Подобные работы

Информационные технологии

echo "Разумеется, перерабатываемая информация связана с определенными материальными носителями и, следовательно, эти процессы включают также переработку вещества и переработку энергии. Но последнее не

Скорость обработки запросов на SQL серверах

echo "Додатково програмісту додається повний контроль над виявденням і обробкою помилок, пов”язаних з транзакціями. 2.1 ТЕХНОЛОГІЯ DAO ( Data Access Object – об”єкти доступу до данних ) приззначена дл

Разработка информационно-справочной системы "Зарплата по НИР"

echo "Курсовая работа состоит из нескольких частей: общие принципы информационных систем, разработка информационных систем (на примере системы 'Зарплата по НИР') и инструкции по использованию системы

Разработка информационно-справочной системы

echo "Курсовая работа состоит из нескольких частей: общие принципы информационных систем, разработка информационных систем (на примере системы 'Зарплата по НИР') и инструкции по использованию системы

Разработка программного обеспечения решения нелинейных уравнений

echo "Рассматриваемый язык программирования хорошо приспособлен для решения широкого круга задач. Он содержит мощные средства структурирования данных. Персональные компьютеры являются наиболее широко

Резидентный обработчик клавиатуры (перехват нажатий клавиш и запись в файл)

echo "Содержание : 1. Задание ……………………………………………………………………………………………….2 2. Краткие теоретические сведенья 2.1. Резидентный обработчик прерываний………………………………………………………...3 2.2. Защита резидентной программы

Автоматизация рабочего места менеджера по учету товара

echo "Выделим предметную область. Это учет товарооборота на фирме занимающейся торговой деятельностью. Сюда входит и учет товаров на складе ( на нескольких складах), оформление документов по отгрузке

Разработка программного обеспечения решения нелинейных уравнений

Разработка программного обеспечения решения нелинейных уравнений

Рассматриваемый язык программирования хорошо приспособлен для решения широкого круга задач. Он содержит мощные средства структурирования данных.

Персональные компьютеры являются наиболее широко используемым видом компьютеров, их мощность постоянно увеличивается, а область применения расширяется.

Персональные компьютеры могут объединяться в сети, что позволяет десяткам и сотням пользователей легко обмениваться информацией и одновременно получать доступ к общим базам данных.

Средства электронной почты позволяют пользователям компьютеров с помощью обычной телефонной сети посылать текстовые и факсимильные сообщения в другие города и странны и получать информацию из крупных банков данных. В настоящее время почти вся современная научная деятельность человека связана с программированием. Но одной из наиболее неотрывно связанных с вычислительной техникой наук является дискретная математика, нашедшая применение в современной вычислительной технике и кибернетике: в теоретическом программировании, при проектировании ЭВМ на ЭВМ и сетей ЭВМ, баз данных, систем логического управления. 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Особенности взаимодействия разноязыковых модулей 1.1.1. Проблемы комплексирования Рассмотрим комплексирование модулей, составленных на различных языках программирования. Для САПР наиболее употребимы универсальные языки ассемблера, ФОРТРАН, ПЛ/1. Особенности операций с разноязыковыми модулями можно свести к двум группам: 1) особенности установки программной среды и вызова модуля; 2) различия в реализации типов и структур данных, проявляющиеся при обмене информацией между модулями. 1.1.2. Установка среды При передаче управления из модуля, составленного на одном языке, в модуль, составленный на другом языке, требуется устанавливать программную среду, представляющую собой совокупность программ обработки прерываний и аварийных завершений , установки регистров, содержащих адреса областей, использующихся на протяжении выполнения задачи и др.

Поэтому при организации вызова модулей, составленных на различных языках, необходимо всякий раз устанавливать среду вызываемого модуля.

Рассмотрим процесс установления среды в языках ассемблера, ФОРТРАН, ПЛ/1. В алгоритмическом языке ФОРТРАН среда устанавливается модулем IBCOM , находящимся в библиотеке компилятора.

Помимо установки среды этот модуль выполняет операции ввода-вывода и др. Для программ, не содержащих операций ввода-вывода и прерываний, среда может не создаваться. Вызов модуля, составленного на языке ФОРТРАН, и установка среды этого языка представляют собой различные, самостоятельные действия. В алгоритмическом языке ПЛ/1 установка среды обеспечивается совокупностью модулей библиотечных, сгенерированных компилятором ПЛ/1, а также построенных пользователем. Место расположения программной среды определяется вызовом модуля. Таким образом, установка среды в языке ПЛ/1 и вызов самого модуля представляют собой неразрывное целое и считаются одной операцией. Для модулей, написанных на языке ассемблера, компилятор среды не создает. Чтобы обеспечить нормальное функционирование программы для обработки программных прерываний и аварийных ситуаций, пользователь должен сам включить в свою программу соответствующие средства, например макрокоманды SPIE , STAE , ABEND и др.

Механизм задания среды определяется также пользователем, который располагается в любом месте исходного модуля макрокоманды задания среды.

Способ обращения к модулю определяется языковыми средствами организации связи по управлению, которое реализуется через активизацию модуля и возврат управления.

Средства передачи управления алгоритмических языков проиллюстрированы в таблице. /1/

Алгоритмиче-ские языки Характеристика средств передачи управления
Средство Этап соединения Тип загрузки
ПЛ/1 CALL Компиляция Редактирование Предварительно По запросу
Ассемблера ATACH LINK FETCH XCTL CALL Выполнение Компиляция Редактирование Предварительно По запросу
ФОРТРАН CALL Вызов Функции Компиляция Редактирование Предварительно По запросу
1.1.3. Согласование типов Различные языки программирования обладают разными наборами типов данных.

Возможные отношения между типами данных приведены ниже. К эквивалентным типам данных относятся типы данных, для которых внутреннее представление, сгенерированное компиляторами, идентично. К косвенно-эквивалентным типам данных относятся типы данных, для которых нет эквивалентного описания, но с помощью имеющихся языковых средств их можно совместить. К неэквивалентным типам данных относят данные, которые невозможно свести друг к другу с помощью имеющихся языковых средств.

Рассматриваемые алгоритмические языки различаются не только типами, а также заданиями длины отдельных элементов данных. Длина элеметов данных может указываться явно или неявно (по умолчанию). Кроме того, необходимо отметить следующие организационные особенности каждого языка: 1) обратное расположение массивов (в языке ФОРТРАН массив располагается в памяти по столбцам, а в языке ПЛ/1 - по строкам); 2) наличие информационного вектора для переменных в языке ПЛ/1 [поскольку в языке ПЛ/1 память под данные может выделяться динамически, компилятор генерирует информационный вектор, который содержит сведения о переменных, строках и массивах (адрес, длина, количество элементов и пр.)] и имеет различный вид для различных структур данных; 3) выравнивание полей, которое определяется тем, что компилятор располагает данные в соответствии с описаниями, выравнивая их, если необходимо, на границы слов и полуслов. /1/ 1.1.4. Обмен данными Наиболее распространен способ обмена данных с помощью операторов CALL и LINK . При этом осуществляется формирование списка передаваемых данных и списка их адресов. Адрес списка адресов передается вызываемой программе через регистр 1. Другим распространенным способом обмена данными является использование общих областей - статически распределеных участков памяти, к которым может обращаться любой модуль независимо от того, на каком языке он написан.

Память под общую область отводит редактор связей во время создания загрузочной программы из совокупности общих областей отдельных модулей.

Каждый из рассматриваемых языков имеет средства для описания общих областей: в языке ФОРТРАН - оператор COMMON , в языке ПЛ/1 - оператор STATIC EXTERNAL , в языке ассемблера - оператор COM . /1/ 1.1.5. Информационный адаптер С учетом вешеизложенного для осуществления универсального информационного интерфейса необходимо: 1) произвести контроль наличия исходных данных для каждого отдельного модуля; 2) задать недостающие исходные данные; 3) проверить соответствие типов, структур и последовательности данных аналогичным характеристикам данных, принятым в вызываемом модуле; 4) преобразовать данные в случае несоответствия типов; 5) обеспечить передачу данных вызываемому модулю в соответствии с типом обмена; 6) организовать среду, определяемую языком программирования модуля; 7) проверить резулбтаты ; 8) выполнить обратное преобразоавание данных в вид, принятый для хранения промежуточных результатов; 9) сохранить результаты работы модуля для дальнейшего использования; Реализация описанных функций выполняется программой-адаптером.

Информационное обеспечение адаптера (рисунок 1.1) включает в себя таблицы описателей модулей, наборов данных, область обмена.

Монитор
МФ
МВв
ТОМ
ТОВх
МВыв
ОО
ПУС
ТОНД
Програмный адаптер
МФ - модули формирования; МВв - модули ввода; ТОНД - таблица описателей наборов данных; ТОМ - таблица описателей модулей; ПУС - программа установки среды; ТОВх - таблица описателей входов; МВыв - модули вывода; ОО - области обмена; Рисунок 1.1 - Информационное обеспечение программного адаптера Таблица описателей модулей содержит: имя модуля; идентификатор языка программирования; признак типа обмена, принятый в модуле (параметры, общие области, наборы данных); количество параметров; имя описателей входов модуля; имя области обмена; имя описателя набора данных.

Таблица описателей входов модуля содержит: имя параметра локальное; имя параметра глобальное; характеристику параметра (входной, выходной, модифицируемый); вид структуры (переменная строка, массив арифметический, массив строк, структура, массив структур и т.д.); размерность (для массива); длину (для строк); основание системы счисления (для переменной или элемента массива); форму представления; точность.

Таблица описателей наборов данных содержит: имя набора; имя DD -предложения; тип организации; метод доступа; формат и длина блока; атрибуты записи. Для обеспечения преемственности данных следует предусмотреть область памяти, куда заносились бы те результаты работы каждого модуля, которые принимают участие в дальнейших расчетах. Этой цели служит область обмена - память, выделенная для промежуточных результатов, передаваемых от модуля к модулю. В нее заносятся исходные данные для первого модуля, результаты вычислений, недостающие данные для промежуточных модулей. Для организации области обмена необходимо: 1) осуществить анализ данных, которые будут циркулировать в среде программного комплекса в составе САПР с целью определения одинаковых по смыслу переменных; 2) всем одинаковым по смыслу переменным присвоить одно и то же имя, отражающее семантику этих переменных (глобальные переменные); 3) каждой переменной, встречающейся только один раз, присвоить уникальное имя, отражающее семантику величины (локальные переменные); 4) каждой глобальной и локальной переменной поставить в соответствие тип и структуру, являющиеся наиболее информативными; Указанная совокупность переменных составляет область обмена, в которой хранится текущее значение каждой из переменных в наиболее информативном виде. В крупных САПР, программы которых оперируют с большим числом входных, промежуточных и результирующих переменных, области обмена удобно организовывать в виде некоторого банка данных. Это позволяет возложить часть функций, выполняемых адаптером, на СУБД, что в конечном итоге сокращает время на разработку информационного и программного обеспечения САПР. Таким образом, адаптер выполняет всю совокупность операций по организации информационного взаимодействия между программными модулями. В случае разноязыковых модулей адаптер практически берет на себя выполнение соответствующих функций операционной системы.

Достаточно сложной является также задача построения области обмена, поскольку ее решение связано со структурированием всех переменных, участвующих в информационном обмене. В крупных САПР, программные модули которых оперируют с большим числом входных, промежуточных и результирующих переменных, функции адаптера по организации и взаимодействию с обменными областями целесообразно переложить на типовые СУБД. Банки данных в настоящее время находят все более широкое применение для организации межмодульного интерфейса. Их использование наиболее эффективно, когда совокупность модулей программного обеспечения зафиксирована и не подлежит изменениям в дальнейшем. В этом случае необходимо составить логическую схему для всей области обмена, в которой были бы указаны наименования переменных, их взаимосвязи, тип представления.

Обращение из программных модулей для получения значений необходимых переменных должно выполняться с помощью операторов взаимодействия с СУБД. Применение банков данных для целей организации информационного обмена сокращает сроки разработки информационного и программного обеспечения САПР. /1/ 2. АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1. Математическое решение задачи Пусть даны два уравнения с двумя неизвестными F 1 ( x ,у)=0, (1) F 2 ( x ,у)=0 действительные корни которых требуется найти с заданной степенью точности. Мы предположим, что система (1) допускает лишь изолированные корни. Число этих корней и их грубо приближенные значения можно установить, построив кривые F 1 ( x ,у)=0; F 2 ( x ,у)=0 и определив координаты их точек пересечения. Пусть х = x 0 ; у= y 0 - приближенные значения корней системы (1), полученные графически или каким-нибудь другим способом (например, грубой прикидкой). Дадим итерационный процесс, позволяющий при известных условиях уточнить данные приближенные значения корней. Для этого представим систему (1) в виде x= j 1 ( x,y ), y= j 2 ( x,y ) и построим последовательные приближения по следующим формулам: x 1 = j 1 (x 0 ,y 0 ); y 1 = j 2 (x 0 ,y 0 ); x 2 = j 1 (x 1 ,y 1 ); y 1 = j 2 (x 1 ,y 1 ); (3) x n+1 = j 1 ( x n ,y n ); y n+1 = j 2 ( x n ,y n ) Если итерационный процесс (3) сходится, т. е. существуют пределы x = lim x n и h = lim y n , n ® n ® то, предполагая функции j 1 ( x , y ) и j 2 ( x , y ) непрерывными и переходя к пределу в равенстве (3) общего вида, получим: lim x n+1 = lim j 1 ( x n ,y n ) n ® n ® lim x n+1 = lim j 2 ( x n ,y n ) n ® n ® Отсюда x = j 1 ( x , h ); h = j 2 ( x , h ) т. е. предельные значения x и h являются корнями системы (2), а следовательно, и системы (1). Поэтому, взяв достаточно большое число итераций (3), мы получим числа x n и y n , которые будут отличаться от точных корней x = x и y = h системы (1) сколь угодно мало.

Поставленная задача, таким образом, окажется решенной. Если итерационный процесс (3) расходится, то им пользоваться нельзя.

Теорема . Пусть в некоторой замкнутой окрестности R { a x A ; b y B }(рис.) имеется одна и только одна пара корней x = x и y = h системы (2). Если:1) функции j 1 ( x , y ) и j 2 ( x , y ) определены и непрерывно дифференцируемы в R; 2) начальные приближения x 0 , y 0 и все последующие приближения x n , y n ( n =1,2...) принадлежат R; 3) в R выполнены неравенства ½ ¶ j 1 / ¶ x ½ + ½ ¶ j 2 / ¶ x ½ q 1 ½ ¶ j 1 / ¶ x ½ + ½ ¶ j 2 / ¶ x ½ q 2 то процесс последовательных приближений (3) сходится к корням x = x и y = h системы (2), т.е. x = lim x n и h = lim y n , n ® n ® Рисунок 2.1-Графики уравнений в замкнутой окрестности.

Структурная схема решения задачи представлена на рисунке 2.2.

Начало
Вывод наглядного изображения функции на дисплей
Обнуление массивов и используемых переменных
Установка X 0 и Y 0
i :=i+1
Вычисление X i и Y i
Установка X 0 и Y 0
Конец
Достигнута точность
Нет Да Рисунок 2.2-Структурная схема решения задачи. 3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 3.1. Построение структуры программного обеспечения При программировании использовался язык программирования Turbo Pascal . Текст программы приведен в приложении A. На рисунке 3.1 представлена структура программы, решающей поставленную задачу.