Министерство Образования Украины

Севастопольский Государственный Технический Университет

Департамент КиВТ

Методические указания

по курсовому проектированию по дисциплине

«Вычислительный практикум»

для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 7.091501

Севастополь 1997

Цель методических указаний - обеспечить эффективную работу студентов при выполнении курсового проекта по дисциплине «Вычислительный практикум».

Методические указания утверждены на заседании кафедры кибернетики и вычислительной техники «____» 199__ г. Протокол N___

Рецензент:

Методические указания составили: профессор Скатков А.В., ассистент Сергеев Г.Г.

Введение

Курсовая работа предназначена для практического усвоения студентами основных разделов дисциплины «Программирование», а также раздела «Комбинаторика» дисциплины «Высшая математика». Студентам предлагается разработать и реализовать на ЭВМ программную систему планирования работы вычислительного комплекса.

В задачи курсовой работы по дисциплине «Вычислительный практикум» входит:

• развитие у студентов навыка научно-исследовательской работы в области разработки сложных программных систем;

• умение составлять многошаговые итерационные алгоритмы;

• навык анализа научно-технической литературы в области программирования и прикладной математики;

• использование стандартов, справочников, технической документации по математическому и программному обеспечению ЭВМ и др.

В предлагаемом методическом пособии рассматриваются вопросы организации выполнения курсовой работы на базе современных средств вычислительной техники; даются конкретные указания по выполнению основных этапов проекта: выбор метода решения поставленной задачи и его формализация, разработка алгоритма, машинная реализация алгоритма и интерпретация полученных результатов. В качестве средств программной реализации алгоритмов в курсовой работе предлагаются языки высокого уровня Pascal и C. В пособии приведены варианты типовых заданий, а также требования к оформлению курсовых работ.

В результате выполнения курсовой работы по дисциплине «Вычислительный практикум» студент должен научиться работать с научно-технической и справочной литературой, решать отдельные прикладные задачи, готовить и проводить эксперименты с программной системой, работать в рамках современных технологий создания математического обеспечения ЭВМ, оформлять программную документацию в соответствии с стандартом, выступать перед аудиторией с целью защиты результатов своей работы.

1. Основные этапы выполнения курсовой работы

Подготовительный этап (1-3 неделя). Уточнение постановки задачи. Анализ научно-технической литературы с целью обоснования выбора метода решения. Разработка спецификации на программную систему.

Проектный этап.(4-8 недели). На этом этапе рассматриваются различные пути реализации поставленной задачи, предлагаются критерии оценки эффективности алгоритма и оценка с их помощью различных вариантов решения. На этом этапе разрабатывается алгоритмическое и программное обеспечение моделирования.

Реализационный этап (9-12 недели). В начале этого этапа вырабатывается наиболее рациональное решение по машинной реализации модели системы и составляется график дальнейшей работы, в ходе которой необходимо реализовать алгоритм средствами выбранного языка программирования, выполнить окончательную отладку, получить результаты и проанализировать их.

Оформительский этап (13-14 недели). На данном этапе выполняется оформление пояснительной записки в соответствии с требованиями к оформлению технической документации, регламентируемыми стандартом Украины.

Заключительный этап (15-16 недели). На этом этапе проводится защита курсовых работ. Студент обязан представить окончательно оформленную пояснительную записку к курсовой работе не позже чем за два дня до защиты. На заключительном этапе проводится подготовка доклада и защита курсовой работы перед комиссией. Доклад должен сопровождаться демонстрацией работы программы. В докладе в сжатой форме следует представить поставленную задачу, основное содержание курсовой работы, краткий анализ состояния изучаемого вопроса, обоснование и принятие решения, анализ полученных результатов.

2. Методы решения задачи планирования работы вычислительных систем.

2.1 Задача планирования работы вычислительных систем. В настоящем разделе рассматриваются основные методы решения задач, связанных с планированием работы вычислительных систем. Круг вопросов, связанных с построением наилучших планов работ (расписаний), особенно с разработкой математических методов получения решений с использованием соответствующих моделей, изучается в рамках теории расписаний [1]. Наиболее известной в теории расписаний задачей является задача построения оптимального (в том или ином смысле) расписания процесса решения задач (выполнения программ) некоторой совокупностью «машин». При решении данной задачи в рассматриваемой системе необходимо закрепить решаемые задачи за ЭВМ, согласовать длительности решения задач и установить порядок их выполнения во времени.

Простейшим и наиболее изученным классом задач теории расписаний являются задачи упорядочения. В этих задачах распределений задач по ЭВМ и длительности их выполнения предполагаются заданными. Необходимо указать наиболее эффективную стратегию управления очередями задач на выполнение каждой ЭВМ.

В задачах согласования основное внимание уделяется выбору длительностей работ при заданном их распределении по блокам.

Наконец, в задачах распределения предполагается, что один и тот же блок может выполнять различные работы или наборы работ. Необходимо указать в некотором смысле наилучшее распределение работ по блокам.

На практике предложены и используются различные способы представления расписаний. Наиболее наглядны из них графические представления - графики Ганта, ленточные графики, планировочные графики, циклограммы и т.п. Во многих случаях общепринятым является табличное представление, в достаточной степени наглядное и не требующее дополнительных пояснений. Для представления в ЭВМ широко используется специфическая форма представления расписаний посредством задания вектор-функции времени. Компоненты вектор-функции s(t)={s₁(t),s₂(t),...s_n(t)} описывают загрузку обслуживающих приборов 1,2,3,...,n во времени. Если s_i(t’)=0, то в момент времени t=t’ обслуживающий прибор свободен. Если s_i(t’)=k, то в момент времени t=t’ прибор обслуживает требование с номером k. Выбор той или иной формы представления расписаний определяется конкретными условиями, в которых возникает необходимость в их составлении и рассмотрении.