Методические указания к лабораторной работе № 6
Тема работы: Введение в ППП "Quantitative Systems for Business"
-
Цель работы
Научиться пользоваться средствами ППП "Quantitative Systems for Business" ("Система деловых задач").
2. Введение в "Систему деловых задач "
Пакет прикладных программ "Quantitative Systems for Business" ("Система деловых задач") позволяет строить различные экономико-математические модели и находить решение поставленных задач. При этом ход решения по желанию пользователя сопровождается наглядными иллюстрациями, отражающими используемый подход. Это делает программы пакета очень удобными для применения в учебном процессе.
Пакет предназначен для использования под управлением MS DOS. Для обращения к одной из программ пакета необходимо выбрать соответствующий файл с расширением .ехе и с его помощью запустить программу. Все необходимые программы находятся в директории QSB. К сожалению, пакет QSB не полностью русифицирован - при обращении к некоторым программам пользователь получает сообщения на английском языке.
Информация о программах, включенных в пакет, с указанием имен файлов, с помощью которых к ним обращаются, приведена в таблице 1 (знаком * отмечены программы, не переведенные на русский язык).
Таблица 1
|
Заголовок программы |
Модели и методы, для реализации |
Файл |
||
|
(англ.язык) |
(русский язык) |
которых предназначена программа |
|
|
|
ЛИНЕЙНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ |
||||
|
Linear programming |
Линейное программирование |
Задачи линейного программирования |
linprog |
|
|
Transportation problem |
Транспортная задача |
Транспортные задачи |
tranprob |
|
|
Assignment problem* |
Задача о назначениях |
Задачи о назначениях |
asmp |
|
|
ЦЕЛОЧИСЛЕННОЕ ЛИНЕЙНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ |
||||
|
Integer linear programming |
Целочисленное линейное программирование |
Задачи целочисленного линейного программирования |
intlprog |
|
|
ТЕОРИЯ ГРАФОВ |
||||
|
Network modeling |
Моделирование средствами теории графов |
Методы epатчайшего iooe, iaeneiaeuiiai iioiea e iinopiaiey aapaaa ieieiaeuiie aeeiu |
netmodel |
|
|
СЕТЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ |
||||
|
Project scheduling - CPM* |
Сетевое планирование - CPM |
Метод epитического пути |
cpm |
|
|
Project scheduling - PERT* |
Сетевое планирование - ПЕРТ |
Метод ПЕРТ |
pert |
|
|
ДИНАМИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ |
||||
|
Dynamic programming* |
Динамическое программирование |
Задачи о выборе маршрута (о дилижансе), о рюкзаке, об управлении запасами (в динамической постановке) |
dp |
|
|
ТЕОРИЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПАСАМИ |
||||
|
Inventory theory* |
Теория управления запасами |
Детерминированные задачи управления запасами с дефицитом, с анализом скидок, стохастическая модель управления запасами |
invt |
|
|
ТЕОРИЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ |
||||
|
Decision/probability theory* |
Принятие решений в условиях риска |
Методы дисперсионного, байесовского анализа, анализа платежной матрицы (критерии максимина, минимакса, ожидаемого выигрыша, ожидаемого риска, недостаточного обоснования), построения дерева решений |
dspb |
|
|
ТЕОРИЯ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ |
||||
|
Queuing theory* |
Теория массового обслуживания |
Модели одно- и многоканальных систем массового обслуживания с ограниченным и неограниченным накопителем, замкнутых и незамкнутых, с экспонентциальным, равномерным или нормальным распределением времени обслуживания. |
queue |
|
|
Queuing system simulation* |
Статистическое моделирование систем массового обслуживания |
Метод Монте-Карло |
qsim |
|
|
Markov process* |
Марковский процесс |
Моделирование марковских процессов |
mkv |
|
|
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ |
||||
|
Time series forecasting* |
Прогнозирование временных рядов |
Экстраполяция на основе простой средней, скользящей средней для стационарного ряда, для линейного тренда, на основе экспонентциально взвешенной средней, экспонентциальное сглаживание ряда, линейная регрессия |
tsfc |
|
После запуска любой из программ пользователь попадает в главное меню (рис.1) (его вид для различных программ отличается только заголовком). выбор нужного режима осуществляется клавишами управления курсором (вверх/вниз), при этом перемещается подсветка строки меню режимов. Подведя подсветку к нужному режиму, необходимо нажать клавишу <ввод>.
Рис.1
Начинающему пользователю рекомендуется начать с режима 1. Для всех программ пакета в этом pежиме выводится информация о том, как работать с данной программой.
Чтобы ввести и pешить новую задачу, выбирают pежим 2. В этом режиме пользователю пpедлагаются определенные действия, с помощью которых вводятся исходные данные задачи. Ввод задачи всегда начинается с вопроса:
Имя задачи впоследствии используется только в заголовках выводимой информации, так что его выбор принципиального значения не имеет.
Режим ввода новой задачи также предлагает достаточно подробные подсказки и некоторую дополнительную информацию о программе. После ввода задачи программа возвращает пользователя в главное меню. Следует отметить, что возможность прервать ввод задачи в пакете не предусмотрена, и поэтому, войдя в режим 2, необходимо ввести данные до конца. Кроме того, при обращении к этому режиму ранее введенные в этой программе данные автоматически уничтожаются (одновременно можно работать только с одной задачей).
При вводе дробных чисел в качестве десятичного разделителя используется точка в английском алфавите. Перемещение между отдельными позициями ввода вперед осуществляется клавишей «ввод», а назад - клавишей «backspace». Исправление введенных значений осуществляют, просто печатая новые поверх старых.
Обычно ввод задачи осуществляется в несколько этапов, после каждого из которых выдается сообщение:
Если на некотором этапе предполагается ввод большого блока данных (который может занять несколько страниц экрана), то в верхнем правом углу экрана указывается номер страницы, а внизу выдается подсказка о способе перемещения между страницами:
После окончания ввода выдается сообщение:
Исходные данные могут быть введены с диска (дискеты) или записаны на них с помощью режимов соответственно 3 и 6. При обращении к этим режимам пользователю задаются вопросы:
или
При
неверном указании имени файла выдается
сообщение:
При обращении к дискете, если она не вставлена, выдается сообщение:
Если файл с указанным именем уже существует, выдается предупреждение:
Поскольку лабораторные работы студентов обычно сохраняются на диске D, обращение к которому в пакете не предусмотрено, рекомендуется сохранять свои данные, указывая только имя файла. При этом задача будет сохранена в директории QSB, откуда ее впоследствии можно перенести в свою папку. При чтении сохраненной задачи рекомендуется вначале перенести ее в директорий QSB, а затем также указать только имя файла.
При попытке обращения к режимам 4 и 5-8 до использования режимов 2 или 3 выдается сообщение:
Введенные данные можно пpосмотpеть и/или pаспечатать в pежиме 4. При обращении к этому режиму программа задает вопрос:
Студентам рекомендуется использовать этот режим только для просмотра, т.е. отвечать всегда N (нет).
Введенные данные можно откорректировать в pежиме 7. При использовании этого режима можно изменить имя задачи, ответив на вопрос:
По умолчанию (т.е. если просто нажать «ввод») имя задачи останется тем же. На следующем этапе пользователю предлагается меню режимов коррекции, которое различается в разных программах.
Решение задачи осуществляется в pежиме 5 (pешения). Здесь пользователю также предлагаются различные виды меню режимов решения. В программах пакета можно просмотреть и pаспечатать не только конечные, но и пpомежуточные pезультаты, а также получить некоторые дополнительные сведения о решении задачи (например, результаты постоптимизационного анализа).
Если решение было получено, то пользователь сразу попадает в меню режимов просмотра и/или печати конечного решения, имеющее следующий заголовок:
Использовать режимы печати результатов решения студентам здесь также не рекомендуется. К сожалению, в пакете не предусмотрено сохранение результатов решения в файле. Для отражения результатов работы в отчете можно воспользоваться копированием в буфер активного окна экрана (Alt+Print Screen) или всего экрана (Print Screen). Полученная копия может быть вставлена в документ Word, как рисунок. Ее также можно предварительно отредактировать в программе Paint.
В это же меню можно попасть с помощью режима 8. При обращении к режиму 8 до получения решения выдается сообщение:
В меню режимов 5, 7 и 8 предусмотрены пункты, позволяющие вернуться в главное меню (меню функций).
После окончания pаботы с программой пользователь может вернуться в DOS с помощью pежима 0.
Пользователям, хорошо знакомым с работой в операционной среде Windows, следует еще раз напомнить, что здесь (в пакете QSB) при окончании работы с программой пользователю не задается вопрос, необходимо ли сохранять введенные данные. По умолчанию они будут потеряны.
Из перечисленных правил имеется несколько исключений, которые будут особо оговорены в соответствующих методических указаниях (например, для некоторых задач выбоp алгоpитма pешения осуществляется в pежиме 7 (коppекции)).
Начать знакомство с этим пакетом рекомендуется с программы «Линейное программирование», так как эта тема хорошо изучена ранее.
Следует обратить внимание, что все переменные здесь считаются неотрицательными. Ограничения являются нестрогими (как обычно в математическом программировании) независимо от того, указано ли это пользователем.
При решении задачи используется М-метод, причем наличие готового базиса, не состоящего из дополнительных переменных, программой игнорируется (все равно вводятся искусственные переменные). К симплексной таблице добавляется столбец отношений свободных членов к элементам разрешающего столбца (для выбора разрешающей строки). Критериальная строка подсчитывается с противоположным знаком по сравнению с формулами, рассмотренными в лекциях (из коэффициента в целевой функции вычитают произведение столбца коэффициентов при базисных переменных на столбцы таблицы) - соответственно изменяется критерий оптимальности. В начальной таблице, которая предшествует первой итерации, коэффициенты при М в критериальной строке подсчитываются только для второго слагаемого при искусственных переменных и целевой функции.
Недостатком алгоритма, реализованного в данной программе, является то, что иногда неверно выводится причина неразрешимости (при отсутствии допустимых планов - «нет возможного решения» - иногда выдается сообщение о неограниченности целевой функции - «беспредельное решение»). Чтобы уточнить этот ответ, следует потребовать вывода начальной таблицы. Если она не выводится, ОДП пуста.
При подсчете общего числа итераций последняя (на которой получено оптимальное решение) не считается.