Экзаменационный билет № 15 Государственный экзамен

1. Задачи линейного программирования.

2. Модели систем.

3. Сетевая модель данных.

4. Унифицированный язык моделирования (UML)

5. Определение системы. Свойства систем и их характеристики. Классификация систем.

6. Активный режим FTP.

1) Задачи линейного программирования

Задача условной оптимизации (2.3.7) называется задачей линейного программирования (ЛП), если целевая функция и все функции ограничений являются линейными функциями:

где  . Это есть стандартная форма задачи ЛП. 

2)Модели систем.

Под моделью системы понимается описание системы, отображающее определенную группу ее свойств. Углубление описания – детализация модели. Создание модели системы позволяет предсказывать ее поведение в определенном диапазоне условий.

Модель функционирования (поведения) системы – это модель, предсказывающая изменение состояния системы во времени.

Можно классифицировать модели системы следующим образом:

· по характеру отображаемого моделью объекта – технические, биологические и др.;

· по используемому аппарату научного описания – математические, физические, химические и др.;

· по виду формализованного аппарата представления системы – детерминированные и стохастические;

· по сложности структуры и поведения – простые и сложные;

и т.д.

Для изучения систем применяют также качественные и количественные модели (методы описания систем).

Фундаментальные (детальные) модели количественно описывают поведение или свойства системы, начиная с такого числа основных физических допущений (первичных принципов), какое только является возможным. Такие модели предельно подробны и точны для явлений, которые они описывают.

Феноменологические модели используются для качественного описания физических или иных процессов, когда точные соотношения неизвестны или слишком сложны для применения. Такие приближенные или осредненные модели обычно обоснованы физически и содержат входные данные, полученные из эксперимента или более фундаментальных теорий. Феноменологическая модель основывается на качественном понимании физической ситуации

3)Сетевая модель данных.

Базовыми объектами модели являются:

• элемент данных;

• агрегат данных;

• запись;

• набор данных,

Элемент данных — то же, что и в иерархической модели, то есть минимальная информационная единица, доступная пользователю с использованием СУБД.

Агрегат данных соответствует следующему уровню обобщения в модели. В модели определены агрегаты двух типов: агрегат типа вектор и агрегат типа повторяющаяся группа.

Агрегат данных имеет имя, и в системе допустимо обращение к агрегату по имени. Агрегат типа вектор соответствует линейному набору элементов данных. Например, агрегат Адрес может быть представлен следующим образом:

Адрес
Город	Улица	дом	квартира

Агрегат типа повторяющаяся группа соответствует совокупности векторов данных. Например, агрегат Зарплата соответствует типу повторяющаяся группа с числом повторений 12.

Зарплата
Месяц	Сумма

Записью называется совокупность агрегатов или элементов данных, моделирующая некоторый класс объектов реального мира. Понятие записи соответствует понятию «сегмент» в иерархической модели. Для записи, так же как и для сегмента, вводятся понятия типа записи и экземпляра записи.

Следующим базовым понятием в сетевой модели является понятие «Набор». Набором называется двухуровневый граф, связывающий отношением «один-ко-многим» два типа записи.

Набор фактически отражает иерархическую связь между двумя типами записей. Родительский тип записи в данном наборе называется владельцем набора, а дочерний тип записи — членом того же набора.

Для любых двух типов записей может быть задано любое количество наборов, которые их связывают. Фактически наличие подобных возможностей позволяет промоделировать отношение «многие-ко-многим» между двумя объектами реального мира, что выгодно отличает сетевую модель от иерархической. В рамках набора возможен последовательный просмотр экземпляров членов набора, связанных с одним экземпляром владельца набора.

Между двумя типами записей может быть определено любое количество наборов: например, можно построить два взаимосвязанных набора. Существенным ограничением набора является то, что один и тот же тип записи не может быть одновременно владельцем и членом набора.

В качестве примера рассмотрим таблицу, на основе которой организуем два набора и определим связь между ними:

	Преподаватель	Группа	День недели	№ пары	Аудитория	Дисциплина
	Иванов	4306	Понедельник	1	22-13	КИД
	Иванов	4307	Понедельник	2	22-13	КИД
	Карпова	4307	Вторник	2	22-14	БЗ и ЭС
	Карпова	4309	Вторник	4	22-14	БЗ и ЭС
	Карпова	84305	Вторник	1	22-14	БД
	Смирнов	4306	Вторник	3	23-07	ГВП
	Смирнов	4309	Вторник	4	23-07	ГВП

Экземпляров набора Ведет занятия будет 3 (по числу преподавателей), экземпляром набора Занимается у будет 4 (по числу групп). На рис. 3.1 представлены взаимосвязи экземпляров данных наборов.

Рис. 3.1. Пример взаимосвязи экземпляров двух наборов

В общем случае сетевая база данных представляет совокупность взаимосвязанных наборов, которые образуют на концептуальном уровне некоторый граф.

Язык описания данных в сетевой модели имеет несколько разделов:

• описание базы данных — области размещения;

• описания записей — элементов и агрегатов (каждого в отдельности);

• описания наборов (каждого в отдельности).

Операции манипулирования данными в сетевой модели делятся на навигационные операции и операции модификации.

• Навигационные операции осуществляют перемещение по БД путем прохождения по связям, которые поддерживаются в схеме БД. В этом случае результатом является новый единичный объект, который получает статус текущего объекта.

• Операции модификации осуществляют как добавление новых экземпляров отдельных типов записей, так и экземпляров новых наборов, удаление экземпляров записей и наборов, модификацию отдельных составляющих внутри конкретных экземпляров записей.

4)Унифицированный язык моделирования (UML)

В первой половине 90-х годов был предложен разработанный на основе наиболее популярных объектно-ориентированных методов язык объектного моделирования UML (Unified Modeling Language - унифицированный язык моделирования). Нотация (синтаксис языка) UML включает ряд графических диаграмм.

Язык UML может использоваться в режиме эскиза, проектирования или языка программирования. В режиме эскиза разработчики используют UML для обмена информацией о различных аспектах системы. В режиме проектирования можно использовать эскизы при прямой и обратной разработке. При прямой разработке диаграммы рисуются до написания кода, а при обратной разработке диаграммы строятся на основании кода, с целью лучшего понимания кода. При использовании UML в режиме языка программирования диаграммы компилируются в исполняемый код, т.е. UML становится исходным кодом.

При разработке модели вы можете широко применять диаграммы.

• Диаграммы классов показывают классы программы и их взаимосвязи.

• Диаграммы последовательности используются для описания общих сценариев.

• Диаграмму классов следует сопроводить несколькими диаграммами последовательности или другими диаграммами взаимодействия.

• Диаграммы пакетов показывают высокоуровневую организацию программного продукта. Диаграмма пакетов представляет хорошую логическую маршрутную карту системы. Эта диаграмма помогает понять логические блоки системы, а также обнаружить их взаимозависимости и держать их под контролем.

• Для каждого пакета лучше построить диаграмму классов.

• Диаграммы состояний используются для классов со сложным поведением.

• После создания ПО можно написать документацию на готовый продукт с помощью UML. Лучше, когда документация содержит краткий текст, снабженный диаграммами UML

5)Определение системы. Свойства систем и их характеристики. Классификация систем.

Система есть совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с ней как единое целое.

 Свойства систем

1. Целостность - появление нового качества в объединении именно этого набора элементов и потеря системных качеств при исключении любого из выделенных элементов системы.

2. Разнообразие - наличие качественно различных элементов системы, имеющих различные функции.

3. Связность - осуществление обмена информацией между элементами системы, невозможность включения в систему элементов без информационного обмена.

4. Целенаправленность - возможность управления системой путем изменения параметров в одном элементе для преобразования состояния других.

5. Устойчивость - способность сохранения свойств 1-4 при достаточно широком изменении параметров среды.

Бывают и обратные случаи:

·        поисковые системы устроены так, чтобы искать состояние, которое отсутствует в данный момент (например, образование).

·        целеустремленные системы. Системы способны сами вырабатывать цели и методы их достижения. Системы с участием человека – пилотируемый самолет, системы управления объектами.

 Примеры систем: Живые существа, ЭВМ, экономические структуры, большинство механизмов, транспортные средства.

 Классификация систем.

Естественные системы и искусственные по происхождению

Определим классифицирующие признаки и виды технических систем:

1. Характер взаимоотношений о средой	Открытые системы (непрерывный обмен), Закрытые системы (эпизодическая связь)
2. Причинная обусловленность	Детерминированные, Стохастические
3. По назначению	Устойчивые Поисковые Целеустремленные
4. Степень подчиненности	Простые системы (каждый с каждым) Иерархические системы (сущ.ет соподчиненность)
5. По отношению к времени	Статические Динамические
6. По степени сложности	Простые системы (мало элементов <9) Большие Сложные и очень сложные

      Наличие двух категорий «Большие» и «Сложные» обусловлено историческими причинами.

       2. Большие системы, моделирование которых затруднено вследствие их размерности,

       3. Сложные системы, для моделирования которых недостаточно информации.

       4. Очень сложные системы , для моделирования которых человечество не обладает нужной информацией. Это мозг, вселенная, социум.

 При моделировании больших систем применяют метод декомпозиции, в котором снижение размерности осуществляется путем разбиения на подсистемы.

6)Активный режим FTP.

Действия сервера и клиента:

1. Клиент устанавливает связь и посылает запрос на 21 порт сервера с порта N (N>1024)

2. Сервер посылает ответ на порт N (N>1024) клиента

3. Сервер устанавливает связь для передачи данных по порту 20 на порт клиента N+1

Активный режим

Активный FTP выгоден для FTP-сервера, но вреден для стороны клиента. FTP сервер пытается соединиться со случайными высокими (по номеру) портами на клиенте, такое соединение наверняка будет блокировано брандмауэром на стороне клиента.