Қолданыстағы бағдарламалық қамтамаларға, қосымшаларға шолу және талдау жасау

МАЗМҰНЫ

 

КІРІСПЕ ...........................................................................................................	7
1 ЕСЕПТІҢ ҚОЙЫЛЫМЫ ...........................................................................	8
1.1 Қолданыстағы бағдарламалық қамтамаларға, қосымшаларға  шолу және талдау жасау.................................................................................	8
1.2 Бағдарламалық қамтаманы құрастыруды  негіздеу ...............................	8
2 БАҒДАРЛАМАЛЫҚ  ҚАМТАМАНЫ  ЖОБАЛАУ ...............................	11
2.1 Зерттеу объектісін талдау ........................................................................	11
2.1.1 Құрастырылатын бағдарламалық қамтаманың міндеті......................	11
2.1.2  Құрылымдық жобалау .........................................................................	11
2.2.2 Аппараттық құралдарды таңдау ..........................................................	17
3 БАҒДАРЛАМАЛЫҚ ҚАМТАМАНЫ ІСКЕ  АСЫРУ ..........................	18
3.1 Файлдық жүйенің логикалық және физикалық құрылымы ..................	18
3.2 Бағдарлама интерфейсін құрастыру ...................................................	18
3.3 Құжаттау ...................................................................................................	21
3.3.1 Пайдаланушыға нұсқау ....................................................................	21
3.3.2  Бағдарламалаушыға нұсқау ............................................................	22
ҚОРЫТЫНДЫ ................................................................................................	24
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ...................................................	25
ҚОСЫМШАЛАР..............................................................................................	26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Статистикалық модельдеу – кез келген кездейсоқ пайда болудың ықтималдылығының характеристикасын көрсететін математикалық есепті шешудің сандық әдісі. Бұл пайда болу модельдің «қадағалауын» стстистикалық жұмыс жасау жолымен керек характеристикалар анық айқындалғаннан кейін модельденеді.

Статистикалық модельдеу – жас әрі перспективті ғылыми бағыт. Ол есептеуіш техниканың мүмкіндігі өскендігімен байланысты жиырмасыншы ғасырдың ортасында дамыды. Қарастырылған  ғылыми бағыт оның оқылуын аса ерекше актуальды қылатын әр түрлі облыстық аумақта (биология, химия, физика, экономика және т.б,) көптеген қосалқысы бар.

Осы тақырып параллельді есептеулерге байланысы келесі факторлармен байланысты:

• статистикалық модельдеу есебі ереже бойынша үлкен есептеуіш ресурстарды талап етеді;
• статистикалық модельдеу алгоритмі көбінесе эффективті параллельді жібереді.

Ықтималдық теориясының  бөлімі ретінде жалпылай қызмет көрсету  жүйелері жуықта пайда болған. Алғашқы  жұмыстар осы жүз жылдықтың басында  тәжірибелік қажеттіліктерге байланысты қолданылды.  
Жалпылай қызмет көрсету жүйелерін (ЖҚКЖ) оқып үйрететін ғылым жалпылай қызмет көрсету теориясы (ЖҚКТ) деп аталады. ЖҚКЖ-де болатын екі кез-келген сұраныс ағыны мен қызмет көрсету ағындардың кездескендегі кететін уақыт жүйенің негізі болып табылады. Жалпылай қызмет көрсету жүйелері ең алғаш рет телефон желілерінің бөлімшелерінде зертеле бастады. Қазіргі кезде ЖҚКЖ-рін оқып үйрену өте үлкен ауқымда және экономикадағы ең негізгі сұрақтардың бірі болып табылады. Мысалға жүйеге жататындар: телефон станциясы, жөндеу шеберханасы, билет сататын касса, дүкен, шаштараз және т.б.

Әрбір мұндай жүйе көптеген кісіге қызмет көрсететін бірліктен  тұрады, бұл қызмет арналық (канал) қызмет көрсету деп аталады. Арна болып  саналатындар: жұмыс істеу нүктесі, кассирлер, лифт, байланыс, машиналар  және т.б, жалпылай қызмет көрсету жүйелері бір арналы және көп арналы болуы  мүмкін.

Кез-келген ЖҚКЖ-рі кез-келген уақытта келіп түскен сұраныс  ағынына (талабына) қызмет көрсету үшін белгіленген. Жалпы айтқанда, сұранысқа  қызмет көрсету кез-келген уақытта  болады, арна қызмет көрсетіп болған соң, келесі сұранысқа қызмет көрсетуге  дайын болады. Сұраныс ағынына  қызмет көрсету барысында кез- келген қандай да бір уақыт аралығында жалпылай қызмет көрсетуде сұраныстың көбеюіне әкеледі, (олар кезекте тұрады немесе ЖҚКЖ- де сұранысқа қызмет көрсетілмей  кетеді) бұл басқа ЖҚКЖ- нің тоқтаусыз  жұмыс істеуіне әкеледі.

 

 

1 ЕСЕПТІҢ ҚОЙЫЛЫМЫ

 

1.1 Қолданыстағы бағдарламалық қамтамаларға, қосымшаларға шолу және талдау  жасау  

 

ЖҚКЖ-мен жұмыс істеу  үрдісі дискреттік жағдаймен үзіліссіз  уақытта өзіне байланысты анықталады. Соған байланысты ЖҚКЖ-нің жағдайы  қандайда бір уақытта болған оқиғаға  байланысты өзгеруі мүмкін (жаңадан  сұраныс санының өсуінен кезек  тосудан жалыққандықтан кезектен шығып  кетеді).

ЖҚКЖ-нің пәнінде математикалық  үлгінің орыналасуы берілген жұмыстағы  жалпылай қызмет көрсету жүйелерінің  байланыс шарттары, әр түрлі белгілермен  өте қызықты, арна саны, олардың жұмыс  істеуі, жұмыс ережесі, сұраныс оқиғасы. ЖҚКЖ-нің эффектілік көрсетілімі  көзқарас бойынша өзіндік мүмкіндіктермен  сұраныс алғанын қалпына келтіру. Осы көрсетілген белгілер әр түрлі  шамалардың өзгерісіне әкеледі. Орташа сұраныс саны және қызмет көрсету  үшін күтудің орташа уақыты, ықтималдық бойынша кезектегі сұраныс саны жалпылай қызмет көрсету жүйелеріне берілген шарттарымен жұмыс істеу  кезінде элемент шешімдері бөлінбейді: мысалға, арна саны олардың өнімділігі жұмыс режимі және т.б.  
Жалпы қызмет көрсету жүйелері тип белгілері бойынша бөлінеді. Бірінші бөлік ЖҚКЖ-нің жұмыс істеуі және ЖҚКЖ-де кезекпен жұмыс істеу. ЖҚКЖ-рі сұраныс ағынына қызмет көрсетпеуі сол мезетте әрбір орынның бос болмауынан байланысты қатыспайды. Мысалы, ЖҚКЖ-де қызмет көрсетілмеуі телефон байланысында кездеседі. Сөйлеу үшін сұраныс беріледі, сол мезетте орнынның бос болмауына байланысты байланыс желісі де бос болмайды, ЖҚКЖ-де қызмет көрсетілмей кетеді. ЖҚКЖ-дегі сұранысқа кезекте тұру, әр арна бос болған мезетте кезекке тұрып, қызмет көрсету мүмкіндігін тосады. Практикада ЖҚКЖ-де кезекке тұру көп көрінеді. Бұл қызмет теориясы «кезек теориясы» деп екінші атпен де аталады. ЖҚКЖ-де кезекте тұру әр түрлі түрге бөлінеді, кезектің қалай ұйымдастырылғанына байланысты шектелген және шектелмеген болып. Шектелген кезектің көптігіне және қызмет көрсетудің күту уақытна байланысты. ЖҚКЖ-рін талдауда қызмет тәртібін есептеу керек, өйткені сұранысқа қызмет кезекпен көрсетіледі немесе кездейсоқ жағдайда қызмет көрсетіледі. Көп жағдайда артықшылық деп аталатын қызмет түрі кездеседі, бұл кейбір сұранысқа кезексіз қызмет көрсетілімі.

 

1.2 Бағдарламалық қамтаманы құрастыруды негіздеу

 

Тиімді шешім  табу (ең үлкен немесе ең кіші шешім) мәселесімен ерте заманнан бастап көптеген оқымысты ғалымдар айналысты, сонымен қатар олар табылған әдістерді әртүрлі ғылым салаларында, оның ішінде: математикада, механикада, физикада т. б. ілімдерде қолдана білді.

Статистикалық сынақ – Монте-Карло әдісі сияқты іздестіріліп отырған шамаға статистикалық баға құрастыруда және кездейсоқ шаманы модельдеуге негізделген есептеуіш және қосалқы математика әдісі.

Статистикалық сынақ әдісі Дж. фон  Нейман и С. Улам америкалық ғалымдары  ЭЕМ көмегімен қосалқы тапсырма шешуде ықтималдықтар теориясы аппаратын  кеңінен қолдана бастағанда атомдық  реактор құру жұмысымен байланысты 1944 жылы пайда болды деп айтуға болады. Алғашында бұл әдіс басты тәсілмен сәуле алмастыру теориясы және нейтронды физика теориясы қиын тапсырмасын шешу үшін қолданылды. Бұл жерде дәстүрлі сандық әдістердің аса қажеттілігі жоқ. Содан кейін оның әсер етуі өзінің мазмұны бойынша әр түрлі статистикалық физика тапсырмасы үлкен класына таралды. Әдіс көбінесе ойын теориясы, көпшілікке қызмет көрсету және математикалық экономика, кедергідегі хабарлама беру теориясы және т.б тапсырмасын шешуде қолданылады.

Сонымен, Монте-Карло әдісі  бойынша тапсырманы шешу үшін ең алдымен  ықтималдылық модельді құрып алады, ізделінді  шаманы, мысалы көпөлшемді интегралды компьютерде  модельденетін кездейсоқ процесстен математикалық күтілім фукцияналы ретінде көрсетеді. Есептеуді жүргізу тәжірибесін жүргізу нәтижесінде қажетті таңдауды алады және барлық сынақтардың нәтижесін орташалайды.

Монте-Карло  әдісінің қолдануының  принциптік математикалық  негізі - А.Н.Колмогоров формасындағы үлкен сандар заңы. Колмогоров теоремасы.

Кездейсоқ шаманың тәуелсіз таралуының орташа арифметикалық  шамасы ықтималдылықпен  сәйкес келу үшін, осы  математикалық күтім  бар болу үшін, оның математикалық күтіміне бірлік жеткілікті және қажет.

Қарастырылған жүрісті қолдану  жолында кездесетін кейбір қиыншылықтар туралы айтатын болсақ. Бізге кез келген емес, ізделінді шаманың жеткілікті бағасы керек екенін, яғни аз бағамен қатені ескерейік. Бұл нәтижеге жету біз ойлағандай қарапайым емес.Әрине үлкен рөлді құрылған ықтималдылық моделінің адекваттылығы ойнайды. (осындай модельдер көптеген есептерде бізге анық ).

Келесі  құрайтын маңыздылық – берілген таратумен кездейсоқ шамаларды модельдеу. Ереже бойынша бір немесе бірнеше тәуелсіз а сандарының кездейсоқ сандарының мәндері  осындай модельдеу құрылу жолымен құрылады. «Таңдалынған»  а мәндерінің құбылысы әдетте ЭЕМ-де теретикалық-сандық алгоритм көмегімен алады, олардың арасында «есеп әдісі» көптеген кең таралымды алды. Осындай сандар «псевдокездейсоқтар» деп аталады, олар статистикалық тесттермен және типтік тапсырмалардң шешімімен тексеріледі. Сонымен, кездейсоқ сандардың қолданылған генераторы саны маңызды рөлді ойнайды. Корректілі генератордың жазылуы –әр түрлі ғылыми және инженерлік математикалық кітапхананың шеңберінде табысты шешілетін қиын тапсырма, мысалы осылардың ең күштісі - Intel® Math Kernel Library (Intel® MKL).

Есептеулердің нақтылығы жөнінде әңгімені өрбіте отырып, осы сұраққа басқаша көзқараспен қарайық. Өздеріңіз білетіндей, Монте-Карло әдісі бойынша есептеудің қателігі әдетте пропорционал, бұл жерде d – қайсыбір константа, ал N – сынақтар саны. Формуладан көріп отырғандай, 10 ретке нақтылықты жоғарылату үшін сынақтар санын 100 ретке ұлғайту керек, ал бұл дегеніміз  Монте-Карло әдісі үлкен есептеуіш ресурстарын талап етеді

Көпшілікке қызмет көрсету теориясы және статистикалық сынақ әдісі (Монте-Карло) ықтималдықтар теориясы және математикалық статистика теориясы сияқты шешімі кездейсоқ факторлармен және құбылыстармен анықталатын  экономикалық тапсырмаларда қолданылады. Яғни, әр түрлі алдын ала анықталмаған мәндер секілді қабылданады.

Көпшілікке қызмет көрсету теориясы қызмет көрсетудегі талаптар ағынымен байланысты процесстегі кездейсоқтықтарды  ескеруге мүмкіндік береді.

Монте-Карло әдісі немесе статистикалық  сынақ әдісі кездейсоқ процесстерді орнатылған аналитикалық модельдердің мүмкін еместігі және қиындық жағдайы орындалғанда модельдеуге мүмкіндік береді.

Көптеген экономикалық жағдайлар  сатып алушы-тұтынушы көпшілікке қызмет процесімен байланысты. Мысалы, белгілі бір шектелген уақыт аралығында дүкен тұтынушыларына қызмет көрсету қажет, қызмет көрсету сферасындағы клиенттерді, жөндеу ұмыстарына тапсырыстар қабылдау және сол бойында жөндеу жұмыстарын орындау қажет болады.

Қызмет көрсетілген объектілерді қызмет көрсетудің каналы немесе аппараты деп атайды.Көпшілікке қызмет көрсету жүйесі каналдар арқылы жүзеге асады. Каналдар бірнеше немесе 1 болуы мүмкін. Көпшілікке қызмет көрсету жүйесі деп қызмет көрсететін адамның (сатушы, шаштараз, аспаз, даяшы) автоматтық мүмкіндігін айтады. Көпшілікке қызмет көрсету жүйесінің қызмет көрсету мүмкіншілігі деп – белгілі уақыт бірлігінде орындалатын тапсырманың санын айтады.

Егер де кезекті тапсырыс түсуде барлық каналдар бос емес болса, қызмет көрсетуде тоқтатылу орындалады және кезекке тұру орын алады. Сондықтан көпшілікке қызмет көрсету теориясын кезек теориясы деп атайды.

Көпшілікке қызмет көрсету тапсырмаларын  шешу үшін  көпшілікке қызмет көрсету жүйесінің келесі көрсеткіштерін есептей білу керек: 

1. Қызмет көрсету қарқындылығы: ;
2. Салыстырмалы өткізу қабілеттілігі:

бір арналы жүйе үшін:

көп арналы жүйе үшін:

3. Қызмет көрсетуге қайтарыс беру ықтималдығы:

Бір арналы жүйе үшін:

Көп арналы жүйе үшін:

 

 

2 БАҒДАРЛАМАЛЫҚ ҚАМТАМАНЫ  ЖОБАЛАУ

 

2.1. Зерттеу объектісін талдау 

 

2.1.1 Құрастырылатын бағдарламалық қамтаманың  міндеті 

 

Құрастырылған бағдарламалық қамтаманың негізгі тақырыбы – «Қазақтелеком» Акционерлік қоғамының анықтама бюросының телефон нөмірі болғанда, көпшілікке қызмет көрсету жүйесі(КҚКЖ) жұмысының тиімділік көрсеткіші. Бұл бағдарламалық қамтаманың негізгі міндеті - бір арналы және көп арналы жүйелерге арналған КҚКЖ үшін тиімділік көрсеткішін есептеу. Бағдарламалық қамтаманы құрастыру үшін КҚКЖ жүйесінің тәсілдерін қолдана отырып, соның ішінде, Монте Карло әдісі немесе кезек әдісі пайдалана отырып, Delphi 7 бағдарламалау тілінде жобаладым.