44

Только себе и бесплатно

Власов м. П.

конспект лекций по дисциплине ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В КОММЕРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ТЕМА № 5

Графические средства в интерактивном моделировании

для студентов всех форм обучения

Содержание

Стр.

1.Диалоговые системы ………………………………………….……… 2

2.Сфера применения графических средств для описания экономико-математических моделей ………………………………..... 5

3.График Ганта …………………………………………..…………....... 10

4.Элементы теории графов …………………………………………...... 11

5.Сетевая модель ……………………………………………………….. 15

6.Деревья и сфера их применения ……………………………..……… 24

7.Паутинообразная модель ……………………………………………. 34

8.Задачи изменения состояний системы ……………………………… 40

Санкт-Петербург 1993-2012

1.Диалоговые системы

Диалоговая система обеспечивает решение задач в режиме диалога пользователя с компьютером. Под диалогом понимается поочередный обмен сообщениями между пользователем и системой в соответствии с установленным языком и формой общения в темпе, соизмеримом с темпом обработки данных менеджером. Ре­жим диалога связан с вмешательством пользователя в процесс ре­шения задачи, вызывающем ответную реакцию процесса, и отно­сится к так называемым интерактивным режимам, а диалоговая система, соответственно, является интерактивной системой. Харак­терной чертой диалоговой системы является ориентация на созда­ние так называемого дружественного интерфейса, основу которого составляют следующие факторы:

• гибкость диалога, т.е. способность системы учитывать различные потребности и уровень квалификации пользователей;

• ясность поведения системы для пользователя в любой стадии диа­лога;

• простота пользования;

• простота обучения работе с системой;

• доступность системы в любой необходимый пользователю мо­мент;

• обеспечение идентификации и защиты данных;

• самостоятельность, т.е. способность системы самостоятельно раз­бираться в «нештатных» ситуациях.

Эти факторы, требования конечного пользователя и специ­фика проблемной области, на которую ориентирована диалоговая система, отражаются в ее структуре и составе.

Диалоговая система в широком смысле состоит из компонен­тов двух типов – прикладных и диалоговых. Прикладные компо­ненты (прикладные и системные программы, базы данных и зна­ний, соответствующие системы управления ими) обеспечивают об­работку и хранение информации в ходе решения задачи. Диалого­вые компоненты (средства ведения диалога и лингвистическая под­система) реализуют связь пользователя с прикладными компонен­тами в процессе решения требуемой задачи. Диалоговые компо­ненты, собственно, и обеспечивают диалоговый режим взаимодей­ствия пользователя с компьютером и образуют диалоговую систему в узком смысле.

Форма диалога определяется применяемыми в интерактивной системе средствами общения пользователя с компьютером, к кото­рым относятся не только аппаратная часть, но и используемые про­граммное обеспечение, формулировка задачи, метод решения, представление решения (графическое, табличное).

Совокупность шагов, записанная на специальном языке, обра­зует сценарий диалога. Язык описания диалога содержит:

• специальные конструкции, обеспечивающие описание шага диа­лога с учетом используемого формата;

• операторы нескольких типов, обеспечивающие изменение значе­ний переменных, вывод сообщений, вызов функций и инициали­зацию поддиалогов или управляющие переходами от одного шага к другому.

В некоторых языках используются графы, вершины которых соответствуют состояниям диалога в начале и конце шага, а дуги – действиям. При этом описание сценария представляет перечень вершин графа в порядке их обхода с указанием соответствующих дугам функций. При использовании графической формы диалог описывается с помощью «иконографических» языков описания диалога, содержащих средства описания графических изображений и их комбинирования.

Для создания сценариев диалога используется специальный компонент – генератор сценариев, позволяющий в интерактивном режиме создавать и редактировать сценарии, а также генерировать реализующие их программы.

Диалоговые системы в узком смысле используются в различных автоматизированных системах обработки информации и управления, обучающих человеко-машинных системах, превращая их, таким образом, в диалоговые системы в широком смысле.

Для реализации эффективных диалоговых систем необходимо использовать не только перечисленные выше компоненты, но и со­ответствующее математическое обеспечение. Это требование свя­зано с тем, что экономико-математическое моделирование практи­чески всегда ведется в диалоговом режиме. Для иерархических систем управления при реализации диалоговых режимов использу­ется интерактивное агрегирования.

Интерактивное агрегирование – метод организации информа­ции при моделировании социально-экономических процессов большой размерности на основе итеративной увязки локальных за­дач, показатели которых определены с различной степенью детали­зации. Этот принцип организации информации противоположен принципу, применяемому в блочном программировании: там ис­ходная задача подразделяется на локальные задачи, соответствую­щие разным уровням управления, в которых, однако, фигурируют показатели одной и той же степени детализации.

Интерактивные методы решения задач, применяемые в эко­номико-математическом моделировании, заключаются в том, что вычислительный процесс начинается с некоторого пробного допус­тимого решения, а затем применяют алгоритм, обеспечивающий последовательное улучшение этого решения. Процесс таких проб продолжается до тех пор, пока не станет ясно, что:

• дальнейшее улучшение решения невозможно (достигнут оп­тимум, причем во многих случаях требуется дополнительно проверить - локальный или глобальный);

• дальнейшие вычисления нецелесообразны, поскольку воз­можное улучшение результата не окупит дополнительных затрат (например, затраченного времени).

В последнем случае для определения момента окончания вы­числений используется прием, называемый методом Лас-Вегаса.

Метод Лас-Вегаса это прием, используемый в многошаговых (в том числе итеративных) процедурах разработки управленческих решений для определения момента целесообразного окончания процесса. Метод основан на сопоставлении затрат, необходимых для реализации следующего шага процедуры, с тем эффектом, ко­торый может быть получен вследствие улучшения качества разра­батываемого управленческого решения. Если затраты выше, чем ожидаемый результат, то процесс подготовки решения следует ос­тановить и довольствоваться уже полученным вариантом («игра не стоит свеч», отсюда и название, подразумевающее, что Лас-Вегас – центр игорного бизнеса). Оценка затрат на реализацию следующего шага обычно не представляет определенных трудностей, поскольку учет таких издержек тщательно ведется, меры, составляющие оче­редной шаг процедуры, и необходимые для них ресурсы известны. Однако оценка результата нередко сопряжена с решением трех проблем:

1. выбор показателя для измерения результата;

2. построение измерительной процедуры;

3. оценка величины эффекта (по измерителю результата), который может быть «добавлен» при продолжении про­цесса.

Решение всех трех проблем – необходимое условие примене­ния метода Лас-Вегаса. Выполнение этого условия в случае проце­дур, опирающихся на работу экспертов и включающих сущест­венно неформализованные этапы и элементы, достигается далеко не всегда. Метод широко применяется с конца 1960-х годов в США, с 1970-х годов – в Европе.

Алгоритмы, применяемые при этом (интерактивные алго­ритмы методов последовательно улучшения плана), можно разде­лить на три класса:

1. при которых известно, что на каждой итерации решение улучшается, причем число таких итераций для достижения оптимума конечно;

2. при которых каждая итерация улучшает решение, но опти­мум достигается лишь как предел бесконечной последова­тельности решений (бесконечного вычислительного про­цесса);

3. алгоритмы, основанные на методе проб и ошибок, обеспечи­вают улучшение решения в целом, но не на от­дельной итерации.

Таким образом, наиболее характерными для режима диалога является применение:

• моделей, как для описания вычислительного процесса; так и для непосредственного решения задач;

• итеративных методов экономико-математических расче­тов.