Косарев_Экомическая информатика
.pdfКомпьютерная графика в сфере бизнеса |
321 |
|
|
|
Т а б л и ц а 6.5 |
Графо-аналитические способы сглаживания |
||
Способ сглаживания |
Способ учета старения |
Тип уравнения тренда |
Уравнение |
Старение не учитывается |
Простые уравнения - |
тренда |
|
линейное, |
|
|
степенное и др. |
Скользящее |
Учитываются данные |
Среднее |
среднее |
только на интервале |
арифметическое |
|
сглаживания |
|
Экспоненциальное |
Устаревшие данные |
Среднее арифметиче |
среднее |
усредняются с меньшими |
ское взвешенных |
|
весами |
значений |
окне Линия тренда выбрать тип уравнения, руководствуясь эко номическим механизмом отображаемого явления или эмпиричес кими соображениями (табл. 6.6). Тренды экстраполируются впе ред/назад на период, кратный половине шага, вкладка Парамет ры (рис. 6.4).
|
|
|
Таблица 6.6 |
|
Эмпирические модели экономических зависимостей |
||
№п/п |
Форма зависимости |
Уравнение |
Экономический пример |
1 |
Линейная |
Линейное |
Короткий отрезок лю |
|
|
|
бой зависимости |
2 |
Монотонно возрас |
Экспонента |
Бум спроса |
|
тающая выпуклая |
|
|
|
вниз-вправо1 |
|
|
3 |
Монотонно возрас |
Логарифмиче |
Объем продаж в зави |
|
тающая выпуклая |
ское, степен |
симости от затрат на |
|
вверх-влево |
ное |
рекламу |
4 |
Выпуклая вверх |
Полином 2-й |
Подъем, насыщение и |
|
с максимумом |
степени |
падение спроса |
5 |
Выпуклая вверх с мак |
Полином 3-й |
Частота рисков в зави |
|
симумом и перегибом |
степени |
симости от тяжести |
6 |
Выпуклая вниз-вправо |
Полином 4-й |
Возобновление стоимо |
|
с максимумом и ми |
степени |
сти бизнеса (бум, насы |
|
нимумом |
|
щение, падение и подъ |
|
|
|
ем спроса) |
хНе путать с математическим понятием выпуклс>сти.
322 |
|
|
|
|
|
|
Глава 6 |
16 |
|
|
• |
|
• |
У |
|
14 |
|
yS^ |
|
|
|||
|
^N» |
|
— |
Полиномиальный (у) |
|||
10 |
|
^X^^\ |
|
— |
Полиномиальный (у) |
||
12 |
|
|
|
|
|||
8 |
|
/ |
/ |
\ |
|
|
|
|
y = 0,02x3-0,7x2 + 6,2x-4,2 |
\ ^ " \ 4 . |
/ь |
||||
6 |
|
||||||
/ |
/ • |
|
|
/>V |
/~ |
||
4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
2 |
v |
I = 0.007X4 - 0,2x3 + 1,6x2 - 2,2x + 3,4 j |
|
|
|||
|
|
|
|
10 |
12 |
14 |
16 |
Рис. 6.4. Аппроксимация ряда показателей
Скользящее среднее применяется, если допустимо исключение устаревающих данных и не требуется уравнение тренда. В окне Линия тренда выбирается размер интервала сглаживания, отсчи тывая от последнего показателя (крайней правой точки на графи ке). Устаревшие значения слева от интервала отбрасываются, по ложение очередной точки справа вычисляется как средние арифме тические значений по интервалу. Затем интервал сдвигается вправо на одну точку, и вычисления повторяются для новых данных. Осо бенность скользящего среднего в окне Линия тренда - экстраполя ция ряда и оценка качества операции не предусмотрены.
Скользящее среднее в пакете анализа Excel, команда Сервис/ Надстройки предоставляют больше возможностей, в том числе ав томатическое построение графика, прогноз и оценку качества сгла живания стандартной погрешностью (СП) по формуле (6.2). Для выполнения прогноза исправьте формулу графика тренда.
\2(xi-yir |
(6.2) |
|
|
Здесь х, значения исходного ряда; у. - значения сглаженного |
|
ряда. |
|
Экспоненциальное среднее в пакете анализа Excel принимает в расчет все значения ряда, но с разными весами. Чем старее значе ние, тем меньше вес, сумма весов равна единице. В Excel экспо ненциальное сглаживание выполняется по приближенной рекур-
Компьютерная графика в сфере бизнеса |
323 |
рентной формуле, комбинирующей предыдущее значение ряда и его прогноз с помощью фактора затухания. Если вы не понимае те, что это такое, примите значение по умолчанию. Для прогноза используйте механизм заполнения Excel. Исправьте формулу гра фика, чтобы отобразить прогноз на диаграмме.
Сглаживание и экстраполяция посредством формул обеспечи вают наибольшую гибкость - можно использовать любые моде ли трендов и оценок их качества. Введите сглаживающую форму лу, статистические функции оценки качества операции и раз множьте их механизмом заполнения.
Вопросы для самоконтроля
1.Что понимается под графикой?
2.Дайте классификацию средств оформления текста.
3.Как улучшить с помощью графики экономические документы?
4.Какие средства используются для коллективной подготовки изоб ражений?
5.Перечислите типы диаграмм и поясните выбор типа диаграммы.
ПОДГОТОВКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
7 . 1 . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
Решение задачи на ЭВМ - это процесс получения результат ной информации на основе обработки исходной информации с помощью программы, составленной из команд системы управле ния вычислительной машины. Сама программа представляет со бой формализованное описание последовательности действий определенных устройств ЭВМ в зависимости от конкретного ха рактера задачи.
Технология разработки программ решения задачи определя ется главным образом двумя факторами:
•осуществляется ли разработка программы решения задачи как составного элемента единой системы автоматизированной обработки информации либо как относительно независимой, ло кальной компоненты общего программного комплекса, обеспе чивающего решение на ЭВМ задач управления;
•какие программно-инструментальные средства используют ся для разработки и реализации задач на ЭВМ.
Под программно-инструментальными средствами будем пони мать компоненты ПО, позволяющие программировать решение задач управления. К программно-инструментальным средствам в первую очередь относятся алгоритмические языки и соответству ющие им трансляторы, затем СУБД с языковыми средствами про граммирования в их среде, электронные таблицы со средствами их настройки и т.п.
Подготовка программных средств |
325 |
Появление принципиально новых по сравнению с алгоритми ческими языками программно-инструментальных средств корен ным образом изменило традиционное представление о процессе программирования и программе. В связи с этим в толковом словаре по информатике под термином "программа" наряду с при веденным выше определением понимаются также и "данные, пред назначенные для управления конкретными компонентами систе мы обработки данных в целях реализации определенного алго ритма"1.
На наш взгляд, лучше употреблять термин "программное сред ство" (или программное приложение), тем более что эти термины находят широкое употребление среди профессиональных програм мистов. Таким образом, под программным средством (програм мным приложением) будем понимать программу или иное фор мализованное описание, обеспечивающее автоматизацию реше ния на ЭВМ задачи пользователя как независимо, так и с помощью программно-инструментальных средств.
Исторически сложившаяся технология разработки программ решения задач экономического характера строилась исходя из "позадачного" подхода, при котором слабо учитывались или во обще не учитывались программно-информационные взаимосвя зи между отдельными задачами, а в качестве инструментальных средств программирования использовались исключительно алго ритмические языки. Принципиальная схема такого процесса пред ставлена на рис. 7.1.
В зависимости от специфических особенностей конкретной задачи (ее вычислительной и логической сложности, состава и структуры исходной, промежуточной и результатной информа ции и т.п.), профессионального уровня подготовки специалистов и ряда других факторов некоторые этапы технологического про цесса, представленные в общей схеме, могут быть объединены в более крупные этапы или реализовываться в неявном виде.
П е р в ы й э т а п технологического процесса представляет со бой постановку задачи. На этом этапе раскрывается организаци онно-экономическая сущность задачи, т.е. формулируется цель ее решения; определяется взаимосвязь с другими задачами; указыва ется периодичность ее решения; устанавливаются состав и формы
1 Першиков В.И., Марков А. С, Савинков В.М. Русско-английский толко вый словарь по информатике. - М.: Финансы и статистика, 1999.
326 |
|
|
|
|
Глава 7 |
Постановка |
Экономико- |
|
Разработка |
|
Состав |
задачи |
математи |
- • |
(выбор и |
-> |
ление |
|
ческое |
адаптация) |
(адаптация) |
||
|
описание |
|
алгоритма |
|
программы |
Тестиро |
|
Приемо |
|
Опытная |
|
Промыш |
вание |
-> |
сдаточные |
-> |
эксплуа |
-> |
ленная |
W и отладка |
испытания |
тация |
эксплуа |
|||
программы |
|
|
|
|
|
тация |
Рис. 7.1. Принципиальная схема разработки программных средств решения экономических задач на ЭВМ
представления входной, промежуточной и результатной инфор мации; характеризуются формы и методы контроля достовернос ти информации на ключевых этапах решения задачи; специфици руются формы взаимодействия пользователя с ЭВМ в ходе реше ния задачи и т.п.
Особое внимание в процессе постановки задачи уделяется де тальному описанию входной, выходной (результатной) и проме жуточной информации. При этом характеризуются:
•форма представления отдельных реквизитов (цифровая, сим вольная и т.д.);
•количество знаков (разрядов), выделяемых для записи рек визитов исходя из их максимальной значности;
•вид реквизита по его роли в процессе решения задачи (ис ходный, расчетный, нормативный, справочный и т.п.);
•источник (документ, задача и т.п.) возникновения реквизита. Кроме того, для цифровой информации указываются: цело
численный или дробный характер реквизита (для последних до полнительно указывается количество десятичных знаков, выде ляемых для записи дробной части числа), допустимый диапазон изменения величины реквизита (т.е. его максимальное и минималь ное допустимое значение).
Для расчетных реквизитов дается соответствующее описание формул расчета и особо выделяются те реквизиты, которые ис-
Подготовка программных средств |
327 |
пользуются при последующих решениях задачи, так как они под лежат сохранению в памяти ЭВМ.
Особенностью экономических задач является использование в процессе их решения массивов условно-постоянной информа ции, содержащей многократно используемые справочные, норма тивные, расценочные, планово-директивные и другие сведения. Данная информация также детально специфицируется в соответ ствии с общими требованиями к описанию информации, и, кроме того, указывается периодичность внесения изменений в эти мас сивы.
Если в процессе решения задачи предполагается интерактив ный режим работы пользователя (а это характерно для большин ства задач экономического управления), то важной частью поста новки задачи является описание перечня и иерархической струк туры пользовательских меню.
Завершается постановка задачи описанием контрольного при мера, демонстрирующего порядок решения задачи традиционным способом. Основное требование к контрольному примеру - отра жение всего многообразия возможных форм существования ис ходных данных. Контрольный пример сопровождается перечис лением различного рода штатных и нештатных ситуаций, кото рые могут возникнуть при решении задачи, и описанием ответных действий пользователя в каждой конкретной ситуации.
Особенность реализации этого этапа технологического про цесса заключается в том, что конечный пользователь разрабаты ваемой программы, хорошо знающий ее проблемную сторону, обычно хуже представляет специфику и возможности использо вания ЭВМ для ее решения. В свою очередь, предметная область пользователя (особенно ее отдельные нюансы, способные оказать влияние на решение задачи) зачастую бывает незнакома разра ботчику программы, хотя он знает возможности и ограничения на применение ЭВМ. Именно эти противоречия являются основ ной причиной возникновения ошибок при реализации данного этапа технологического процесса разработки программ, которые затем неизбежно отражаются и на последующих этапах.
Отсюда вся важность и ответственность этого этапа, необхо димость осуществления корректной и полной постановки задачи, а также однозначность ее понимания как разработчиком програм мы, так и ее пользователем, в качестве которого обычно выступа ет постановщик задачи.
328 |
Глава 7 |
В т о р о й |
э т а п в технологии разработки программ - эконо |
мико-математическое описание задачи и выбор метода еерешения.
Выделение этого этапа обусловливается рядом причин, одна из которых вытекает из свойства неоднозначности естественного язы ка, на котором осуществляется описание постановки задачи. В связи с этим на втором этапе технологического процесса разра ботки программ выполняется формализованное описание зада чи, т.е. устанавливаются и формулируются логико-математичес кие зависимости между исходными и результатными данными.
Экономико-математическое описание задачи обеспечивает ее однозначное понимание постановщиком (пользователем) и раз работчиком программы. В процессе подготовки экономико-ма тематического описания (модели) задачи могут использоваться различные разделы математики. При решении экономических за дач наиболее часто используются следующие классы моделей для формализованного описания их постановок:
•аналитические (вычислительные);
•матричные (балансовые);
•графические (частным видом которых являются сетевые). Выбор класса модели, а иногда и конкретной формы ее пред
ставления внутри одного и того же класса позволяет не только облегчить и ускорить процесс решения задачи, но и повысить точ ность получаемых результатов.
Хотя математическая запись постановки задачи, как правило, отличается высокой точностью отображения ее сущности, лако ничностью записи, а главное однозначностью понимания, далеко не для всех задач она может быть выполнена. Кроме того, мате матическое описание задачи в большинстве случаев трудно пере вести на язык ЭВМ. Для задач, допускающих возможность эко номико-математического описания, необходимо выбрать числен ный метод решения, а для нечисловых задач - принципиальную схему решения в виде однозначно понимаемой последовательно сти выполнения элементарных математических и логических фун кций (операций).
При выборе метода решения задачи предпочтение отдается методу, который наиболее полно удовлетворяет следующим тре бованиям:
• обеспечивает необходимую точность получаемых результа тов и не обладает свойством вырождения (т.е. бесконечного за-
Подготовка программных средств |
329 |
цикливания на каком-либо участке решения задачи при опреде ленном наборе исходных данных);
•позволяет использовать готовые стандартные программы для решения задачи или ее отдельных фрагментов;
•ориентирован на минимальный объем исходной инфор мации;
•обеспечивает наиболее быстрое получение искомых резуль татов.
Сложность и ответственность этапа экономико-математичес кого описания задачи и выбора (разработки) соответствующего метода ее решения часто требуют привлечения квалифицирован ных специалистов в области прикладной математики, обладаю щих знанием таких дисциплин, как исследование операций, мате матическая статистика, численный анализ, вычислительная мате матика и т.п.
Третий этап технологического процесса подготовки решения задач на ЭВМ представляет собой алгоритмизацию ее решения, т.е. разработку оригинального или адаптацию (уточнение и кор ректировку) уже известного алгоритма.
Алгоритмизация - это сложный творческий процесс. В основу процесса алгоритмизации положено фундаментальное понятие математики и программирования - алгоритм. Название "алго ритм" (правильнее "алгорифм") происходит от латинизирован ного воспроизведения арабского имени узбекского математика Аль-Хорезми, жившего в конце VIII - начале IX в., который пер вым сформулировал правила, позволяющие систематически со ставлять и решать квадратные уравнения.
Наряду с трактовкой алгоритма в соответствии с принятым стандартом (по ГОСТ 19.004-80 "алгоритм - это точное предписа ние, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируе мых начальных данных к искомомурезультату ") термин "алгоритм" может быть представлен более развернутым определением как ко нечный набор правил, однозначно раскрывающих содержание и последовательность выполнения операций для систематического решения определенного класса задач за конечное число.
Любой алгоритм обладает следующими свойствами: детерми нированностью, массовостью, результативностью и дискретностью.
Детерминированность (определенность, однозначность) озна чает, что набор указаний алгоритма должен быть однозначно и
330 |
Глава 7 |
точно понят любым исполнителем. Это свойство определяет од нозначность результата работы алгоритма при одних и тех же исходных данных.
Массовость алгоритма предполагает возможность варьиро вания исходных данных в определенных пределах. Это свойство определяет пригодность использования алгоритма для решения множества задач данного класса. Свойство массовости алгорит ма является определяющим фактором, обеспечивающим эконо мическую эффективность решения задач на ЭВМ, так как для за дач, решение которых осуществляется один раз, целесообразность использования ЭВМ, как правило, диктуется внеэкономически ми категориями.
Результативность алгоритма означает, что для любых допу стимых исходных данных он должен через конечное число шагов (или итераций) завершить работу.
Дискретность алгоритма - это возможность разбиения алго ритмического процесса на отдельные элементарные действия, воз можность реализации которых человеком или ЭВМ не вызывает сомнения, а результат их выполнения вполне определен и понятен.
Таким образом, алгоритм дает возможность чисто механичес ки решать любую задачу из некоторого класса однотипных задач.
Сложность и ответственность реализации этапа алгоритмиза ции объясняются тем, что для решения одной и той же задачи, как правило, существует несколько различных алгоритмов, отличаю щихся друг от друга уровнем сложности, объемами вычислитель ных и логических операций, составом необходимой исходной и промежуточной информации, точностью получаемых результатов и другими факторами, которые могут оказать существенное вли яние на эффективность выбранного способа решения задачи.
Процесс алгоритмизации решения задачи обычно реализует ся по следующей схеме:
•выделение автономных этапов процесса решения задачи (как правило, с одним входом и выходом);
•формализованное описание содержания работ, выполняемых на каждом выделенном этапе;
•проверка правильности реализации выбранного алгоритма на различных примерах решения задачи.
Существует несколько способов описания алгоритмов: словес ный, формульно-словесный, графический, средствами языка one-