Линейное программирование

 

Рис 2 Окно «Параметры поиска решения» модуля «Поиск решения»

 

Здесь устанавливаем «параметры»  задачи - выбираем «линейная модель», «неотрицательные значения» и «показывать  результаты итераций».

«Линейная модель» - служит для ускорения  поиска решения линейной задачи оптимизации. «Показывать результаты итераций» - служит для приостановки поиска решения  для просмотра результатов отдельных  итераций.

По умолчанию выбран метод поиска «Ньютона», есть возможность выбрать  «сопряженных градиентов».

«Метод Ньютона» - реализация квазиньютоновского метода, в котором запрашивается  больше памяти, но выполняется меньше итераций, чем в методе сопряженных  градиентов.

«Метод сопряженных градиентов» - реализация метода сопряженных градиентов, в котором запрашивается меньше памяти, но выполняется больше итераций, чем в методе Ньютона. Данный метод  следует использовать, если задача достаточно велика, и необходимо экономить  память, а также, если итерации дают слишком малое отличие в последовательных приближениях.

Причем здесь нет возможности  выбрать ни графический симплекс-метод, ни симплекс-таблиц. Применение метода позволяющего найти целочисленное  решение определяется лишь добавление условия на каждую переменную –  «целое».

Такой подход к решению задач  хорошо подходит для проведения практических расчетов, когда важен лишь результат  решения, а не сам процесс получения  оптимального решения.

Следует отметить, что некоторые  задачи могут иметь несколько  вариантов оптимального решения. Так, например, транспортная задача (частный  случай задачи ЛП, и может быть представлена в виде целевой функции и системы  ограничений) может иметь два (и  более) оптимальных плана перевозок  с одинаковой стоимостью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Использование  технических и программных средств  для решения задач линейного  программирования

 

Данный курсовой проект был написан  на компьютере со следующими характеристиками и использовался следующий комплекс технических средств и ПО ЭВМ: микропроцессор: Intel Pentium Core^® 2 Duo

Микропроцессор. Самым главным элементом в компьютере является микропроцессор. Он осуществляет выполнение программ, установленных на компьютере, и управляет работой остальных устройств. Представляет собой небольшую электронную схему, Микропроцессор выполняет сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков  или даже сотен миллионов операций в секунду.  Микропроцессоры отличаются друг от друга типом (моделью) и тактовой частотой. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций микропроцессор выполняет за одну секунду, т. е. она характеризует быстродействие компьютера. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц). Тактовая частота на данном компьютере составляет 3.2 Ггц.

Оперативная память. Очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Содержащиеся в ней данные сохраняются пока компьютер включен. При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается. Она состоит из двух частей: основная память и расширенная (дополнительная). Основная память имеет размер 640 Кбайт, а остальные Кбайты размещаются в дополнительной памяти. Оперативная память на данном компьютере DDRII PC64200 2048Мбайт.

Кэш – память. Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется сверхбыстродействующая кэш-память (в нашем случае 2048Kb), которая хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

Жесткие диски. Накопители на жестком диске (винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, трансляторов с языков программирования и так далее. Из всех устройств для хранения данных жесткие диски обеспечивают наиболее быстрый доступ к данным, высокие скорости чтения и записи данных.

Для пользователя жесткие диски  отличаются друг от друга следующими характеристиками:

• Емкостью, то есть тем, сколько информации помещается на диске (Емкость данного винчестера – 260 Гбайт)
• Быстродействием, то есть временем доступа к информации и скоростью чтения и записи информации (7200)
• Интерфейсом, то есть типом контроллера, к которому должен подсоединяться жесткий диск.(SATAII)

Мониторы: Монитор (дисплей) компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации.

Существуют цветные  и монохромные (в данном случае цветной), отличаются друг от друга по размеру. В зависимости от назначения мониторы оснащаются разными средствами регулировки, цветокорректировки и так далее. Различные мониторы могут поддерживать разные разрешения, то есть количества точек в выводимом изображении  по горизонтали и вертикали.

Возможность изменения  разрешения экрана определяется используемыми  монитором и видеоадаптером.

Характеристики  монитора:

Тип дисплея: ЖК-монитор  Acer Al1511

Максимальный размер разрешения: 1280 x 1024

Видеокарта: Видеокарта это устройство для вывода графической информации на монитор, прямого кодирования видео сигнала со внешнего источника. (Видеокарта на данном компьютере – NVIDIA GeForce 8800 GTS)

Принтеры Принтер предназначен для вывода информации на бумагу. Обычно принтеры могут выводить не только текстовую информацию, но также рисунки и графики. Одни принтеры позволяют печатать только в одном цвете (черном), другие могут выводить также и цветные изображения.

В данном случае используется лазерный принтер. Лазерные принтеры обеспечивает наилучшее качество черно-белой  печати. В лазерных принтерах используется принцип ксерографии. Лазерные принтеры обеспечивают самую высокую среди  всех принтеров скорость печати и  не требуют специальной бумаги.

Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

• Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и так далее: Системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и так далее:
• Инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.

Среди всех системных программ, с  которыми приходится иметь дело пользователям  компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционные система (ОС) управляет компьютером, запускает  программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные  функции по запросам пользователей  и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее  эти услуги. Таким образом, выбор  ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами Вы сможете  работать на своем компьютере. От выбора ОС зависит также производительность, степень защиты данных, необходимые  аппаратные средства и так далее.

На данном персональном компьютере (ПК) используется операционная система  c Windows  XP.

Windows XP - операционная система (ОС) Microsoft, основанная на технологии Windows NT. Это полностью 32-разрядная ОС с приоритетной многозадачностью и улучшенной реализацией работы с памятью.

В этой ОС реализована  поддержка современного оборудования, в частности в состав операционной системы включен усовершенствованный  Диспетчер устройств (Device Manager), с  помощью мастера установки оборудования - Add/Remove Hardware Wizard можно установить новое  оборудование, осуществить его диагностику, произвести отключение как стационарных, так и подсоединяемых в "горячем" режиме устройств; поддержка режима подключения Plug-and-Play (PnP), в котором выполняет автоматическое конфигурирование аппаратуры и "горячее" подключение модулей PC Card, аккумуляторов портативных компьютеров, а также использующих шину USB периферийных устройств. Кроме того, Windows XP поддерживает стандарты DirectX и OpenGL, включает программу дефрагментации диска, новое приложение резервного копирования и утилиту очистки диска, обеспечивает поддержку используемой в Windows 98 файловой системы FAT32 и совместимость файловых стандартов Windows NT и Windows 9x.

Но операционная система не работает с так называемыми унаследованными  устройствами и некоторыми видами мультимедийного  оборудования.

В Windows XP два логически связанных модуля объединены в рамках одного, поэтому работать с сетевыми компонентами здесь, намного удобнее.

В сетях Windows XP существует целый ряд возможностей: групповые политики (GROUP Police), служба каталогов Active Directory (AD), система централизованной синхронизации данных, реализованная на базе технологии IntelliMirror.

Операционная система Windows XP получила сертификат безопасности Common Criteria. Это свидетельствует о том, что данная ОС является одной из наиболее безопасных и может использоваться для решения многих критически важных задач.

Эта операционная система  обладает универсальной защитой, поскольку  на локальном уровне использует файловую систему Encrypting File System (EFS), на сетевом  уровне - протокол Kerberos, на уровне Internet - защитную инфраструктуру на базе открытых ключей (Public Key Infrastructure, PKI), а на физическом уровне - технологию интеллектуальных карт. Входящий в Windows XP Pro модуль System File Protection (SFP) обеспечивает защиту файлов .sys, .dll, .exe и .ocx. Эта очень полезная функция предотвращает перезапись приложениями ключевых системных файлов их устаревшими или модифицированными версиями и пользователям не приходиться периодически перезагружать компьютер.

Таким образом, Windows XP – самая подходящая операционная система

для студентов.

Для создания курсового  проекта был использован следующий  комплекс инструментальных средств  программирования:

• Microsoft Office;
• Microsoft Visual Basic 6.0;

 

 

 

 

 

1.3.1. Microsoft Visual Basic 6.0

в программной части курсового проекта использовался язык программирования Visual Basic, объектная модель ADO.

Среда программирования – позволяет выполнить весь комплекс операций, связанных с составлением программы, работы с ней, и включает:

• интерпретатор (система программирования Visual Basic включает и компилятор);
• программу-оболочку, позволяющую с помощью меню управлять работой среды;
• отладчик программ, предоставляющий в распоряжение пользователя специальные средства, позволяющие ускорить отладку программ.

Язык программирования – это инструмент для создания компьютерных программ.

Visual Basic – это программа, характерной  особенностью которой является  возможность создания и использования  самостоятельных компонентов (объектов). VB самый популярный язык программирования. Широкое распространение обеспечивается  его уникальными свойствами:

• простота;
• быстрота и легкость создания приложений.

Рабочая среда в Visual Basic называется интегрированной средой разработки или IDE (Integrated development environment), потому что объединяет много различных функций, таких как разработка, редактирование, компиляция и отладка внутри общей среды, в то время как в традиционных средствах разработки программных продуктов каждая функция работает как отдельная функция со своим собственным интерфейсом.

Visual Basic предоставляет большие возможности,  позволяющие конфигурировать рабочую  среду самым удобным образом.  С помощью Visual Basic можно выполнять  различные задачи. Этот язык может  использоваться для несложных,  мало функциональных баз данных  с довольно большими объемами  информации.

Основой для создания интерфейса любого приложения является форма. На ней размещаются  элементы управления. Они являются объектами, с которыми работает разработчик  в процессе построения интерфейсной части приложения.

Формы – это объекты, свойства которых определяют их вид, методы – поведение, а событие – связь с пользователем. Задавая форме свойства и создавая код для реакции на действия пользователя, разработчик настраивает эти объекты так, чтобы они отвечали требованиям будущего приложения.

Элементы управления – это объекты, которые содержатся в формах. Каждый тип элемента имеет свой собственный набор свойств, методов и событий, которые делают его наиболее подходящим для определенной цели. Некоторые элементы управления лучше всего использовать для ввода или отображения текста, другие для доступа к приложениям и данным так, будто эти приложения (Word, Excel, и другие) являются частью вашего приложения.

Свойства реализуются посредством  атрибутов, методы – как действия, события – как ответ на что  – либо изменяющееся.

В процессе разработки приложения данного  курсового проекта на форму были помещены следующие элементы управления:

1. Textbox – текстовое поле, которое служит для отображения, ввода и редактирования текста.

2. CommandButton – кнопка, которая служит для инициирования некоторых действий программы после щелчка на ней кнопкой мыши.

1. Label – надпись, которая служит для отображения текста который пользователь не может изменить.
2. Option – переключатель.

1.3.2 Microsoft Office

В процессе написания отчета я пользовался некоторыми приложениями пакета прикладных программ Microsoft Office 2003.