рефератыинформаРУслан. Основы и структура данных алгоритма

• Название: Основы и структура данных алгоритма
• Дата: 02.06.2019
• Размер: 114.53 Kb.
• Имя файла: рефератыинформаРУслан.docx
• Тип: Самостоятельная работа; #80024

Министерство высшего и среднего специального образования республики Узбекистан

Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека биологический факультет

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

По применению компьютерной технологией в биологии

На тему : Основы и структура данных алгоритма.

Выполнил(а)_________________________________

Проверила___________________________________

Схемы и основные структуры алгоритмов.

Схема алгоритма — графическое представление алгоритма, дополняемое элементами словесной записи. Каждый пункт алгоритма отображается на схеме некоторой геометрической фигурой или блоком. При этом правило выполнения схем алгоритмов регламентирует ГОСТ 19.002—80 «Единая система программной документации» (табл. 1.21).

Блоки на схемах соединяются линиями потоков информации. Основное направление потока информации идет сверху вниз и слева направо (стрелки могут не указываться), снизу вверх и справа налево — стрелка обязательна. Количество входящих линий для блока не ограничено. Выходящая линия — одна, за исключением логического блока.

К основным структурам относятся следующие — линейные, разветвляющиеся, циклические (рис. 1.21).



Рис. 1.21. Примеры структур алгоритмов:

a— линейный алгоритм; б — алгоритм с ветвлением; в — алгоритм с циклом

Линейными называются алгоритмы, в которых действия осуществляются последовательно друг за другом. Стандартная блок-схема линейного алгоритма приводится на рис. 1.21, а (вычисление суммы двух чисел — А и В).

Разветвляющимся называется алгоритм, который, в отличие от линейных алгоритмов, содержит условие, в зависимости от истинности или ложности которого выполняется та или иная последовательность команд. Таким образом, команда ветвления состоит из условия и двух последовательностей команд.

Примером может являться разветвляющийся алгоритм, изображенный в виде блок-схемы (рис. 1.21, б). Аргументами этого алгоритма являются две переменныеА, В, а результатом — переменная X. Если условие А> В истинно, то выполняется операция X := А хВ, в противном случае выполняется Х.= А + В. В результате печатается то значение переменной X, которое она получает при выполнении одной из серий команд.

Циклическим называется алгоритм, в котором некоторая последовательность операций (тело цикла) выполняется многократно. Однако «многократно» не означает «до бесконечности». Организация циклов, никогда не приводящая к остановке в выполнении алгоритма, является нарушением требования его результативности — получения результата за конечное число шагов.

В цикл в качестве базовых входят — блок проверки условия и тело цикла. Перед операцией цикла осуществляется начальное присвоение значений тем переменным, которые используются в теле цикла.

Рассмотрим пример алгоритма вычисления факториала, изображенный на рис. 1.21 (с циклом «ПОКА»). Переменная N получает значение числа, факториал которого вычисляется. Переменной N1, которая в результате выполнения алгоритма должна получить значение факториала, присваивается первоначальное значение 1. ПеременнойКтакже присваивается значение 1. Цикл будет выполняться, пока справедливо условие N> К.

Декомпозиция алгоритмов управления и сбора информации в технологическойсистеме.

Общепризнанным направлением в развитии архитектур современных и перспективных АСУ ТП АЭС является распределённость и децентрализация управления технологическими процессами.

Каждая технологическая подсистема или установка в составе системы имеет контур локального управления (регулирования, стабилизации), функцией которого является поддержание некоторого параметра в соответствии с заданным значением. Принаступления нового события (выхода некоторого параметра за пределы порогового значения) во многих практически важных ситуациях существует несколько вариантов стабилизации процесса. В простых случаях система управления вычисляет новые значения уставок и сообщает их оператору, который принимает решение об их применении.

В сложных случаях действия оператора не поддаются формализации и их результат зависит от опыта и искусства оператора.

Процесс решения сложной задачи довольно часто сводится к решению нескольких более простых подзадач. Соответственно при разработке сложного алгоритма он может разбиваться на отдельные алгоритмы, которые называются вспомогательными. Каждый такой вспомогательный алгоритм описывает решение какой-либо подзадачи.

Процесс построения алгоритма методом последовательной детализации состоит в следующем. Сначала алгоритм формулируется в «крупных» блоках (командах), которые могут быть непонятны исполнителю (не входят в его систему команд) и записываются как вызовы вспомогательных алгоритмов. Затем происходит детализация, и все вспомогательные алгоритмы подробно расписываются с использованием команд, понятных исполнителю.

Алгоритмы управления и сбора информации в технологическисистеме целесообразно разделить на семь параллельно работающихгрупп алгоритмов (автоматов) (рис. 3.3).



Рис. Схема управления технологической системой.

1. Аварийные защиты А₁описывают ситуации, соответствующие ядерной или пожарной опасности, и действия (команды) на исполнительные механизмы (ИМ), направленные на предотвращение создавшейся ситуации [ос,- (x)hL', в схеме на рис. 3.2].

2 Технологические защиты А₂описывают ситуации, угрожающие —сохранности технологического оборудования, и действия (команды) на исполнительные механизмы, направленные на предотвращение разрушения оборудования [р (х)\- [7_;- в схеме на рис. 3.2].

3. Технологические блокировки А₃(одношаговые или многошаговые) определяют действия (операции) над исполнительными механизмами для поддержания технологических параметров (температуры, давления, расхода и т. д.) на заданном уровне или в задании пределах. Другое название алгоритмов А₃- программно-логическое управление.

4. Дистанционное управление от оператора А₄ - действия и условия их осуществления над исполнительными механизмами по командам от оператора.

5. Регуляторы А₅- автоматы, осуществляющие поддержание некоторого технологического параметра в соответствии с заданием (управлением) по одному из законов (П, ПИ, ПИД). С точки зрения реализации автоматы А₅- это множество вычислительных процедур, реализующих заданный закон регулирования (П. ПИ, ПИД и т.д.) и условия включения и отключения регулятора.

6. Информационные автоматы формирования событий А₆- это процедуры, задающие правила установления факта события по каждому параметру, исполнительному механизму и алгоритмам управления A₁ - A₅.

7. Диагностические автоматы А₇ - процедуры, осуществляющие функции первичной локальной диагностики исполнительных механизмов, датчиков, локальных процессов.

Каждый автомат А₁ - А₅представляет собой набор параллельно непротиворечиво работающих процедур, вырабатывающих управляющие воздействия на исполнительные механизмы. Автоматы А₁- А₇ работают также параллельно, и детерминизм воздействия обеспечивается на основе арбитража в соответствии с приоритетами в специальных блоках,- приоритетных автоматах {ПА), команды от последних поступают в исполнительные автоматы (ИА), осуществляющие управление элементарными операциями исполнительных механизмов. Последние блоки одинаковы для всех исполнительных механизмов одного типа.

Общая схема управления технологической системой. Каждый томат А₁-А₅независимо от других просматривает собственную базу данных, содержащую текущие значения сигналов от датчиков объекта, сигналы от других систем либо команды от оператора, и по ним вычисляет предварительные управляющие воздействия на собственные исполнительные механизмы, которые поступают на приоритетные автоматы, а последние вырабатывают управляющие bojдействия или сохраняют предыдущие.

Реализация дистанционного управления в рассматриваемой схеме осуществляется также на уровне управления технологической системой, поэтому помещать его на уровень (блок) операторского интерфейса нецелесообразно.

Процедуры А₆ работают одновременно с остальными автоматами осуществляют информационную связь системы управления технологической системой с другими компонентами АСУ ТП, для этого:

устанавливается факт смены состояния любого дискретного входа (выхода) функции и формируется соответствующее сообщение (телеграмма) в систему коммуникации (дискретное событие);

фиксируется изменение любого непрерывного параметра (температуры, давления и т. д.) на заданное с точки зрения точности значение и по этому факту устанавливается параметрическое событие и формируется соответствующая телеграмма в систему коммуникации).

Министерство высшего и среднего специального образования республики Узбекистан

Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека биологический факультет

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

По применению компьютерной технологией в биологии

На тему : Создание и редактирование WEB страниц.

Выполнил(а)_________________________________

Проверила___________________________________

Создание и редактирование страниц сайта.

Если вы только что создали новый сайт, то первая страница (главная) будет создана автоматически, иначе для создания новых страниц сайта используйте кнопку Создать страницу. Шаблоны страниц Выберите шаблон страницы. В данном случае шаблон определяет не столько оформление, сколько функциональные возможности страницы сайта. Веб-страница - обычная страница сайта, которая может содержать форматированный текст, картинки, таблицы, ссылки. На веб-страницу можно вставить другие объекты Google (документы, фотографии, альбомы, карты, видео и пр.). Объявления - страница для публикации и обсуждения сообщений (объявлений). Удобно использовать такой шаблон для создания страниц новостей и объявлений. Файловый менеджер - страница, предоставляющая возможность соавторам сайта загружать файлы разных форматов. При этом можно создавать папки, загружать, удалять и перекладывать в них файлы. Список - страница, позволяющая вести различные списки и отслеживать информацию. Например, можно создать таблицу участников сайта и предложить им самим заполнить сведения о себе. Итак, вы определились с шаблоном создаваемой страницы? Тогда дайте название странице, оставьте галочку в поле Поместить страницу на верхний уровень (навигацию по страницам на боковой панели удобнее делать в ручном режиме) и нажмите кнопку Создать страницу. Новая страница откроется в режиме редактирования. Изменить шаблон страницы можно в любое время с помощью команды Дополнительные действия - Изменить шаблон страницы. Оформление страницы В режиме редактирования страницы можно изменить её макет, расположив информацию не в один столбец, а так, как захотите, выбрав один из вариантов. Редактирование страниц сайта начинается с нажатия кнопки Изменение страницы в верхней строке окна: На странице сайта можно разместить текст, изображения, ссылки, таблицы, сформировать оглавление, встроить в дополнительные окна другие документы (тексты, таблицы, презентации) и объекты мультимедиа (слайд-шоу, анимация, видео). Кнопки панели инструментов и пункты выпадающих меню встроенного редактора, в основном, интуитивно понятны и по функциональному назначению близки к привычному интерфейсу редактора MS Word, поэтому не нуждаются в подробном рассмотрении. Технология вставки документов и мультимедиа будет подробно рассмотрена на страницах других разделов сайта семинара. Здесь мы поговорим о том, как использовать встроенный текстовый редактор для вставки изображений и ссылок. Вставка изображений Прежде всего не следует забывать о том, что изображения должны быть предварительно подготовлены для размещения в Web. Общепринятыми компактными форматами считаются .jpg, .gif и .png. Чтобы сократить время загрузки страницы, содержащей картинки, объем файлов изображений необходимо максимально уменьшить, в первую очередь, за счет уменьшения разрешения (достаточно 72 пикс/дюйм). С помощью меню Вставить - Изображение можно вставить на страницу сайта картинку из одного из двух источников: с жесткого диска; из сети Интернет. Если с первым вариантом все понятно (просто указать файл с картинкой), то во втором случае необходимо знать URL-адрес картинки. Второй случай и вставка изображений в формате .gif будут более подробно рассмотрены в разделе Встраивание мультимедиа на сайт. После вставки изображения с диска на странице появляется картинка оригинального (исходного) размера: При наведении мыши на изображение вы будете видеть две строки настройки параметров изображения: первая строка позволяет создать ссылку с изображения по указанному веб-адресу. Если этого вам не требуется, кликните Удалить. Если изображение служит ссылкой, скорректируйте адрес перехода с помощью кнопки Изменить; вторая строка позволяет удалить изображение со страницы (Удалить), задать режимы выравнивания (L, C, R) и обтекания текстом (вкл. / выкл.), а также изменить размер изображения. В качестве альтернативных размеров используются стандартные размеры C(Small - маленький), П (средний), L (Large - большой). Вставка ссылок Для вставки гиперссылок на страницы сайта используются кнопка Ссылка панели инструментов и меню Вставить - Ссылка. В первом случае обычно выделяется фрагмент текста, который необходимо оформить как ссылку, во втором это делать необязательно. С помощью гиперссылок можно организовать ссылки на: существующую страницу сайта (выбрать требуемую страницу в списке страниц сайта). Таким образом можно вручную организовать навигацию внутри сайта; произвольный веб-адрес (выбрать режим Веб-адрес и указать URL адреса перехода). Таким образом создаются ссылки на внешние источники. Чтобы сохранить изменения, внесенные на страницу, завершите редактирование нажатием кнопки Сохранить.

Министерство высшего и среднего специального образования республики Узбекистан

Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека биологический факультет

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

По применению компьютерной технологией в биологии

На тему : Модели и алгоритмы, относящиеся к биологическим наукам.

Выполнил(а)_________________________________

Проверила___________________________________

Основные понятия моделирования

Модель — способ замещения реального объекта, используемый для его изучения.

Модель вместо исходного объекта может использоваться, если эксперимент с реальным объектом:

• 
  «опасен» — исследования, связанные с ядерными реакциями лучше проводить (по крайней мере, на первоначальном этапе), используя математические модели, нежели натурные эксперименты (Чернобыльская АЭС);
  
• 
  «дорог» — прежде чем использовать идею в реальной экономике страны, лучше опробовать её на математической или имитационной модели экономики, просчитав на ней все «за» и «против» и получив представление о возможных последствиях;
  
• 
  «долговременен» — изучить динамику популяции - процесс, происходящий десятилетия, — выгоднее и быстрее на модели;
  
• 
  «кратковременен» — исследовать детали протекания процессов взрывного разрушения объектов удобнее проводить на математических моделях, поскольку такой процессы скоротечны во времени;
  
• 
  «протяжен в пространстве» — для изучения космогонических процессов удобны математические модели, поскольку реальные полёты к звёздам (пока) невозможны;
  
• 
  «микроскопичен» — для изучения взаимодействия атомов удобно воспользоваться их моделью;
  
• 
  «не существует» — часто человек имеет дело с ситуацией, когда объекта нет, он ещё только проектируется. При проектировании важно не только представить себе будущий объект, но и испытать его виртуальный аналог до того, как дефекты проектирования проявятся в оригинале. Важно: моделирование теснейшим образом связано с проектированием. Обычно сначала проектируют систему, потом её испытывают, потом снова корректируют проект и снова испытывают, и так до тех пор, пока проект не станет удовлетворять предъявляемым к нему требованиям. Процесс «проектирование-моделирование» цикличен. При этом цикл имеет вид спирали — с каждым повтором проект становится все лучше, так как модель становится все более детальной, а уровень описания точнее;
  
• 
  «неповторим» — многие процессы, протекавшие в момент зарождения нашей Вселенной, экспериментально повторить нельзя; в такой ситуации модель — единственный способ изучения таких явлений. Еще примеры — исторические процессы (ведь повернуть историю вспять невозможно), биологическая эволюция видов;
  
• 
  «не нагляден» — модель позволяет заглянуть в детали процессов, протекающих в сложных системах, в их промежуточные стадии; при построении модели исследователь как бы вынужден описать причинно-следственные связи, позволяющие понять все в единстве. Модель позволяет разложить систему на элементы, связи, механизмы, требует объяснить действие системы, определить причины явлений, характер взаимодействия составляющих. Примеры: модели городских транспортных потоков, сложных механических устройств, биологических экосистем.
  

Процесс моделирования есть процесс перехода из реальной области в виртуальную (модельную) посредством формализации, далее происходит изучение модели (собственно моделирование) и, наконец, интерпретация результатов как обратный переход из виртуальной области в реальную. Этот путь заменяет прямое исследование объекта в реальной области, то есть лобовое или интуитивное решение задачи. В самом простом случае технология моделирования подразумевает 3 этапа:

1. 
   формализация;
   
2. 
   собственно моделирование;
   
3. 
   интерпретация.
   

Если требуется уточнение, эти этапы повторяются вновь и вновь по мере уточнения модели. Из всего сказанного следует, что моделей может быть несколько: приближенная, более точная, ещё точнее и так далее. Двигаясь от варианта к варианту, исследователь совершенствует модель.

Моделирование является инженерной наукой, технологией решения задач. Смежными науками являются математика, программирование, системный анализ, а также дисциплины, связанные со спецификой решаемой прикладной задачи (биология, физика, экономика и т. д.).

Каждая модель составляется с какой-то целью. Начиная моделирование, исследователь должен определить цель, отделив её от всех возможных других целей.