Арифметические выражения

Арифметические выражения строятся из арифметических констант, переменных, функций и операций над ними. Пример арифметического выражения:

А+В*Т1/T2—2.3*SQRT(X).

Частным случаем выражения является константа, переменная или функция.

Все данные, входящие в арифметические выражения, должны быть одного типа. Однако во многих версиях языка допускается использование в одной операции данных целого и действительного типов. Результат операции при этом будет действительного типа. Например, разрешены операции A+N или А*2, тде А - переменная действительного типа, а N - целого типа.

При составлении выражений следует выполнять следующие правила:

1. Записывать все составные части выражений в одну строку. В выражениях двухэтажных и более верхние и нижние индексы не допускаются. Например, формула

должна быть записана в виде следующего выражения:

(a1 *x1 +b2*x2+5*aЗ*xЗ) / (25*d—14*f).

2. Использовать скобки только одного типа - круглые. Применение фигурных и квадратных скобок в выражениях запрещается, так как они имеют особое назначение.

Поэтому алгебраической записи a{b+c[d+e(f+g)]}в языке ПАСКАЛЬ соответствует выражение

a*(b+c*(d+e*(f+g)))

В правильно записанном выражении число открывающихся скобок всегда должно равняться числу закрывающихся скобок. При записи сложных выражений рекомендуется всегда проверять, соблюдено ли это правило.

3. Нельзя записывать подряд два знака арифметических операций. Например, выражение 3*А*В/-Z неверно. Его следует записать так:

3*A*B/(—Z).

4. Необходимо помнить, что вычисления выполняются слева направо в соответствии со старшинством операций.

Самой старшей является операция вычисление значения функции, например SIN(X). Затем идут операции умножения и деления, а также целочисленные операции DIV и MOD. Операции сложения и вычитание обладают самым низким приоритетом и выполняются в последнюю очередь.

Если аргумент функции представляет собой выражение, то сначала определяется значение этого выражения. Например, в выражении

SIN(0.l4+Z)

сначала вычисляется аргумент (0.14+Z), а затем значение функции SIN. Выражение

ART*2*T+R/T*N-S

будет выполняться в следующем порядке:

1) ART*2

2) ART*2*T

3) R/T

4) R/T*N

5) АРТ*2*Т+R/Т*N

б) ART*2*T+R/T*N-S

Если по каким-нибудь причинам требуется изменить этот порядок, то для этого можно использовать круглые скобки. Выражения в скобках вычисляются первыми. Например, в выражении S/(Q+T) сначала выполняется суммирование в скобках (Q+T), а затем только производится более приоритетная (старшая) операция деления.

Контрольные вопросы

1. Какие символы используются в языке ПАСКАЛЬ?

2. Что такое «служебное слово»?

3. Для чего предназначено «имя» и как оно записывается?

4. Что является элементами данных?

5. Каковы составные части программы, записанной на языке ПАСКАЛЬ?

6. Как оформляется заголовок программы?

7. Для чего предназначен раздел описаний?

8. В каком виде оформляются комментарии?

9. Какие стандартные типы вам известны?

10. В чем отличие данных действительного и целого типов?

11. Какие значения могут принимать данные логического типа?

12. Какие вы знаете логические операции?

13. Что такое операции отношения?

14. Что понимается под символьными данными?

15. Как описываются в программе константы, обозначенные именем?

16. Как описываются переменные, используемые в программе?

17. Перечислите основные правила записи выражений на языке Паскаль?

7. Автоматизированные системы: понятие, состав, виды.

АСУ - совокупность экономико-математических методов, технических средств (ЭВМ, средств связи, устройств отображения информации, передачи данных и т.д.) и организационных комплексов, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом (например, предприятием, технологическим процессом). Наиболее важная цель построения всякой АСУ - резкое повышение эффективности управления объектом (производственным, административным и т.д.) на основе роста производительности управленческого труда и совершенствования методов планирования и гибкого регулирования управляемого процесса. В СССР АСУ создаются на основе государственных планов развития народного хозяйства.

Основные принципы. Разработка АСУ, порядок их создания и направления эффективного использования базируются на следующих принципах (впервые сформулированных В. М. Глушковым).

Принцип новых задач. АСУ должны обеспечивать решение качественно новых управленческих проблем, а не механизировать приёмы управления, реализуемые неавтоматизированными метолами. На практике это приводит к необходимости решения многовариантных оптимизационных задач на базе экономико-математических моделей большого объёма (масштаба). Конкретный состав подобных задач зависит от характера управляемого объекта. Например, для машиностроительных и приборостроительных предприятий обычно наиболее важными оказываются задачи оперативно-календарного и объёмно-календарного планирования. Решающий эффект достигается в том случае, когда осуществляется точное согласование во времени всех сменных заданий как производственных, так и обеспечивающих (например, на материально-техническое снабжение и др.), определяются оптимальные объёмы партий продукции и производится оптимизация загрузки оборудования. Аналогичные задачи возникают в строительстве. В ряде случаев на первый план выдвигаются задачи технич. подготовки производства, управления проектно-конструкторскими работами. На транспорте важнейшее значение приобретают оптимизация маршрутов и расписаний движения, а также погрузочно-разгрузочных работ. В системах управления отраслью первостепенное значение имеют оптимальное планирование работы предприятий, точное согласование сроков взаимных поставок, а также проблемы перспективного развития отрасли и задачи прогнозирования.

Принцип системного подхода к проектированию АСУ. Проектирование АСУ должно основываться на системном анализе как объекта, так и процессов управления им. Это означает необходимость определения целей и критериев эффективности функционирования объекта (вместе с системой управления), анализа структуры процесса управления, вскрывающего весь комплекс вопросов, которые необходимо решить для того, чтобы проектируемая система наилучшим образом соответствовала установленным целям и критериям. Этот комплекс охватывает вопросы не только технического, но также экономического и организационного характера. Поэтому внедрение АСУ даёт принципиально новые возможности для коренного усовершенствования системы экономических показателей и экономического стимулирования.

Принцип первого руководителя. Разработка требований к системе, а также создание и внедрение АСУ возглавляются основным руководителем соответствующего объекта (например, директором завода, начальником главка, министром).

Принцип непрерывного развития системы. Основные идеи построения, структура и конкретные решения АСУ должны позволять относительно просто настраивать систему на решение задач, возникающих уже в процессе эксплуатации АСУ в результате подключения новых участков управляемого объекта, расширения и модернизации технических средств системы, её информационно-математического обеспечения и т.д. Математическое обеспечение АСУ строится таким образом, чтобы в случае необходимости можно было легко менять не только отдельные программы, но и критерии, по которым ведётся управление.

Принцип единства информационной базы. На машинных носителях информации накапливается (и постоянно обновляется) информация, необходимая для решения не какой-то одной или нескольких задач, а всех задач управления. При этом в т. н. основных (генеральных) массивах исключается неоправданное дублирование информации. которое неизбежно возникает, если первичные информационные массивы создаются для каждой задачи отдельно. Основные массивы образуют информационную модель объекта управления. Например, на уровне предприятий основные массивы должны содержать самую подробную информацию обо всех элементах производства: кадровые данные на всех работающих; сведения об основных фондах (земле, помещении, оборудовании со всеми характеристиками, необходимыми для принятия решений по их использованию, перераспределению и т.п.); данные о запасах, включая запасы на промежуточных складах и незавершённое производство; информацию о состоянии оборудования; нормативы (трудовые и материальные) и технологические маршруты (последовательности производственных операций, необходимых для изготовления деталей, узлов и готовых изделий); планы (включая заявки на материально-техническое снабжение); цены и расценки; сведения о текущем состоянии банковских счетов предприятия и др. Система обработки первичных документов, а также система автоматических датчиков должны быть организованы таким образом, чтобы данные о любом изменении, происходящем на предприятии, в минимально короткий срок вводились в ЭВМ, а затем автоматически или по указанию оператора периодически распределялись по основным массивам и при этом чтобы сохранялось состояние готовности выдать любую информацию об объекте. В случае необходимости из основных массивов оперативно формируются производные массивы, ориентированные на те или иные производства, изделия или комплексы задач. Производные массивы в таком случае являются вторичными.

Принцип комплексности задач и рабочих программ. Большинство процессов управления взаимосвязаны и поэтому не могут быть сведены к простому независимому набору отдельных задач. Например, задачи материально-технического снабжения органически связаны со всем комплексом задач оперативно-календарного и объёмно-календарного планирования; задание на материально-техническое снабжение составляется исходя из задач планирования производства, а при срывах в снабжении (по срокам и по номенклатуре) возникает необходимость трансформации планов. Раздельное решение задач планирования и материально-технического снабжения может значительно снизить эффективность АСУ. Принцип комплексности задач и рабочих программ характерен практически для всех классов автоматизированных систем обработки данных (проектирования, испытаний и др.).

Принцип согласования пропускной способности различных звеньев системы. Скорость обработки данных в различных сопряжённых контурах системы должна быть согласована таким образом, чтобы избежать информационных заторов (когда возникает объективная возможность потери данных) или больших информационных пробелов (приводящих к неэффективному использованию некоторых элементов АСУ). Например, не имеет смысла увеличивать скорость выполнений арифметических операций ЦВМ, если при решении конкретных задач АСУ "узким местом" в системе является ввод данных или обмен информацией между внешней памятью и центральным процессором.

Принцип типовости. Разрабатывая технический комплекс, системное математическое обеспечение, рабочие программы и связанные с ними формы и состав информационных массивов, исполнитель обязан стремиться к тому, чтобы предлагаемые им решения подходили возможно более широкому кругу заказчиков. Необходимо в каждом случае определять разумную степень типизации, при которой стремление к широкому охвату потребителей не приведёт к существенному усложнению типовых решений. Типизация решений способствует концентрации сил, что необходимо для создания комплексных АСУ.

В зависимости от целевого назначения АСУ можно разделить на два больших класса: АСУ объектами, предусматривающие управление объектом в целом (по всем функциям), и функциональные АСУ, обеспечивающие автоматизацию той или иной функции управления для широкого класса объектов. АСУ объектами по типу управляемого объекта делятся на АСУ технологическими процессами, АСУ цехами, АСУ предприятиями (например, заводами, НИИ, КБ) - АСУП, АСУ отраслями народного хозяйства (например, промышленностью, связью, транспортом) - ОАСУ и т.д. К функциональным АСУ относят, например, автоматизированную систему плановых расчётов, автоматизированную систему материально-технического снабжения, автоматизированную систему статистич. учёта и т.д.