Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы принятия решений. Лабораторный практикум
.pdf
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
Н.В. Акамсина, Д.К. Проскурин,
Ю.С. Сербулов, Е.А. Шипилова
МЕТОДЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
Лабораторный практикум
Допущено Учебно-методическим объединением вузов
по университетскому политехническому образованию в качестве учебного
пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению подготовки
230400 «Информационные системы и технологии»
Воронеж 2013
А38
Акамсина Н.В. Методы принятия решений: лаб. практикум / Н.В. Акамсина, Д.К. Проскурин, Ю.С. Сербулов, Е.А. Шипилова; Воронежский
ГАСУ. – Воронеж, 2013. – 103 с.
УДК 004(07)
ББК 32.81я7
А38
Рецензенты:
кафедра вычислительной техники и информационных систем
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»;
Хвостов А.А., д-р т. н., проф.
Рассматриваются методы поддержки и принятия решений, а также их реа-
лизация с помощью табличного редактора Microsoft® Excel.
Предназначен для студентов, обучающихся по направлению 230400 «Ин-
формационные системы и технологии». Лабораторный практикум способствует
закреплению теоретических основ курса «Модели и методы принятия решений».
Ил. 63. Табл. 4. Библиогр.: 12 назв.
УДК 004(07)
ББК 32.81я7
ISBN 978-5-89040-473-2
© Акамсина Н.В., Проскурин Д.К., Сербулов Ю.С.,
Шипилова Е.А., 2013
© Воронежский ГАСУ, 2013
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ...................................................................................................................... 4
Часть 1. Табличный редактор Microsoft® Excel ................................................. 7
1. Возможности Excel при работе с функциями ................................................ 7
1.1. Математические функции ......................................................................... 9
1.2. Инженерные функции .............................................................................. 14
1.3. Логические функции ................................................................................ 14
2. Решение алгебраических уравнений ............................................................. 18
2.1. Инструмент Подбор параметра .............................................................. 18
2.2. Инструмент Поиск решения.................................................................... 19
Часть 2. Лабораторный практикум ..................................................................... 21
Теоретические сведения ..................................................................................... 21
Лабораторная работа № 1. Решение задач линейного программирования ... 38
1.1. Постановка задачи .................................................................................... 38
1.2. Теоретический материал для изучения .................................................. 38
1.3. Задания ...................................................................................................... 45
1.4. Ход работы ................................................................................................ 46
Контрольные вопросы .................................................................................... 51
Оформление отчета ......................................................................................... 52
Лабораторная работа № 2. Решение многокритериальной транспортной
задачи методом STEM ........................................................................................ 52
2.1. Постановка задачи .................................................................................... 52
2.2. Теоретический материал для изучения .................................................. 59
2.3. Задания ...................................................................................................... 62
2.4. Ход работы ................................................................................................ 64
Контрольные вопросы .................................................................................... 79
Оформление отчета ......................................................................................... 79
Лабораторная работа № 3. Метод аналитической иерархии (МАИ) ............. 80
3.1. Постановка задачи .................................................................................... 80
3.2. Теоретический материал для изучения .................................................. 80
3.3. Задания ...................................................................................................... 83
3.4. Ход работы ................................................................................................ 83
Контрольные вопросы .................................................................................... 90
Оформление отчета ......................................................................................... 90
Лабораторная работа № 4. Метод ELECTRE ................................................... 91
4.1. Постановка задачи .................................................................................... 91
4.2. Теоретический материал для изучения .................................................. 91
4.3. Задания ...................................................................................................... 93
4.4. Ход работы ................................................................................................ 94
Контрольные вопросы .................................................................................... 99
Оформление отчета ....................................................................................... 100
Заключение ............................................................................................................. 100
Библиографический список рекомендуемой литературы ............................ 101
3
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторный практикум разработан в соответствии с требованиями,
предъявляемыми ФГОС ВПО 3-го поколения, предназначен для студентов
очной и заочной форм обучения направления 230400 – «Информационные
системы и технологии».
Практикум способствует закреплению теоретических основ курса
«Модели и методы принятия решений», излагаемого в процессе лекций.
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла. К
задачам дисциплины относится подготовка студентов к следующим видам
деятельности:
проектно-конструкторская деятельность:
предпроектное обследование (инжиниринг) объекта проектирова-
ния, системный анализ предметной области, их взаимосвязей;
техническое проектирование (реинжиниринг);
рабочее проектирование;
выбор исходных данных для проектирования;
моделирование процессов и систем;
проектно-технологическая деятельность:
проектирование базовых и прикладных информационных техноло-
гий;
разработка средств реализации информационных технологий (ме-
тодических, информационных, математических, алгоритмических, техниче-
ских и программных);
разработка средств автоматизированного проектирования инфор-
мационных технологий;
производственно-технологическая деятельность:
разработка и внедрение технологий разработки объектов профе с-
сиональной деятельности, для предприятий различного профиля и вс ех ви-
дов деятельности в условиях информационного общества.
организационно-управленческая деятельность:
оценка производственных и непроизводственных затрат и приня-
тие управленческих решений;
научно-исследовательская деятельность:
сбор, анализ научно-технической информации, отечественного и
зарубежного опыта по тематике исследования;
участие в работах по проведению вычислительных экспериментов
с целью проверки используемых математических моделей.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
методы анализа информационных систем;
базовые и прикладные информационные технологии, инструмен-
тальные средства информационных технологий;
4
основные виды и процедуры обработки информации, модели и ме-
тоды решения задач обработки информации (поддержка принятия решений,
анализ данных);
уметь:
разрабатывать математические модели процессов информацион-
ных систем;
осуществлять математическую и информационную постановку за-
дач по обработке информации, использовать алгоритмы обработки инфор-
мации для различных приложений;
уметь решать прикладные вопросы интеллектуальных систем с ис-
пользованием статических экспертных систем, экспертных систем реально-
го времени;
владеть:
методами и средствами представления данных и знаний о предмет-
ной области, методами и средствами анализа информационных систем;
инструментальными средствами обработки информации;
информационными технологиями интеллектуального анализа дан-
ных, интеллектуальными технологиями поддержки принятия решений (на
основе хранилищ данных, оперативной аналитической обработки информ а-
ции и интеллектуального анализа данных).
Изучение дисциплины «Модели и методы принятия решений» способ-
ствует формированию следующих общекультурных компетенций:
способности к обобщению, анализу, восприятию информации, по-
становке цели и выбору путей ее достижения;
способности находить организационно-управленческие решения в
нестандартных ситуациях;
умению применять методы математического анализа и моделиро-
вания, теоретического и экспериментального исследования.
Практикум посвящен закреплению теоретических знаний применения
методов поддержки и принятия решений. Содержит примеры их реализации
с помощью табличного редактора Microsoft® Excel, а также краткие сведе-
ния о работе с редактором.
Практикум включает две главы: «Основные функции Microsoft®
Excel», содержащую сведения о приемах работы с функциями табличного
редактора, необходимыми в процессе расчета и анализа при принятии р ешений, «Лабораторный практикум», а также список рекомендуемой литер а-
туры.
Данное пособие способствует развитию навыков решения практиче-
ских задач, рекомендуется для использования в качестве справочного мате-
риала при выполнении четырех лабораторных работ по предмету.
Лабораторные работы подобраны таким образом, что в них отражено
большинство наиболее часто применяемых методов поддержки и принятия
решений. Последовательное выполнение лабораторных работ позволяет
5
освоить приемы и способы решения основных задач поддержки и принятия
решений.
Перед каждой лабораторной работой излагаются основные элементы
теории принятия решений в их простейшей интерпретации, которых, одна-
ко, вполне достаточно для того, чтобы студенты могли самостоятельно выполнить лабораторные работы, а также в дальнейшем применить получен-
ные знания в своей профессиональной деятельности.
6
ЧАСТЬ 1. ТАБЛИЧНЫЙ РЕДАКТОР MICROSOFT® EXCEL
Табличные редакторы (иногда их называют также электронные таблицы)
на сегодняшний день одни из самых распространенных программных продук-
тов, используемых во всем мире. Они без специальных навыков позволяют со-
здавать достаточно сложные приложения, которые удовлетворяют до 90 % за-
просов средних пользователей.
Табличные редакторы возникли практически одновременно с персональ-
ными компьютерами, когда появилось много пользователей, не знакомых с основами программирования. Первый табличный редактор, получивший широкое
распространение – Lotus 1-2-3, ставший стандартом де-факто для табличных
редакторов:
структура таблицы (пересечения строк и столбцов создают ячейки,
куда заносятся данные);
стандартный набор математических и бухгалтерских функций;
возможности сортировки данных;
наличие средств визуального отображения данных (диаграмм).
Первоначально наиболее широкое распространение получили два таб-
личных редактора: SuperCalc и Quattro Pro. С появлением Microsoft® Windows
и его приложений стандартом де-факто стал табличный редактор Microsoft®
Excel.
Microsoft Excel - средство для работы с электронными таблицами, намно-
го превышающее по своим возможностям существующие редакторы таблиц,
первая версия данного продукта была разработана фирмой Microsoft в 1985 го-
ду. Microsoft Excel - это простое и удобное средство, позволяющее проанализи-
ровать данные и, при необходимости, проинформировать о результате заинте-
ресованную аудиторию, использующую Internet. Microsoft® Excel разработан
фирмой Microsoft и является на сегодняшний день самым популярным табличным редактором в мире. Кроме стандартных возможностей его отличает сле-
дующие возможности: он выводит на поверхность центральные функции элек-
тронных таблиц и делает их более доступными для всех пользователей. Для облегчения работы пользователя упрощены основные функции, создание формул,
форматирование, печать и построение графиков.
Excel, как видно из всего сказанного выше, – очень мощный инструмент
для решения задач, имеющих дело с массивами разнообразных данных, поэтому область применения обширна: начиная от бухгалтерских и складских задач
и заканчивая расчетами энергетики спутниковых линий. В Excel удобно решать
задачи линейной алгебры, такие как работа с матрицами и др. Также есть все
возможности для полноценной работы и поддержки принятия решений.
1. Возможности Excel при работе с функциями
Функции в Excel используются для выполнения стандартных вычислений
в рабочих книгах. Значения, которые используются для вычисления функций,
называются аргументами. Значения, возвращаемые функциями в качестве отве-
7
та, называются результатами. Помимо встроенных функций можно использо-
вать в вычислениях пользовательские функции, которые создаются при помощи
средств Excel. Чтобы использовать функцию, нужно ввести ее как часть формулы в ячейку рабочего листа. Последовательность, в которой должны располагаться используемые в формуле символы, называется синтаксисом функции.
Все функции используют одинаковые основные правила синтаксиса. Если
нарушаются правила синтаксиса, Excel выдает сообщение о том, что в формуле
имеется ошибка.
Если функция появляется в самом начале формулы, ей должен предше-
ствовать знак равенства, как и во всякой другой формуле.
Аргументы функции записываются в круглых скобках сразу за названием
функции и отделяются друг от друга символом точка с запятой “;”. Скобки позволяют Excel определить, где начинается и где заканчивается список аргументов. Внутри скобок должны располагаться аргументы. Помните о том, что при
записи функции должны присутствовать открывающая и закрывающая скобки,
при этом не следует вставлять пробелы между названием функции и скобками.
В качестве аргументов можно использовать числа, текст, логические зна-
чения, массивы, значения ошибок или ссылки. Аргументы могут быть как константами, так и формулами. В свою очередь эти формулы могут содержать другие функции. Функции, являющиеся аргументом другой функции, называются
вложенными. В формулах Excel можно использовать до семи уровней вложен-
ности функций.
Задаваемые входные параметры должны иметь допустимые для данного
аргумента значения. Некоторые функции могут иметь необязательные аргумен-
ты, которые могут отсутствовать при вычислении значения функции.
Для удобства работы функции в Excel разбиты по категориям: функции
управления базами данных и списками, функции даты и времени,
DDE/Внешние функции, инженерные функции, финансовые, информационные,
логические, функции просмотра и ссылок. Кроме того, присутствуют следующие категории функций: статистические, текстовые, математические, логиче-
ские, инженерные и др.
Использование статистических функций облегчает статистический анализ
данных, основу которого составляет исследование совокупностей и выборок.
Также ряд статистических функций предназначен для анализа вероятностей.
При помощи текстовых функций имеется возможность обрабатывать
текст: извлекать символы, находить нужные, записывать символы в строго
определенное место текста и многое другое.
В Excel широко представлены математические функции. Например, мож-
но выполнять различные операции с матрицами: умножать, находить обратную,
транспонировать.
Логические функции помогают создавать сложные формулы, которые в
зависимости от выполнения тех или иных условий будут совершать различные
виды обработки данных.
8
Инженерные функции применяются в областях инженерных и научных
расчетов.
1.1. Математические функции
В Microsoft Excel имеется целый ряд встроенных математических функ-
ций, позволяющих легко и быстро выполнять различные специализированные
вычисления. Кроме того, множество математических функций включено в
надстройку Пакет анализа.
Функция СУММ суммирует множество чисел. Эта функция имеет сле-
дующий синтаксис: =СУММ(числа) (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Диалоговое окно функции СУММ()
Аргумент числа может включать до 30 элементов, каждый из которых
может быть числом, формулой, диапазоном или ссылкой на ячейку, содержащую или возвращающую числовое значение. Функция СУММ игнорирует ар-
гументы, которые ссылаются на пустые ячейки, текстовые или логические зна-
чения.
Поскольку СУММ является очень популярной функцией, на стандартной
панели инструментов имеется специальная кнопка для ввода этой функции.
Кнопку Авто сумма можно использовать для одновременного ввода не-
скольких функций СУММ.
Имейте в виду, что аргументы не обязательно должны образовывать не-
прерывные диапазоны ячеек. Например, чтобы получить сумму чисел в ячейках
А3, В12 и в ячейках от G13 до Н15, введите каждую ссылку как отдельный аргумент: =СУММ(АЗ;В12;613:Н15).
9
Функция ОКРУГЛ округляет число, задаваемое ее аргументом, до ука-
занного количества десятичных разрядов и имеет следующий синтаксис:
=ОКРУГЛ(число;количество_цифр) (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Диалоговое окно функции ОКРУГЛ()
Аргумент число может быть числом, ссылкой на ячейку, в которой со-
держится число, или формулой, возвращающей числовое значение. Аргумент
количество_цифр, который может быть любым положительным или отрицательным целым числом, определяет, сколько цифр будет округляться. Задание
отрицательного аргумента количество_цифр округляет до указанного количе-
ства разрядов слева от десятичной запятой, а задание аргумента количе-
ство_цифр равным 0 округляет до ближайшего целого числа. Excel округляет
цифры, которые меньше 5, с недостатком (вниз), а цифры, которые больше или
равны 5, с избытком (вверх).
Функции ОКРУГЛВНИЗ и ОКРУГЛВВЕРХ имеют такой же синтаксис,
как и функция ОКРУГЛ. Как указывают их имена, они округляют значения
вниз (с недостатком) или вверх (с избытком).
Не смешивайте функцию ОКРУГЛ с фиксированными форматами,
например 0 и 0,00, которые имеются на вкладке Число окна диалога Формат
ячеек. При использовании этих форматов содержимое в ячейке округляется до
заданного числа десятичных разрядов, но при этом изменяется только отобра-
жение числа в ячейке, а не само значение. При выполнении вычислений Excel
всегда использует хранимое, а не отображаемое значение.
Функция ЦЕЛОЕ округляет число вниз до ближайшего целого и имеет
следующий синтаксис: =ЦЕЛОЕ(число) (рис. 1.3).
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]