Приоритети на Европейския съюз в областта на компютърните и комуникационните технологии



Дата14.04.2017
Размер77.99 Kb.
#19203

Приоритети на Европейския съюз в областта на компютърните и комуникационните технологии





  1. Формално и математическо обосноваване. Семантика и теория на компютърните изчисления.

  2. Обосноваване и теория за разработването на софтуер.

  3. Съвременни програмни езици и компилатори.

  4. Компютърна визия, възприемане, познание и изкуствен интелект.

  5. Био и невроподобна обработка на информацията и квантови компютри.

  6. Компютърна графика и изображения.

  7. Човешки интерфейси и роботика.

  8. Съвременно управление и контрол.

  9. Управление на данни информация и знания.

  10. Обосновавания и съвременни технологии за разпределяния и изчисления.

  11. Системно инженерство. Съвременни архитектури и високопроизводителни компютърни изчисления.

  12. Функционални изследвания в областта на комуникациите и обработката на сигнали.

  13. Сигурност и криптография.

  14. Наноелектроника. Устройства. Компоненти, сензори и изпълнителни механизми. Проектиране на автоматизация.

Увод

В съвременните инженерни, техникоикономически, социоикономическии, финансови, биотехнологични и други науки широко се използват сложни математически модели включващи понякога хиляди зависимости и числови параметри и операции с тях. Анализът и синтезът на такива динамични модели и системи изисква мощни компютърни методи, надейдни изчислителни алгоритми и висококачествени компютърни програми и системи. Успешното решаване на дадена инженерна или икономическа задача чрез компютърно ориентирани методи изисква използването на фундаментални концепции и принципи на съвременйния компютърен анализ. За съжаление в литературата на български език тези въпроси са сравнително слабо засеганати. Поради това в настоящия курс лекции ще се разгледат основни концепции и схеми в областа на теорията и практиката на системния компютърен анализ исинтез и в частност на използването на компютърни методи за интерпретацията на динамичното поведение на сложните системи (цитирани по горе). Обсъждат се свойствата за изчислителните задачи и на компютърните алгоритми за тяхното решаване както и влиянието на компютърната аритметика върху крайния резултат. Само отчитането на всички тези обстоятелства позволява създаване на нови компютърни системи с автоматична оценка на точността на синтезираните решения.

Три са основните фактори, които определят точността на решението на всяка изчислителна задача получено с помощта на компютър:


  1. Свойствата на задачата и в частност нейната чувствителност спрямо смущения в данните.

  2. Свойствата на компютърния алгоритъм и в частност неговата устойчивост, надеждност и ефективност.

  3. Свойствата на компютърната аритметика и в частност нейната относителна работна точност.

Matlab


Matlab се състои от три модула. Системата Matlab обезпечава превъзходна изчислителна среда, която ползват милиони специалисти ангажирани с инженерни, финансови и други научни изследвания. Matlab представлява интерактивна система, чийто основен обект е масива от данни, което позволява да се решават много изчислителни задачи свързани с векторно матрични проблеми и съществено съкращение на времето необходимо за програмиране на скаларните езици от рода на C, Java, Pascal.

Системата Matlab е едновременно и операционна среда и език от пето поколение за обектно ориентирано програмиране. Езикът Matlab е вече универсален език за технически и финансови изчисления. Удобната операционна среда дава възможност да се формулират проблеми и да се получават решения в обикновена математическа форма. Най – известните области на приложение на Matlab са:



  • математически и компютърни изчисления;

  • Разработка на алгоритми;

  • Изчислителни компютърни експерименти;

  • Имитационно модулиране;

  • Компютърен анализ на данни;

  • Изследване и визуализация на данните;

  • Научна и инженерна графика;

  • Изработване на приложения включващи и графичен интерфейс на потребителя;

Понастояще Matlab е най- доброто съчетание на възможностите на математиката с последните постижения в областта компютърните науки и технологии. Ако решаваната задача изисква създаването на специални инструменти Matlab предоставя на ползвателя практически универсален език на обектно ориентираното програмиране в съчетание с интерактивните средства за настройка на създаваните програми. Като средство за компютърно моделиране, което обезпечава изследвания практически във всички известни области на науката и техниката Matlab дава възможност ефективно да се съчетават двата основни подхода към създаването на модули: Аналитичен и Имитационен. В сферата на компютърното моделиране Matlab позволява най – пълно да се използват всички съвременни постижения на компютърните системи и технологии включително средствата за визуализация и аудиофикацията на възможността за обмен на данни по интернет. Освен това потребителя може да създава със средствата на Matlab собствен графичен интерфейс съответстващ както на неговия вкус, така и на изискванията на решаваната задача или проблем.

Въведение


Последния етап на научно техническата революция се характеризира с по – нататъшна матаматизация и компютъризация на техническите, социоикономическите и финансови науки. Все по широко приложение намират математическите методи и проблемно ориантираните компютърни системи. За автоматизация на производството са необходими както изчислителни устройства, работещи в ускорен етап на времето, така и в редица случаи управляващи математически машини. При това изключително нараства ролята на такива направления в научната и приложната мисъл като системен анализ, теория на оптималното и адаптивно управление и други които използват понятието за динамичната система като математически модел необходим за адаптивното описание на реални процеси и обекти. Особено ефективно се оказва в процеса на научното търсене - съчетанието на научните и математическите методи с компютърното моделиране което дава възможност да се анализира динамичното поведение и на сложни системи. Предмет на по – нататъшно разглеждане се явяват динамични обекти и сложни системи чиито математически модели са диференциални (или диференчни) уравнения, което означава че се разглеждат физически явления, социоикономически и финансови процеси, както и технологични процеси и технически системи независимо от тяхната физическа същност, схемна реализация или конструктивно изпълнение. Динамически управляеми процеси възникват в живите организми, в икономическите и организационни човекомашинни системи. В автоматичните системи за управление на технологичните процеси ролята на динамиката е безспорна и доминирана, но тя става все по – тясна и в другите типове автоматични системи паралелно с разширяването, не само на техните информационни, но и управляващи функции. Индустриалната динамика вече става основа на кибернетиката в производствените предприятия.

Математическите модели на сложната компютърна динамична система (КДС) се характеризира с редица параметри. Така например основната й съставна част – динамичният обект има „m” екзогенни изходни координати които формират вектора: , който може да се изменя с помощта на „n” мерния вектор на екзогенното управление: . КДС може да произвежда входно екзогенен задаващ вектор: така че векторната грешка на разсъгласуване : да бъде по възможност малка. При това влиянието на външните условия на външната среда характеризират така наречения „n” мерен вектор на екзогенните смущаващи въздействия от вида: . Математическото описание на КДС ползва и междинни ендогенни променливи от вида: .


В съответствие на въведения математически модел може да бъде съпоставена следната блок схема:

СУ – Сравняващо устройство

ЕУР – Екзогенен управляващ ресурс

К – Компютър

ДО – Динамичен обект

СОВ – Сигнали на обратна връзка



Компютъра формира и генерира управляващия екзогенен ресурс, тоест изработва екзогенните входни управляващи сигнали въздействащи върху обекта, като по този начин влияе върху неговата динамика. Управляващия вектор Y(t) се формира в компютъра когато са известни целите на управлението тоест когато са известни критериите за качеството на управляемия обект, неговият математически модел, началното му състояние, а също и ограниченията, които се налагат върху задаващия екзогенен вход Z(t), както и ограниченията налагащи се върху изходния екзогенен регулируем сигнал y(t). Смущаващите въздействия от вида: се наричат още шумове от типа бял или цветен шум. Линиите на връзките, по които към компютъра постъпва информация за изхода на КДС y(t) формират канал на обратна връзка. Тогава КДС представлява затворена динамична система или КДС с Обратна Връзка. В този случай компютъра има възможнаост да създава управляващи параметри и въз основа на текущите стойности на координатите на целта и динамичния обект. Векторният екзогенен сигнал Z(t) носи информация за това какъв трябва да бъде екзогенния изходен сигнал Z(t). В общия случай Z(t) определя желаното движение на КДС. Ето защо се нарича още управляващ сигнал на КДС или задаващо екзогенно въздействие. В сравняващити устройства се изчислява някаква функция от постъпващите сигнали, която характеризира векторната грешка в процеса на управление. В частност може да се изисква изходният екзогенен сигнал Y(t) да съответства на входния сигнал Z(t) при което E(t) се нулира. В КДС може да отсъства канала на обрана връзка. Това дефинира понятието за отворени КДС или КДС без обратна връзка. Очевидно такива КДС могат да обезпечат необходимото качество на управление на процесите само в този случай когато динамичния обект съвършено точно изпълнява управляващите инструкции, а като отсъстват – външни смущаващи въздействия, които биха могли да нарушат предвидения ход на динамичните процеси. В повечето случаи тези условия не се изпълняват. Например с ограничена точност се реализират компонентите на сложните системи. Техните параметри варират с течение на времето. Изменят се температурните условия, влияят атмосферните явления и т.н. Динамичните характеристики на КДС са известни само приблизително. Външните екзогенни смущаващи въздействия често не се контролират и не могат да се компенсират. Очевидно съществуват много причини, които имат случаен характер и дават възможност да се обясни защо в реални условия програмното управление Y(t) е недостатъчно за ефективното управление на сложни системи, процеси и явления. В същото време универсалността и ефективността на принципа на обратната връзка е в това, че динамичният обект може да се управлява без да се разполга с инфорация за характера и величината на смущаващите въздействия и вариациите на параметрите на обекта. Въз основа на изложените до тук, под даден многомерен динамичен обект или дадена многомерна КДС, ще разбираме начин на преобразуване на входния екзогенен векторен сигнал в изходен. И в двата случая може да се говори за КДС зададена със своето математическо описание илис своя математически оператор. Когато динамичната система непрекъснато се наблюдава оператора е от вида: . А ако параметрите на системата се изследват само в дискретни моменти от време от съответния оператор: . КДС представени с първия оператор се наричат непрекъснати КДС, а втория формира дискретни КДС. При това КДС чиито параметри представляват детерминирани величини се наричат детерминирани КДС, докато в случаите на системи със случайни параметри се разглеждат стохастични КДС. Известни са основните начини за представяне на КДС. Това са A, B, C, и D описания. А – предполага че КДС е представена в пространството на ендогенните състояния. Описанието на КДС с импулсната преходна матрица наричаме B – описания. Въвеждането на предавателна матрична функция води до С – описание. D - описанието представлява векторно – матрично диференциално уравнение свързващо екзогенния изход и екзогенния вход.

стр. от общо:


Каталог: Course%20II -> Term%20One
Term%20One -> Задача. Да се състави класова йерархия с: Базов клас (class cbase) и Наследник class cderivative
Term%20One -> Обектно-ориентирано програмиране
Course%20II -> 1. osi модел и модел ieee 802 за локални мрежи. Разширяване и обединяване на локални мрежи. Разширени конфигурации на 10 Mb/s Ethernet
Course%20II -> Общи характеристики на езика
Course%20II -> Конспект за изпита по дисциплината "Микропроцесорна техника"
Course%20II -> Б wm initdialog
Course%20II -> Конспект по Основи на компютърните комуникации
Term%20One -> I. Теоретична част Диференцираща верига


Сподели с приятели:




©obuch.info 2022
отнасят до администрацията

    Начална страница