержания численный ряд, состоящий из последовательности распределённых во времени платежей. Используется для расчёта показателей экономической эффективности инвестиций, а также для анализа движения денежных средств экономического субъекта во времени.
Этапы ЭММ:
1. Постановка экономической проблемы и ее качественный анализ. требуется сформулировать сущность проблемы, принимаемые предпосылки и допущения. Необходимо выделить важнейшие черты и св-ва моделируемого объекта, изучить его структуру и взаимосвязь его эл-тов, предварительно сформулировать гипотезы, объясняющие поведение и развитие объекта.
2. Построение мат. модели. Этап формализации проблемы, т.е. выражения ее в виде математических зависимостей (функций, ур-ий, неравенств и др.). Определяется тип ЭММ, изучаются возможности ее применения, уточняются конкретный перечень переменных и параметров, форма связей.
3 Математический анализ модели. На этом этапе мат приемами исследования выявляются общие св-ва модели и ее решений. Важным моментом является доказательство существования решений сформулир. задачи. При аналитическом исследовании выясняется, единственное ли решение, какие переменные могут входить в решение, в каких пределах они измеряются и т.п.
4. Подготовка исходной информации. Наиболее трудоемкий этап моделирования. В процессе подготовки информации используются методы теории вероятностей, теоретической и математической статистики для организации выборочных обследований, оценки достоверности данных и т.д.
5. Численное решение. Разработка алгоритмов численного решения, подготовка программ на ЭВМ и непосредственное проведение расчетов. При этом значительные трудности вызываются большой размерностью экономических задач. Численное решение существенно дополняет рез-ты аналитического исследования. А для многих моделей является единственно возможным.
6. Анализ численных рез-тов и их применение. На этом этапе решается вопрос о правильности и полноте рез-тов моделирования и применимости их как в практической деятельности, так и в целях усовершенствования модели. В первую очередь проводится проверка адекватности модели. Производится верификация (проверка правильности структуры модели) и валидация (проверка соответствия данных, полученных на основе модели, реальному процессу). Применение численных рез-тов моделирования направленно на решение практических задач (анализ экономических объектов, прогнозирование, выработка управленческих решений).
Классификация:
1. по степени агрегирования объектов:
- макроэкономические (описание функционирования экономики в целом)
- микроэкономические (описание экономических процессов на уровне 1 предприятия)
2. по общему целевому назначению:
- теоретико-аналитические (используются для изучения общих свойств или закономерностей какого либо объекта)
-прикладные модели (используются при решении конкурентных задач анализа, управления, прогнозирования экономическими субъектами)
3. по характеру использования:
-дискринтивные (описательные) модели (предназначаются для описания и обьяснения фактически наблюдаемых явлений, отвечает на вопрос – как это происходит и как это будет происходить)
-нормативные (оптимизационные) модели (предназначена для выбора наилучшего варианта из определенного числа альтернатив по заранее выбранным критериям)
4. по учету фактора неопределенности:
- детерминированные (в данных моделях не известные факторы не учитываются и результаты на выходе модели строго определены управляющими воздействиями)
- стохастические (вероятностные) модели (используются неизвестные факторы, т.е. различные случайные величины) – мат.ожидание, дисперсия.
5. по способу отражения фактора времени
- статические (описывают один момент времени)
-динамические (описывают период времени)
6. по используемому математическому аппарату
- матричные -модели линейного, не линейного программирования
- корреляционная – реляционная модели
-модели теории массового обслуживания
-модели сетевого планирования
32 Модели сетевого планирования и управления, назначения, область применения и основные характеристики.=2.28
Сетевое планирование – метод планирования работ проектного характера, т.е. работ, операции в которых, как правило, не повторяются.
Методы сетевого планирования позволяют осуществлять анализ проекта, который включает в себя большое кол-во взаимосвязанных операций, позволяют осуществлять календарное планирование работ, сокращать или увеличивать продолжительность выполнения работ в зависимости от их ст-ти.
Модель определяет вероятную продолжительность выполнения работ, их стоимость, возможные размеры экономии времени или денежных средств.
Сетевая модель – ориентированный граф, изображающий все необходимые для достижения цели проекта операции в их технологической взаимосвязи.
Граф – конечное мн-во точек, соединенных между собой направляющими.
Основные эл-ты сетевой модели:
1. работа – процесс, приводящий к достижению определенного рез-та, требующий затрат каких-либо ресурсов и имеющий протяженность во времени (обознач. ->)
2. фиктивная работа (зависимость) – связь м-ду двумя или несколькими событиями, не требующая затрат времени и ресурсов (например, зависимость начала какой-то работы от оконч. других) (обознач. пунктирной стрелкой)
3. событие – рез-т выполнения одной или нескольких работ, позволяющий начинать след. Работу. Не процесс, совершся мгновенно, может быть:
- исходное (начальное)
- конечное (завершающее)
- сложное (рез-т выполнения неск. работ)
- простое (рез-т выполнения одной работы)
4. путь – непрерывная последовательность работ от исходного до завершающего события. Путь с наибольшей длинной наз-ся критическим и определяет общую продолжит-ть проекта.
Целью статистического анализа временных рядов является прогнозирование будущих значений исследуемого экономического показателя. Прогнозирование можно осуществлять либо на основе выявленных закономерностей изменения самого исследуемого показателя во времени и экстраполяции его прошлого поведения на будущее, либо на основе выявленной зависимости исследуемого показателя от других экономических факторов, будущие значения которых контролируемы, известны или легко предсказуемы.
Экстраполяция, проводимая в будущее, называется перспективной и в прошлое ретроспективной. Обычно, говоря об экстраполяции рядов динамики, подразумевают чаще всего перспективную экстраполяцию.
Применение экстраполяции в прогнозировании базируется на следующих предпосылках:
Надежность и точность прогноза зависят от того, насколько близкими к действительности окажутся эти предположения, а также как точно удалось охарактеризовать выявленную в прошлом закономерность. Экстраполяцию следует рассматривать как начальную стадию построения окончательных прогнозов. Механическое использование экстраполяции может стать причиной погрешности и неправильных выводов. Чем короче срок экстраполяции, тем более надежные и точные результаты дает прогноз
Некоторые авторы различают такие понятия, как прогнозирование и предсказание. Оценим модель по которой предвидится будущее значение переменной Y:
В этом случае, если будущее значение xt+p известно, то такое оценивание Y называется предсказанием. Если же действительное значение xt+p неизвестно, то говорят, что делается прогноз значения Y. Очевидно, что точность прогноза ниже точности предсказания.
На базе статистических методов при анализе динамических моделей можно определить вероятную ошибку предсказаний. Пусть xt+p есть истинное значение исследуемого показателя Y в момент времени (t+p). При этом - значение по уравнению регрессии (построенному по уравнению МНК). Тогда ошибка предсказания определяется как .
Относительная ошибка прогноза определяется как отношение ошибки прогноза к действительному значению переменной, выраженное в процентах: .
Однако при достаточно медленном изменении Y значение является относительно небольшим, что может создать иллюзию качественного прогноза. Поэтому чаще вместо абсолютных значений исследуемой величины используют приросты этих значений: прогнозируемый прирост и реальный прирост за рассматриваемый период: .
Х.Тейл предложил для осуществления прогнозов использовать стандартную среднеквадратическую ошибку: , где k – количество прогнозных периодов,
При абсолютно точных прогнозах числитель предыдущей дроби будет равен нулю, т.е. U=0. При “наивном” прогнозе U=1. Т. о., близость значения U к нулю является признаком качественного прогноза.
Для определения ориентировочных размеров экономических явлений в будущем используется метод экстраполяции. Под экстраполяцией понимают нахождение уровней за пределами изучаемого ряда, т.е. продление в будущее тенденции, наблюдавшейся в прошлом (перспективная экстраполяция). Экстраполяцию рядов динамики осуществляют различными способами, например, экстраполируют ряды динамики выравниванием по аналитическим формулам: зная уравнение для теоретических уровней и подставляя в него значение t за пределами исследуемого ряда, рассчитывают для t вероятностные Для нахождения интересующего нас аналитического выражения тенденции на любую дату t необходимо определить средний абсолютный прирост и последовательно прибавить его к последнему уровню ряда столько раз, на сколько периодов экстраполируется ряд, то есть экстраполяцию можно сделать по формуле:
- экстраполируемый уровень, (i+t) – номер этого уровня (года).
i – номер последнего уровня (года) исследуемого периода, за который рассчитан
t – срок прогноза (период упреждения)
- средний абсолютный прирост.
Однако следует помнить, что использование среднего абсолютного прироста для прогноза возможно только при следующем условии: где .