Тема 5. Решение экономических задач компьютерными средствами

1. Понятие и классификация моделей объектов, процессов и систем

Модель-логическое или математическое описание компонентов и функций, отображающих существенные свойства моделируемого объекта или процесса. Классификация моделей и видов моделирования объектов и систем в соответствии с теорией подобия должна выделить в них наиболее общие признаки и свойства реальных систем.

Признаки классификации	Виды математических моделей
Принадлежность к иерархическому уровню	Модели микроуровня Макроуровня метауровня
Характер взаимоотношений со средой	Открытые (непрерывный обмен) Закрытые (слабая связь)
Характер отображаемых свойств объекта	Структурные функциональные
Способ представления свойств объекта	Аналитические Алгоритмические имитационные
Способ получения модели	Теоретические эмпирические
Причинная обусловленность	Детерминированные вероятностные
По отношению к времени	Динамические статистические
По типу уравнений	Линейные нелинейные
По множеству значений переменных	Непрерывные Дискретные Дискретно-непрерывные
По назначению	Технические Экономические социальные

2. Модели и структуры данных

Основные структуры данных.

Любая информация, представленная в формализованном виде и пригодная для обработки алгоритмами, называется данными. Организация данных, обеспечивающая связи и соотношения между ними, называется структурой данных. Структура данных делится на линейную и нелинейную. Отношения между объектами и сведениями, которые обрабатываются в автоматизированными информационных системах, носят нелинейных характер. Эти отношения могут быть определены как отношения один ко многим/многие ко многим. Отношения одни ко многим носят иерархический характер и отражают древовидную структуру. Отношения многие ко многим носят универсальный характер (древовидная, сетевая).

3-х структур данных.

1.Иерархическая структура представляет собой данные, элементы которых распределены по отдельным уровням иерархии. При этом каждый элемент нижнего уровня может быть связан с не более чем одним элементом вышестоящего уровня.

2.Сетевая структура, в которой любой элемент структуры может быть связан с любым другим элементом этой же структуры.

3.Реляционная (табличная структура), данные в которой представляются в виде взаимосвязанных таблиц информации. Наиболее ярким представителем является Excell.

3. Понятие алгоритма, его свойства и способы описания

Алгоритмом называется последовательность предписаний, выполняя которые шаг за шагом можно прийти от варьируемых исходных данных к группе чисел, представляющих результат решения задачи.

Свойства алгоритмов:

Дискретность (преобразование исходных данных в результат)

Определенность (четкость и однозначность каждой команды)

Конечность (алгоритм приводится к решению задачи за конечное число шагов)

Массовость (алгоритм решения задачи разработан не для одной конкретной задачи, а для целого класса однотипных задач, различающихся исходными данными).

Способы описания алгоритмов: словесный, формульно-словесный, графический, средствами языка операторных схем, с помощью таблиц решений.

Словесный способ описания алгоритма отражает содержание выполняемых действий средствами естественного языка.

Формульно-словесный способ основан на записи содержания выполняемых действий с использованием изобразительных возможностей языка математики, дополненного необходимыми пояснениями средствами естественного языка.

Операторный способ записи алгоритма – это изображение последовательности операций процесса обработки данных с помощью заданного набора буквенных символов, обозначает типовую операцию.

Таблицы решений – средства, позволяющие в наглядной форме четко и просто описывать достаточно сложные ситуации в задачах управления.

Графический (блок-схемы) способ представляет собой изображение логико-математической структуры алгоритма, при котором все этапы процесса обработки информации отображаются с помощью установленного набора геометрических фигур (блоков), имеющих строго определенную конфигурацию в соответствии с приписанным им характеристиками выполняемых действий.

4. Решение задач с использованием типовых алгоритмов обработки данных

Типовые структуры алгоритмов:

Линейные структуры состоят из последовательности следующих действий: ввод значения аргумента, вычисление значения функции, вывод результата вычисления на печать

Алгоритм светящейся структуры – это задача, в которой требуется организовать выбор выполнения последовательности действий в зависимости от каких-либо условий.

Алгоритм циклической структуры – это алгоритм отдельных действий, который многократно повторяется. При разработке выделяются следующие понятия:

Параметры цикла, начальное/конечное значение параметров цикла, шаг цикла.

Алгоритм сложной структуры состоит из 3 видов алгоритмов (нахождение максимума и минимума).

Алгоритм обработки данных – процесс упорядочения записи по возрастанию или убыванию значения критерия, который называется сортировкой. Существует сортировка массивов, строк, элементов файла.

5. Технологии программирования (модульное, структурное, объектно-ориентированное)

Технологией программирования называют совокупность методов и средств, используемых в процессе разработки программного обеспечения. Как любая другая технология, технология программирования представляет собой набор технологических инструкций, включающих:

• указание последовательности выполнения технологических операций;

• перечисление условий, при которых выполняется та или иная операция;

• описания самих операций, где для каждой операции определены исходные данные, результаты, а также инструкции, нормативы, стандарты, критерии и методы оценки и т. п.

Кроме набора операций и их последовательности, технология также определяет способ описания проектируемой системы, точнее модели, используемой на конкретном этапе разработки.

Различают технологии, используемые на конкретных этапах разработки или для решения отдельных задач этих этапов, и технологии, охватывающие несколько этапов или весь процесс разработки. В основе первых, как правило, лежит ограниченно применимый метод, позволяющий решить конкретную задачу. В основе вторых обычно лежит базовый метод или подход (парадигма), определяющий совокупность методов, используемых на разных этапах разработки, или методологию.

Модульное программирование предполагает выделение групп подпрограмм, использующих одни и те же глобальные данные, в отдельно компилируемые модули (библиотеки подпрограмм), например, модуль графических ресурсов. Связи между модулями при использовании данной технологии осуществляются через специальный интерфейс, в то время как доступ к реализации модуля (телам подпрограмм и некоторым "внутренним" переменным) запрещен. Эту технологию поддерживают современные версии языков Pascal и С (C++), языки Ада и Modula.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) определяется как технология создания сложного программного обеспечения, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного типа (класса), а классы образуют иерархию с наследованием свойств. Взаимодействие программных объектов в такой системе осуществляется путем передачи сообщений.

Структурный подход к программированию представляет собой совокупность рекомендуемых технологических приемов, охватывающих выполнение всех этапов разработки программного обеспечения. В основе структурного подхода лежит декомпозиция (разбиение на части) сложных систем с целью последующей реализации в виде отдельных небольших подпрограмм. С появлением других принципов декомпозиции (объектного, логического и т.д.) данный способ получил название процедурной декомпозиции.

Другим базовым принципом структурного программирования является использование при составлении программ только базовых алгоритмических структур (см. билет 4), запрет на использование оператора GOTO.

Структурный подход требовал представления задачи в виде иерархии подзадач простейшей структуры. Проектирование осуществлялось "сверху-вниз" и подразумевало реализацию общей идеи, обеспечивая проработку интерфейсов подпрограмм. Одновременно вводились ограничения на конструкции алгоритмов, рекомендовались формальные модели их описания, а также специальный метод проектирования алгоритмов — метод пошаговой детализации.

Поддержка принципов структурного программирования была заложена в основу так называемых процедурных языков программирования. Как правило, они включали основные "структурные" операторы передачи управления, поддерживали вложение подпрограмм, локализацию и ограничение области "видимости" данных. Среди наиболее известных языков этой группы стоит назвать PL/1, ALGOL-68, Pascal, С.

6. Методы и этапы решения экономических задач на компьютере

Имея алгоритм  решения   задачи  можно переходить к его записи на языке программирования. Один  и  тот же алгоритм может быть реализован на различных языках. Выбор языка программирования, кодирование на нем, уточнение в процессе написания программ способов организации данных – это отдельная, самостоятельная и достаточно сложная  задача .

Существует несколько подходов к классификации алгоритмических языков. Первая из них отталкивается от уровня языка. Чем он выше – тем ближе алгоритмический язык к живому человеческому, как правило, английскому языку. Чем ниже уровень языка – тем он ближе к тому, что используется для кодирования команд при аппаратной реализации вычислительного устройства.

Здесь определяющим является тип решаемой  задачи . Для сложных  задач , оперирующих достаточно абстрактными понятиями, следует выбирать языки высокого уровня.  Экономические   задачи , как правило, относятся к этой категории. Для  задач , тяготеющих к реализации алгоритмов управления конкретными устройствами (так называемое «приборное программирование») выбирают языки более низкого уровня.

Большое значение имеет тип решаемой  задачи . Представляется совершенно естественным, что при создании программного продукта для работы, например, с базами данных следует выбирать специализированный язык высокого уровня, предназначенный именно для этих целей. Разработка интеллектуальных информационных  систем потребует применить языки, поддерживающие логическое или функциональное программирование. Писать программные приложения для работы в сети Интернет следует на языке, подходящем для этих целей.

После выбора языка для создания программного продукта, производится непосредственно кодирование алгоритмов. Сначала определяются переменные -именованные области памяти, по имени которых можно получить доступ к данным. Далее программисты описывают разработанные ранее алгоритмы с помощью выбранного языка программирования в соответствии с диктуемыми им правилами.

Важными моментом является то, что при написании следует уделять повышенное внимание комментариям к программе на «человеческом» языке, разъясняющим смысл написанного кода. Это позволяет лучше понять написанное другому программисту  и , даже, быстрее вспомнить его автору программы через некоторое время.

В результате получаются текстовые исходные файлы

7. Информационные ресурсы и технологии для решения экономических задач на компьютере

8. Классификация информационных ресурсов и средства доступа к ним

9. Типы экономических задач, решаемых в среде MS Office (расчетные, ана-литические, исследовательские)

Офисный пакет ( office  suite) – это набор взаимодействующих компьютерных программ, которые обычно распространяются совместно, имеют однотипный интерфейс, хорошо взаимодействуют друг с другом и рассчитаны на офисных служащих.

В состав интегрированного пакета  MS   Office  входит программное обеспечение для работы с различными типами электронных документов:

 MS   Office : Word (текстовый процессор), Excel (табличный процессор), Access (реляционная система управления базами данных), PowerPoint(приложение для подготовки презентаций), Outlook (персональный коммуникатор), InfoPath (средство построения бизнес форм и бланков), Publisher (средство публикаций и маркетинговых форм),  MS  Visio (средство построения диаграмм и схем) и др.

Общие сведения и организация вычислений  в   среде   MS  Access

В настоящее время СУБД Microsoft Access является одной из самых популярных систем для разработки настольных реляционных баз данных и создания приложений баз данных архитектуры клиент/сервер.

Общие сведения и создание презентаций  в   среде   MS  PowerPoint

Под презентацией (от латинского praesento – передаю, вручаю и английского present – представлять) подразумевается передача, представление аудитории новых для нее идей, планов, разработок. Презентация – это набор слайдов и различных спецэффектов, раздаточный материал, а также конспект доклада, хранящиеся в одном файле  MS  PowerPoint.

Общие сведения и организация вычислений  в   среде   MS  Excel:

Основное назначение процессоров электронных таблиц – обработка таблично организованной информации (данных, представленных в  виде строк и столбцов чисел), проведение расчетов на ее основе и обеспечение визуального представления хранимых данных и результатов их обработки (в  виде графиков, диаграмм и т. п.).

Структурно основным объектом Excel является рабочая книга, которая сохраняется в файле с расширением *.xls (*.xlsx – в версии  MS  Excel 2010). Книга делится на листы, листы на ячейки. Работа с данными требует задания ссылок между несколькими рабочими книгами. Получающаяся в результате связанная совокупность книг называется рабочей  средой .

Лист рабочей книги Excel имеет матричную структуру. Имя столбца и номер строки, которым принадлежит ячейка, однозначно определяют ее адрес: А1 – адрес ячейки, находящейся в столбце А и первой строке. Excel поддерживает и другую систему адресации (стиль ссылок), когда нумеруются и строки, и столбцы (в этом случае сначала указывается номер строки, а затем номер столбца.

Ячейкам (блокам ячеек) также можно присваивать собственные имена и использовать их для ссылок на ячейки наряду с адресами:

 MS  Excel хорошо взаимодействует с другими программными приложениями, входящими в состав  MS   Office . Прежде всего, это возможность создавать программные расширения, работающие  в   среде  Excel. Принципиальным в этом процессе является то, что как в Excel, так и в других программных продуктах, входящих в семейство  MS   Office , для этого используется  среда  программирования VBA (Visual Basic for Applications).

Формула – это выражение, состоящее из операндов, которое используется для выполнения вычислений над имеющимися данными. Каждая формула начинается с символа равно (=). В качестве операндов могут быть: числа, логические значения, ссылки на адреса ячеек (диапазон ячеек), встроенные функции, которые соединяются с помощью символов операций – сложения, вычитания, умножения,

Для решения  задачи  преобразования ссылок на другие ячейки при копировании и перемещении формул в процессорах электронных таблиц поддерживается система относительных и абсолютных ссылок. Абсолютная ссылка – это не изменяющийся при копировании и перемещении формулы адрес ячейки, содержащий исходные данные. В качестве признака абсолютной ссылки в адресе используется знак $.

Графическое представление результатной информации позволяет принять быстрое и обоснованное решение по дальнейшей обработке данных числового типа, так как диаграммы могут помочь оценить имеющиеся данные лучше, чем изучение каждой ячейки рабочего листа. C помощью Ехсеl можно строить два  вида  диаграмм:

• внедренная диаграмма – помещается на одном рабочем листе с данными;

• диаграмма в формате полного экрана на новом рабочем листе.

Оба типа диаграмм автоматически обновляются при изменении данных.

 MS  Excel является мощным универсальным инструментом по решению серьезных  задач , в сфере экономики и финансов.

Типичные экономико-математические приложения Excel используются для:

• структуризации и первичной логической обработки данных;

• статистической обработки данных, анализа и прогнозирования;

• проведения финансово-экономических расчетов;

• решения уравнений и оптимизационных  задач