Возможности ресурсов сети для решения вычислительных задач

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение  
высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ

 

РУКОВОДИТЕЛЬ

Ст.преп.				М.В. Соколовская
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

 

РЕФЕРАТ

ВОЗМОЖНОСТИ РЕСУРСОВ СЕТИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ

по дисциплине: ИНФОРМАТИКА

ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ(А)

СТУДЕНТ(КА) ГР.	6332К				М.Н. Смирнова
			подпись, дата		инициалы, фамилия

 

Санкт-Петербург 2013

Введение.

Интернет (англ. Internet) - всемирная система объединённых компьютерных сетей. Часто упоминается  как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть.

Internet – всемирная  информационная компьютерная сеть, представляющая собой объединение  множества региональных компьютерных  сетей и компьютеров, обменивающих  друг с другом информацией  по каналам общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи).

 
Информация в Internet хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются  специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи. 
 
Обмен информацией между серверами сети выполняется по высокоскоростным каналам связи (выделенным телефонным линиям, оптоволоконным и спутниковым каналам связи). Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется через провайдера или корпоративную сеть.  
 
Провайдер - поставщик сетевых услуг – лицо или организация предоставляющие услуги по подключению к компьютерным сетям. В качестве провайдера выступает некоторая организация, имеющая модемный пул для соединения с клиентами и выхода во всемирную сеть.  
 
Основными ячейками глобальной сети являются локальные вычислительные сети. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к глобальной, то и каждая рабочая станция этой сети может быть подключена к ней.  
 
Существуют также компьютеры, которые непосредственно подключены к глобальной сети. Они называются хост - компьютерами (host - хозяин). Хост – это любой компьютер, являющийся постоянной частью Internet, т.е. соединенный по Internet – протоколу с другим хостом, который в свою очередь, соединен с другим, и так далее.  

Структура глобальной сети Internet

Также в Интернете имеются ресурсы, помогающие решать вычислительные задачи в том числе обрабатывать информацию.

 

Mathcad.

Mathcad - это пакет  прикладных программ, для решения  математических, физических, экономических,  систематических им других видов  задач.

Это популярная система компьютерной математики, предназначенная  для автоматизации решения массовых математических задач в самых различных областях науки, техники и образования. Название системы происходит от двух слов - MATHematica ( математика) и CAD ( Computer Aided Design - системы автоматического проектирования, или САПР). Так что вполне правомерно считать Mathcad математическими САПР.

Сегодня различные  версии Mathcad являются математически  ориентированными универсальными системами. Помимо собственно вычислений, как  численных, так и аналитических, они позволяют с блеском решать сложные оформительские задачи, которые с трудом даются популярным текстовым редакторам или электронным таблицам. С помощью Mathcad можно, например, готовить статьи, книги, диссертации, дипломные и курсовые проекты не только с качественными текстами разного стиля, но и с легко осуществляемым набором самых сложных математических формул, изысканным графическим представлением результатов вычислений и многочисленными "живыми" примерами. А применение библиотек и пакетов расширения обеспечивает профессиональную ориентацию Mathcad на любую область науки, техники и образования.

Mathcad содержит  более ста операторов и функций  предназначенных для численного  и символьного решения задач,  инструменты построения графиков  различных типов в декартовой, полярной системе координат и т.д.

К важным достоинствам новых версий Mathcad относятся настройка  под любой мало-мальски известный  тип печатающих устройств, богатый  набор шрифтов, возможность использования  всех инструментов Windows, прекрасная графика  и современный многооконный интерфейс. В новые версии Mathcad включены эффектные средства оформления документов в цвете, возможность создания анимационных ( движущихся) графиков и звукового сопровождения. Предусмотрена и возможность объединения и с другими математическими и графическими системами для решения особо сложных задач. Отсюда и название таких систем - интегрированные системы.

В конце 2000 года выпущена новейшая версия системы - Mathcad 2001. В ней существенно повышены скорость вычислений и удобства работы, введен рад новых возможностей.

Как интегрированная  система Mathcad содержит следующие основные компоненты:

Редактор документов - редактор с возможностью вставки  математических выражений, шаблонов графиков и текстовых комментариев;

Центр ресурсов - интегратор ресурсов системы;

Электронные книги - электронные книги с описанием типовых расчетов в различных областях науки и техники;

Справочная  система - система для получения  справочных данных по тематическому  и индексному каталогу, а также  для поиска нужных данных по ключевому  слову или фразе.

А также "быстрые  шпаргалки" и броузер Интернета.

 

EXCEL

Возможности EXCEL очень высоки. В пакете Excel имеется  программа проверки орфографии текстов, находящихся в ячейках рабочего листа, диаграммах или текстовых  полях. Функции призваны облегчить работу при создании и взаимодействии электронными таблицами. Простейшим примером выполнения расчетов является операция сложения. Работать с электронными таблицами само по себе большое удовольствие, но если бы удалось превратить сухие столбцы чисел в наглядные диаграммы и графики. Такую возможность дает Excel. Для оформления документов Excel предлагает кроме графиков и диаграмм возможность создавать другие графические объекты, например, вычерчивать на экране, а потом распечатывать прямоугольники, эллипсы, прямые и кривые линии, дуги и др. Можно также выполнить рисунки с помощью отдельных графических объектов, что никто не будет подозревать, что они выполнены с помощью Excel, а не специально графического редактора. Обработка текста, управление базами данных - программа настолько мощна, что во многих случаях превосходит специализированные программы-редакторы или программы баз данных. Такое многообразие функций может поначалу запутать, чем заставить применять на практике. Но по мере приобретения опыта начинаешь по достоинству ценить то, что границ возможностей EXCEL тяжело достичь.

 

MATLAB

Программа MATLAB представляет собой высокоуровневый  технический вычислительный язык и  интерактивную среду для разработки алгоритмов, визуализации и анализа  данных, числовых расчетов. Используя программу MATLAB, вы можете решать технические вычислительные задачи гораздо быстрее, чем с помощью традиционных языков программирования, таких как С, С++ и Fortran. - MathWorks, Inc.

Это утверждение - точка зрения компании MathWorks, Inc., являющейся разработчиком программы MATLAB. MATLAB - программа для выполнения широкого круга математических задач. Программа содержит сотни команд для работы в области математики. Вы можете использовать MATLAB для построения графиков функций, решения уравнений, выполнения статистических тестов и многого другого. Это высокоуровневый язык программирования, который способен взаимодействовать с другими языками программирования, например, Fortran и С. Можно создавать звук и анимационную графику. Можно производить симуляцию и моделирование (особенно, если у вас есть доступ не только к основной программе MATLAB, но и к дополнительной программе Simulink). Вы можете подготавливать материалы для экспортирования в Интернет. Кроме того, вы можете использовать программу MATLAB для объединения математических вычислений с текстом и графикой с целью создания совершенных, интегрированных, интерактивных документов.

Эта программа  располагает множеством возможностей и параметров. В вашем распоряжении будут буквально сотни полезных команд. Справочная документация по программе MATLAB содержит тысячи записей. Стандартные ссылки на ресурсы, будь то руководство пользователя от MathWorks или другой источник, содержат множество таблиц с описанием большого количества команд, параметров и функций, которые ожидает получить пользователь для изучения или работы.

Программа MATLAB - это более чем просто необычный  калькулятор; эта программа является в высшей степени полезным и универсальным  инструментом. Даже если вы только поверхностно знакомы с программой, вы можете использовать ее для выполнения невероятных вещей. Однако в своей специальной части программа предоставляет вам возможность определить, с какими из сотен команд, списков справочных страниц и тысяч элементов документации вам необходимо познакомиться и начать быстро и эффективно их использовать.

 

OrCAD

Среда OrCAD предназначена  для проектирования электронных  схем, обладает большими функциональными  возможностями и является сложной  системой. Описание любой сложной  системы также является сложным. Это ограничивает возможности применения среды как при обучении начинающих, так и при межпользовательском обмене. Количество задач, которые возникают и могут возникнуть при ее эксплуатации в режиме моделирования, очень велико. Существуют подробные и большие по объему инструкции по пользованию средой OrCAD (документы фирмы Cadence и специальная литература, среди которой необходимо выделить книгу В. Д. Разевига «Система проектирования OrCAD 9.2»).

Среда OrCAD является мощным универсальным современным средством сквозного проектирования электронных систем и обладает широкими возможностями. По функциональным возможностям среда разделяется на две части, обеспечивающие моделирование электронных систем и проектирование печатных плат.

Часть среды, обеспечивающая моделирование, состоит из следующих программ:

• OrCAD Capture — графический редактор, предназначенный для создания моделей электрических схем из моделей элементов.
• OrCAD Capture CIS (Component Information System) — выполняет те же функции, что и OrCAD Capture, однако возможности этой программы расширены за счет того, что справочная информация может получаться через Internet, при этом зарегистрированный пользователь получает доступ к информации о приблизительно 200 тысячах электронных компонентов.
• PSpice Schematics — графический редактор, использовавшийся в среде Design Lab 8.0. Хронологически среда Design Lab 8.0 является предшественницей OrCAD 9.2 и имеет с ней много общего. Возможности графического ввода информации в PSpice Schematics ограничены (по сравнению с OrCAD Capture и OrCAD Capture CIS), однако этот редактор имеет удобства, связанные с редактированием кода моделей, создания новых моделей с расширенными функциональными характеристиками. В литературных источниках по OrCAD 9.2 и Design Lab 8.0 имеются многочисленные и полезные примеры, в которых приводятся коды моделей, записанные аналитически на языке PSpice.
• OrCAD PSpice — программа моделирования в среде OrCAD. Эта программа создавалась как самостоятельное средство моделирования и достаточно широко применяется в различных средах моделирования.
• OrCAD Probe — программа, позволяющая осуществлять обработку результатов моделирования в виде осциллограмм.
• OrCAD PSpice Model Editor — программа, предназначенная для создания и редактирования математических моделей электронных элементов.
• OrCAD Stimulus Editor — программа, использующаяся при создании и редактировании моделей источников сигналов.
• OrCAD PSpice Optimizer — программа параметрической оптимизации режимов работы моделей методом наискорейшего спуска.
• PSpice Simulation Manager — программа, обеспечивающая очередность работы со схемами, ожидающими моделирования и находящимися в процессе моделирования. Пользователь имеет возможность приостановить текущее моделирование, запустить анализ другой схемы, а затем вернуться к первой. Возможна расстановка приоритетов в очереди.

 

MicroCap

MicroCap - это универсальная  программа схемотехнического анализа,  предназначенная для решения  широкого круга задач. Характерной  особенностью этой программы,  впрочем как и всего семейства MicroCap [1-5], является наличие удобного и дружественного графического интерфейса, что делает его особенно привлекательным для непрофессиональной аудитории. Несмотря на достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам ПК (процессор не ниже Pentium II, ОС Windows 95/98/МЕ или Windows NT 4/2000/ХР, память не менее 64 Мб, монитор не хуже SVGA), его возможности достаточно велики. С его помощью можно анализировать не только аналоговые, но и цифровые схемы. Возможно также и смешанное моделирование аналого-цифровых электронных устройств.

Опытные пользователи программы, применяя собственные макромодели, могут анализировать сложные  замкнутые системы с переменной конфигурацией. Смешанное моделирование  и грамотное использование упрощенных макромоделей функциональных узлов позволяют проводить расчеты режимов работы этих сложных устройств с достаточно высокой степенью точности.

MicroCap-8 отличается от младших  представителей своего семейства  более совершенными моделями  электронных компонентов. Это  приближает его по возможностям схемотехнического моделирования к интегрированным пакетам DESIGNLAB, ORCAD, PCAD2002 - достаточно сложным в освоении средствам анализа и проектирования электронных устройств, подразумевающим в первую очередь профессиональное использование. Кроме того, полная совместимость со SPICE-моделями и SPICE-схемами и развитые возможности конвертирования позволяют пользователю MicroCap успешно применять все разработки, предназначенные для данных пакетов, а полученные навыки моделирования дадут возможность в случае необходимости гораздо быстрее осваивать профессиональные пакеты моделирования.

Перечисленные достоинства  делают программу MicroCap-8 весьма привлекательной  для моделирования электронных  устройств средней степени сложности. Удобство в работе, нетребовательность к ресурсам компьютера и возможность анализировать электронные устройства с достаточно большим количеством компонентов позволяют успешно использовать ее как начинающим радиолюбителям, студентам, так и инженерам-разработчикам. Кроме того, программы семейства MicroCap активно применяются в научно-исследовательской деятельности.

Программа MicroCap была разработана  в 1982 г. фирмой Spectrum Software.

 

 

 

 

LabVIEW

Среда разработки лабораторных виртуальных приборов LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) представляет собой среду прикладного графического программирования, используемую в качестве стандартного инструмента для проведения измерений, анализа их данных и последующего управления приборами и исследуемыми объектами. LabVIEW может использоваться на компьютерах с операционными системами Windows, MacOS, Linux, Solaris и HP-UX. Компьютер, оснащенный измерительно-управляющей аппаратной частью и LabVIEW, позволяет полностью автоматизировать процесс физических исследований. Создание любой программы для достижения этих целей (виртуального прибора) в графической среде LabVIEW отличается большой простотой, поскольку исключает множество синтаксических деталей.