47. Понятие математической модели. Алгоритмическая модель. Этапы создания математической модели.

Математическая модель — это система математических соотношений — формул, уравнений, неравенств и т.д., отражающих существенные свойства объекта или явления.

Алгоритмическая модель - математическая модель, представленная в форме алгоритма, перерабатывающего заданный набор входных данных в заданный набор выходных данных

Этапы создания математической модели:

• выделить предположения, на которых будет основываться математическая модель;

• определить, что считать исходными данными и результатами;

• записать математические соотношения, связывающие результаты с исходными данными.

При построении математических моделей далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через данные. В таких случаях используются математические методы, позволяющие дать ответы той или иной степени точности.

48,49. Основные этапы процесса разработки программ. Отладка и тестирование..

1.Анализ, формулировка требования к программе, описание, разработка программы с использованием определенной технологии программирования.

2 Тестирование - проверка правильности работы программы в целом, либо ее составных частей.

3 Отладка программы — это процесс поиска и устранения ошибок в программе, производимый по результатам ее прогона на компьютере.

4 Улучшение программы – анализ и улучшение временных характеристик.

Отладка и тестирование — это два четко различимых и непохожих друг на друга этапа:

• при отладке происходит локализация и устранение синтаксических ошибок и явных ошибок кодирования, а при тестировании проверяется работоспособность программы, не содержащей явных ошибок.

• тестирование устанавливает факт наличия ошибок, а отладка выясняет ее причину.

48. Особенности процесса отладки

Программа-отладчик обычно обеспечивает следующие возможности:

• пошаговое исполнение программы с остановкой после каждой команды (оператора);

• просмотр текущего значения любой переменной или нахождение значения любого выражения, в том числе, с использованием стандартных функций;

• при необходимости можно установить новое значение переменной;

• установку в программе "точек прерывания", т.е. точек, в которых программа временно прекращает свое выполнение, так что можно оценить промежуточные результаты; и др.

49. Особенности процесса тестирования

Главными принципами тестирования являются следующие:

1. Для реализации метода тестов должны быть изготовлены или заранее известны эталонные результаты.

2. Вычислять эталонные результаты нужно обязательно до, а не после получения машинных результатов. В противном случае имеется опасность невольной подгонки вычисляемых значений под желаемые, полученные ранее на машине.

Тестовые данные должны обеспечить проверку всех возможных условий возникновения ошибок, а именно:

• должна быть испытана каждая ветвь алгоритма;

• очередной тестовый прогон должен контролировать нечто такое, что еще не было проверено на предыдущих прогонах;

• первый тест должен быть максимально прост, чтобы проверить, работает ли программа вообще;

• арифметические операции в тестах должны предельно упрощаться для уменьшения объема вычислений;

• количества элементов последовательностей, точность для итерационных вычислений, количество проходов цикла в тестовых примерах должны задаваться из соображений сокращения объема вычислений;

• минимизация вычислений не должна снижать надежности контроля;

• тестирование должно быть целенаправленным и системати­зированным, так как случайный выбор исходных данных привел бы к трудностям в определении ручным способом ожидаемых ре­зультатов;

• кроме того, при случайном выборе тестовых данных могут ока­заться непроверенными многие ситуации;

• усложнение тестовых данных должно происходить постепенно.

50. Принципы построения вычислительных сетей. Гомогенные и гетерогенные сети.

Создание высокоэффективных крупных систем обработки данных связано с объединением средств вычислительной техники, обслуживающей отдельные предприятия, организации и их подразделения, с помощью средств связи в единую распределенную вычислительную систему.

Передача информации между территориально удаленными компонентами подобных распределенных систем осуществляется в основном с помощью стандартных телефонных и телеграфных каналов, а также витых пар проводов и коаксиальных кабелей связи.

Для современных вычислительных сетей характерно:

• объединение многих достаточно удаленных друг от друга ЭВМ и (или) отдельных вычислительных систем в единую распределенную систему обработки данных;

• применение средств приема-передачи данных и каналов связи для организации обмена информацией в процессе взаимодействия средств вычислительной техники;

• наличие широкого спектра периферийного оборудования, исполь­зуемого в виде абонентских пунктов и терминалов пользователей, подключаемых к узлам сети передачи данных;

• использование унифицированных способов сопряжения технических средств и каналов связи, облегчающих процедуру наращивания и замену оборудования;

• наличие операционной системы, обеспечивающей надежное и эффективное применение технических и программных средств в процессе решения задач пользователей вычислительной сети.

В условиях вычислительной сети предусмотрена возможность:

• организовывать параллельную обработку данных многими ЭВМ;

• создавать распределенные базы данных, размещаемые в памяти ра­зличных ЭВМ;

• специализировать отдельные ЭВМ (группы ЭВМ) для эффективного решения определенных классов задач;

• автоматизировать обмен информацией и программами между отдельными ЭВМ и пользователями сети;

• резервировать вычислительные мощности и средства передачи данных на случай выхода из строя отдельных из них с целью быстрого восстановления нормальной работы сети;

• перераспределять вычислительные мощности между поль­зователями сети в зависимости от изменения их потребностей и сложности решаемых задач;

• стабилизировать и повышать уровень загрузки ЭВМ и дорогостоящего периферийного оборудования;

• сочетать работу в широком диапазоне режимов: диалоговом, пакетном, режимах "запрос-ответ", а также сбора, передачи и обмена информацией.

Вычислительные сети классифицируются по различным при­знакам. Сети, состоящие из программно-совместимых ЭВМ, являются однородными или гомогенными. Если ЭВМ, входящие в сеть, программно не совместимы, то такая сеть называется неоднородной или гетерогенной.

51. Классификация вычислительных сетей по типу организации передачи данных, по характеру функций, по способу управления и структуре построения.

По типу организации передачи данных различают сети:

• с коммутацией каналов;

• с коммутацией сообщений;

• с коммутацией пакетов;

Имеются сети, использующие смешанные системы передачи данных.

По характеру реализуемых функций сети подразделяются на:

• вычислительные, предназначенные для решения задач управления на основе вычислительной обработки исходной информации;

• информационные, предназначенные для получения справочных данных по запросу пользователя;

• смешанные, в которых реализуются вычислительные и информационные функции.

По способу управления вычислительные сети делятся на сети:

• с децентрализованным управлением;

• с централизованным управлением;

• со смешанным управлением.

По структуре построения (топологии) сети подразделяются на:

• одноузловые и многоузловые;

• одноканалъные и многоканальные;

Топология вычислительной сети во многом определяется структурой сети связи, т.е. способом соединения абонентов друг с другом и ЭВМ.

Известны такие структуры сетей:

• радиальная (звездообразная);

• кольцевая;

• многосвязная ("каждый с каждым");

• иерархическая;

• "общая шина";

• и др.