Міністерство освіти і наукиУкраїни
Українськаінженерно-педагогічна академія
Гірничий факультет
Кафедра інформаційнихтехнологій
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсової роботи
з дисципліни «Основиавтоматизованого проектування складних систем»
на тему:
«АВТОМАТИЗАЦІЯ ГРАФІЧНИХ ТАРОЗРАХУНКОВИХ ЗАДАЧ ПРОЕКТУВАННЯ»
Виконаласт. гр. ДГ-К7-1
Тімофєєва О.Б.
Керівникас. кафедри ІТ
Чорна О.С.
Стаханов 2010
ЗМІСТ
Вступ
1. Графічне моделювання офісу РемонтЕОМ
1.1 Початкові дані для проектуванняофісу
1.2 Опис призначення офісу та йогопрограмне забезпечення
1.3 Співробітники офісу
1.4 Альтернативне комп'ютернеустаткування. Критерії вибору однієї з альтернатив
1.5 Альтернативний вибір 2D планів офісу. Критерії вибору
1.6 План офісу і його об'ємнезображення
1.6.1 План офісу з указівкою розмірів
1.6.2 Об'ємне проектування будинку
1.6.3 Інтер'єр усіх кімнат
1.6.4 Територія проектованого будинку
1.7 Електропостачання офісу
1.7.1 Місце розміщення в офісіелектротехнічної арматури
1.7.2 Схема електропостачання
1.7.3 Розрахунок кабельної продукціїдля електропостачання
1.7.4 Розрахунок струму в окремихчастинах схеми електропостачання
1.7.5 Розрахунок споживаноїелектроенергії в середньому за день і за місяць. Оплата електроенергії
1.8 Висновки щодо проекту офісу
2. Математичне моделювання
2.1 Завдання 1.1
2.2 Завдання 1.2
2.3 Завдання 2.1
2.4 Завдання 2.2
Висновок
Список використовуваних джерел
Додаток – Презентація проектованогоофісу
ВСТУП
Надійним інструментом і незамінним помічником в житті та діяльності людини став комп’ютер.
Не дивлячись на велику кількість вирішуваних за допомогою комп’ютера задач, принцип його застосування в кожному випадку один й той самий — інформація, яка поступає в комп’ютер. Обробляється з ціллю отримання потрібних результатів (1).
САПР — комплекс засобів автоматизації проектування, які пов’язані з підрозділами проектної організації та яка виконує автоматизоване проектування. Під автоматизацією проектування слід розуміти такий спосіб проектування, при якому всі проектні операції та процедури або їх частина здійснюється при взаємодії людини з ЕОМ. В результаті функціонування стадій – від технічного завдання, послідовно, проходячи ряд проектних стадій користувач отримує робочий проект об’єкту. САПР виконує ряд процедур логічно пов’язаних між собою, які служать для прийняття проектних рішень. Розробка та розвиток елементів та підсистем САПР в різних сферах являються однією з важливих задач з виводу отраслі на сучасний рівень всесвітнього промислового виробництва товарів широкого використання.
В даному проекті треба побудувати офіс площею 36м2.
Офіс можевиконувати:
o Створення учбової, учбово-методичної літератури, яка відповідає потребам державних стандартів освіти;
o Створення книжок, використовуючи рукописи замовника;
o Редактирования электронной информации;
o Создание брошюр, методической и учебной литературы;
o Робота з електронними книжками, їх редагування;
o Створення книжок, журналів, брошур, використовуючи різні книжкові джерела;
o Сканування книжкової інформації, її оцифрування.
Вся інформація замовнику передається в електронному вигляді на заданому носії.
Позитивні сторони проектування даного офісу:
· Отримання практичних навичок та вмінь створення й проектування споруд за заданими параметрами;
· Розвиток творчого мислення та активізація творчих здібностей (винахідництво та раціоналізаторство);
· Вміння формувати протиріччя та знаходити з багатьох варіантів рішення проблеми оптимального;
· Попит даної роботи на ринку праці.
Негативні сторони проектування офісу:
· Недостатня освідомлення про спрямованість діяльності офісу;
· Недолік інформації та умов для створення подібних об’єктів;
· Недостатньо досвіду роботи з даним програмним продуктом та досвіду в галузі проектування.
1.ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОФІСУ
1.1 Початкові дані дляпроектування офісуДіяльність офісу Ремонт ЕОМ Кількість комп'ютерів 3 Кількість принтерів 2 Блоки безперебійного живлення 1 Кількість сканерів 2 Модем + Телевізор (підключення до ЕОМ) + Кондиціонер - Музичний центр - Осцилограф (підключення до ЕОМ) + Корисна площа офісу (кв.м) 36 Завдання 1.1 23 Завдання 1.2 8 Завдання 2.1 (А, Б, варіант) Ємність для поливу газона 7 Завдання 2.2 27
1.2 Опис призначення офісу і йогопрограмне забезпечення
Ця установа призначена для роботи в сфері видавництва, необхідні наступні кадри: головний редактор, 2 оператори ПК, секретар.
Офіс можевиконувати:
o Створення учбової, учбово-методичної літератури, яка відповідає потребам державних стандартів освіти;
o Створення книжок, використовуючи рукописи замовника;
o Редактирования электронной информации;
o Создание брошюр, методической и учебной литературы;
o Робота з електронними книжками, їх редагування;
o Створення книжок, журналів, брошур, використовуючи різні книжкові джерела;
o Сканування книжкової інформації, її оцифрування.
Для використанняв даній установі більш усього підійде Windows XP 2003, тому що це одна із найпоширенішихі надійних операційних систем. Вона працює з багатьма редакторами та має широкіможливості для роботи з тестами та комп’ютерною графікою, що являєтьсянайважливішим для видавницької справи. Підтримка декількох моніторів дозволяєпереглядати більше даних або одночасно виводити вікна двох та більше різнихпрограм, що дозволяє працювати з декількома програмами одночасно та виконуватирізну обробку інформації та копіювання інформації з однієї програми в іншу.
Opera 10 – веб-браузер і програмнийпакет для роботи в Інтернеті, що випускається компанією Opera Software.Відмінними рисами Opera є багато сторінковий інтерфейс (система вкладок у вікніпрограми) та можливість масштабування відображуваних документів цілком, разом зграфікою.
AdobePageMaker6.52 – настільна видавницька система.
Переваги Adobe Page Maker 6.52:
1. Використання шарів.Одна з переваг Page Maker – це можливість використати шари, яка дозволить створюватидекілька документів в одному (кориснаможливість створювати багатомовні документи. Також можливість додавати робочі нотатки, прискорювати печать, розміщуючиграфіку на окремому шарі).
2. Імпорт графіки. Page Maker підтримує велику кількість ключовихформатів графічних файлів.Page Maker дозволяє імпортувати такі формати: AutoCAD DXF, CGM, Corel Draw та фільми Quick Time.
3. Робота з текстом. Page Maker має простий редактор має простийтекстовий редактор, який дозволяє користувачампрацювати з текстом в окремому вікні, де вони можуть настроювати розмір та шрифт тексту, щоб покращити йогочитаність без змін діючих атрибутів тексту макета. Пакет Page Maker володіє широкими можливостямиредагування тексту, наприклад, дозволяє виконувати пошук та замінукольору, відтінку, горизонтального масштабування та розміру крекінга тексту. Page Maker допускає імпорт електронних таблиць Microsoft Excel та вихідних текстів HTML, а також можна в нього без проблем помістити будь-який текст.
4. Сумісність з іншими програмами тапублікаціяWeb. В Page Maker 6.52 можливості програми з підготовки видання в мережі Web розширені, палітра гіпертекстових посилань добрепродумана.
Page Maker містить просту команду експорту вформат PDF, яка дозволяє зберігати всі перехресніпосилання у межах документа.
5. Простота використання. Сумісність з іншими додатками (Adobe Illustrator, Photoshop, Corel Draw и Word),які являютьсянеобхідними в процесі до печатної підготовки. Зручний інтерфейс, простота освоєння робочого простору.
Adobe Photoshop – це професійна програмадозволяє працювати з фотозображеннями та корегувати їх. Ця програма дуже простау використанні та зрозуміла будь-якому користувачеві. Photoshop працює з багатьма графічнимипакетами та сумісний з багатьма графічними розширеннями.
Векторний редакторCorelDrawісторично вважається основним пакетом длястворення та обробки векторної графіки на платформі Windows. До його переваг відносяться розвинена система управління таширокі засоби настроювання параметрів інструментів. З можливості створення найскладнішиххудожніх композицій CorelDraw значно переважає конкурентів. Однак інтерфейс програми складний дляосвоєння.
Векторний редактор AdobeIllustrator являється одним з загальних лідерівсеред програм цього класу.Його особливаперевага заклечається в добре відваженій взаємодії з іншими продуктами компанії Adobe, перед усім з пакетами Photoshop и PageMaker. Ці додатки виконані в єдиному стиліта створюють закінчений пакет.
MSWord – він дозволяє включити в документграфічні зображення, таблиця, звуковий супровід, фрагменти відеофільмів. Текстовий процесор прискорює створення документуза рахунок скорочення кількості дій, які виконують користувачі. Word автоматизуєнабір тексту, оформлення змісту тапредметного вказівника, перевірку правопису. Можливість використовуваннярізноманітних функцій, точного форматування приближають Word до настільних видавницьких систем. Word можна використовувати для створеннята редагування документів електронної пошти, при колективної роботи наддокументами.
MSExcel — ця програма дозволяє простой зручно проводити досить складні розрахунки, у тому числі практично всіфінансові й бухгалтерські розрахунки, за допомогою програми MS Excel ви зможете підготувати різноманітнібланки з використанням засобів форматування тексту й чисел і вставки зображень.Електронні таблиці дозволяють організувати, проаналізувати й представити дані увигляді діаграм різних типів.
1.3Співробітники офісу
Функції головного редактора: він виконує контрольну перевіркуствореної інформації, контролює роботу інформаційного відділу, заключаєдоговори з замовниками, виясняє потреби замовника, домовляється про оплатупослуг офісу, робить розрахунки згідно з роботи офісу, виплачує заробітну платуспівробітникам.
Функції оператора ПК полягають в наборі інформації,сканування зображень, оцифровка інформації, створення електронного виглядуінформації для передачі замовнику.
Функції секретаря: приймає клієнтів, виясняє потребиклієнтів, відповідає на вхідні дзвінки, приносить каву або чай головномуредактору, розкладає та розносить пошту робітникам офісу.
Час роботи офісу:з 9-00 до 17-00, перерва з 12-00 до 13-00 годин. Вихідний — субота, неділя.
1.4Альтернативне комп’ютерне устаткування. Критерії вибору однієї з альтернатив
Складкомп’ютерного устаткування вироблявся, виходячи із заданого устаткування (3комп’ютера, 2 принтера, 2 сканера, 1 блок безперебійного живлення, осцилограф,модем).
Таблиця 1.1. Комп’ютернеустаткування (варіант 1)
Комплектуючі
Характеристики
Ціна, грн Материнська плата ASUS K8V-MX; Socket 754; VIA K8M800+VT8237R; 2DDR; 3xP, 1xA; Video; Sound-6ch; Lan; 2xSATA; 2xATA133
266.56 Процесор Athlon 64 x2 5200+ AM2 box,ADA5200CSBOX
623.15 Оперативна пам'ять 2 Gb DDR2 SDRAM PC5400 GOODRAM
198.28 HDD 1000.0 Gb; WESTERN DIGITAL; WD.G1NC10000My Book World Edition
1863.79 FDD Дисковод 3,5" Mitsumi 1,44Mb,black
31.16 Оптичний привід DVD+RW/-RW & CDRW NEC ND-7173S Silver S-ATA (OEM)
181.28 Корпус DELUX DLC-SF473 silver/black; Midi Tower; ATX; 440W P4, 20+4 pin; 5.25«x3, 3.5»x1e+6i; ATX w/USB
278.36 Клавіатура Logitech Internet 350,USB,OEM
25.96 Миша A4TECH OP-3D-1 Red; 2x button; optical; PS/2; (RET)
28.99 Акустика Genius SP-I201U вихід на наушники, чорний лак, USB
111.24 Монітор 20" SAMSUNG SM 2032BW; Black glossy; 16:10; 2 мс; 1680x1050; 300 кд/м2; у/о 170; 1000:1 (DC 3000:1);
1535.73
Разом
5144,5
Вартість 3комп’ютерів – 15433,5 грн
Таблиця 1.2. Додатковекомп’ютерне устаткування
Устаткування
Характеристики
Ціна, грн Модем Факс-модем D-Link DFM-562IS(зовнішній, PCI, до 56KB/s(V.90, k56flex), факс до 14.4KB/s,G3, голосовий, Conexant HSFi CX11252)
120 Джерело безперебійного харчування APC Back UPS ES 525 (BE525-RS)(525 VA / 300W) (AVR, Диап.раб.напряж.: 160-280V(47/53Гц); розетки Shuko: 3(живлення від батареї) и 1 (фільтр), USB порт, с кабелем, зах. Комун. устаткування; в комплекті ПО, підзарядка 3-5 годин)
321.2 Принтер Canon LBP-2900; A4; GDI; (2400) 600x600 dpi; 12 ppm; 2 Mb; USB 2.0; WinPrint; (cart.703)
685.47 Сканер Canon CanoScan LiDe 25
351.23 Телевізор Телевізор LG
1250 Осцилограф LG
960
Разом
3687,9
Загальна вартістьдодаткового устаткування складає4724,6 гривень.
Загальна вартістькомп’ютерного обладнання складає20158,1 гривень.
Таблиця 1.3.Комп’ютерне устаткування (варіант 2)
Комплектуючі
Характеристики
Ціна, грн Материнська плата ASUS K8V-MX; Socket 754; VIA K8M800+VT8237R; 2DDR; 3xP, 1xA; Video; Sound-6ch; Lan; 2xSATA; 2xATA133
39 Процесор Athlon 64 3000+ Trey Socket-939
499 Оперативна пам'ять DDR 512 Mb DDR 400 PC3200 BRAND HYNIX
200 HDD 1000.0 Gb; WESTERN DIGITAL; WD.G1NC10000My Book World Edition
956 FDD Дисковод 3,5" Mitsumi 1,44Mb,black
65 Оптичний привід DVD+RW/-RW & CDRW NEC ND-7173S Silver S-ATA (OEM)
350 Відео карта 125 Mb GeForce 9500GT; HDCP+DVI; Palit
560 Вентилятори COOLER GLACIALTECHIGLOO 7520 LIGHT/EB AMD
120 Шлейф SATA
20 Корпус DELUX DLC-SF473 silver/black; Midi Tower; ATX; 440W P4, 20+4 pin; 5.25«x3, 3.5»x1e+6i; ATX w/USB
500 Клавіатура Logitech Internet 350,USB,OEM
110 Миша A4TECH OP-3D-1 Red; 2x button; optical; PS/2; (RET)
95 Акустика Genius SP-I201U вихід на наушники, чорний лак, USB
200 Монітор 19" SAMSUNG SM 2032BW; Black glossy; 16:10; 2 мс; 1680x1050; 300 кд/м2; у/о 170; 1000:1 (DC 3000:1);
1699 Коврік POD MISHKU
15
Разом
5779
Вартість 3 комп'ютерів – 17337 грн.
Таблиця1. 4. Додатковеустаткування
Устаткування
Характеристики
Ціна, грн Модем D-Link DSL-2540U/RU ADSL2+Ethernet 4 port switch (w/splitter)
390 Джерело безперебійного харчування APC Back UPS ES 525 (BE525-RS)(525 VA / 300W) (AVR, Диап.раб.напряж.: 160-280V(47/53Гц); розетки Shuko: 3(живлення від батареї) и 1 (фільтр), USB порт, с кабелем, зах. Комун. устаткування; в комплекті ПО, підзарядка 3-5 годин)
400 Принтер XEROX Phaser 3117; A4; 600 dpi; 16 ppm; 8 Mb; USB 1.1; GDI; (картр.3000(1000 ст.) стр.; мес. ресурс
550
Сканер Canon CanoScan LiDe 25
500
Телевізор Samsung
1899 Осцилограф LG
1250
Разом
6039
Загальнавартість устаткування сягає 23376 грн.
Дляданої установи кращий варіант 1, тому що його ціна порівняно з якістю недорогата відповідає потребам замовника.
Якість комп’ютерного устаткування визначається фінансовими можливостями замовника.
1.5 Альтернативний вибір 2D планів офісу. Критерії вибору
Так як особистістю проектування є здійснення оптимального вибору з декількох варіантів 2D планів офісу, відповідно до критеріїв оптимальності.
/>
Рисунок 1.1 – План головного офісу в 2D
/>
Рисунок 1.2 – Альтернативний план офісу в 2D
Критерії оптимальності:
o Економність розходу корисної площини;
o Функціональне призначення згідно з потребами клієнтів та співробітників офісу.
1.6 Опис проектування офісу та його інтер’єрів
Створення інтер’єру споруди, у тому числі й офісу, потребує індивідуального підходу до потреб замовника й вмінь знаходити компромісні рішення. Дизайн офісів повинен бути витриманий у діловому стилі або стилі „бізнес-клас”. Менеджер проекту повинен вміти знаходити варіанти оформлення офісу, які відповідають „бізнес-класу”, вигідні самому менеджеру, але які не протирічать потребам замовника. Знання тенденцій моди та застосування оригінальності забезпечить 70% успіху.
При оформлення окремих кімнат ми повинні врахувати звички та поведінку співробітників та клієнтів. Контингент відвідувачів визначає матеріали виготовлення меблів, будівельних матеріалів. Діловий стиль визначає строгими, витриманими кольорами, легкими м’якими переходами, функціональністю розміщення меблів. Розміщення меблів повинні бути „економними” та всі прилади та устаткування повинні бути „під рукою”.
1.6.1 План офісу з вказівкою розмірів
Для виставлення розмірів будівлі ми можемо скористуватися наступними командами: Інструменти – Розміри – Лінійні розміри/Приєднані розміри. Встановлення розмірів можна встановлювати декілька ми способами, та найкраще встановлювати вручну для виключення зайвих розмірів.
/>
Рисунок 1.3 – 2D план офісу з розмірами
1.6.2 Об’ємне проектування офісу
Об’ємне проектування офісу представляє собою графічну модель споруди, яка максимально наближається до реальності.
/>
Рисунок 1.4 – 3D вид створеного офісу
/>
Рисунок 1.5 – 2D вид встановлених меблів
1.6.3 Інтер’єр кімнат офісу
Оформлення кімнат створений у витриманих тонах та строгих контурів меблів, що характеризує діловий стиль. Встановлення меблів в 3D Home Architect виконується за допомогою вкладки Інтер’єр – Шафи(Внутрішні меблі). Для встановлення комп’ютерного устаткування та приладдя для повсякденного використання потрібно скористуватися наступними командами Інтер’єр – Електроніка.
/>
Рисунок 1.6 – Кімната головного редактора в 3D виді
/>
Рисунок 1.7 – Ванна кімната в 3D виді
/>
Рисунок 1.8 – Інформаційний відділ в 3D виді
/>
Рисунок 1.9 – Приймальня в 3D виді
/>
Рисунок 1.10 – Вбиральня в 3D виді
/>
Рисунок 1.11 – Хол в 3D виді
1.6.4 Територія проектованого офісу
Для оформлення території офісу треба користуватися вкладкою Ландшафт, на якій розташовані необхідні команди для створення затишку та зручності підлеглої території.
/>
Рисунок 1.12 – 2D план ландшафту
/>
Рисунок 1.13 – План офісу в аксонометрії
/>
Рисунок 1.14 – 3D вид створеного офісу
1.7 Електропостачання офісу
/>Для встановлення електротехнічної апаратури (світильників, вимикачів, розеток, електричних сполучних коробок та розподільчого щиту треба урахувати, що розподільчий щит треба розміщувати біля дверей для економії електропроводу та функціональності його використання.
1.7.1 Місце розміщення і офісі електротехнічних арматур
Електричнісполучні коробки треба встановлювати так, щоб максимально скоротити довжинукабелю та встановлювати на місцях розриву електропроводу.
/>/>/>
Рис 1.17 –Розміщення електротехнічної арматури
1. Розподільчийщит.
2. З’єднувальнікоробки.
3. Вимикачі.
4. Розетки.
5. Світильники.
1.7.2 Схема електропостачання
Наступний етап,полягає в необхідності, показати на плані офісу електротехнічну арматуру(світильники, вимикачі, розетки, електричні сполучні коробки).
На рис.1.13показана схема підключення світильників і розеток моделі офісу.
/>
Рис 1.15 – Схемаелектропостачання офісу
/>
Рис 1.16 – Схемаелектропостачання офісу (продовження)
Пояснення:
Л1 — Люстра 1 ухолі, ставиться до коробки 1.
Л2 — Люстра 2 ухолі, ставиться до коробки 1.
Л3, Л4 – Люстра3, 4 у інформаційному відділі, ставиться в коробці 4.
Л5, Л6- Люстра5,6 у кімнаті головного редактора, ставиться в коробці 5.
Л7 — Люстра ухолі вбиральні, ставиться до коробки 6.
Л8, Л9 – Люстри8, 9 у вбиральні, ставиться до коробки 7.
Л9 — Люстра 9 уприймальні, ставиться до коробки 8.
Р1, Р2, Р3, Р4 — Розетки 1 у інформаційному відділі для комп’ютерного устаткування (комп’ютера,сканера, принтера).
Р5, Р6, Р7, Р8 — Розетки 1 у інформаційному відділі для комп’ютерного устаткування (комп’ютера,сканера, принтера та осцилографа).
Р9, Р10, Р11,Р12, Р13 — Розетки 1 у інформаційному відділі для комп’ютерного устаткування (комп’ютера,сканера, принтера, блоку безперебійного живлення, модему).
Р14 – Розетка уприймальні для особистих потреб секретаря.
К1 — Коробка 1
К2 — Коробка 2
К3 — Коробка 3
К4 — Коробка 4
К5 — Коробка 5
К6 — Коробка 6
К7 — Коробка 7
К8 — Коробка 8
1.7.3Розрахунок кабельної продукції для електропостачання
Для того щоб розрахувати кабельну продукцію, необхідноскористатися наступними формулами:
1. Визначенняструму в кабелі
I (A) = P (Вт) / U (B)
2. Перший законКірхгофа
I = I1 + I2 + I3…In
3. Площапоперечного переріза кабелю
S = I / δ
Матеріал – мідь.
Для прокладання кабелюнайкраще використовувати мідний кабель, тому що він володіє вищими якостями ніжалюмінієві.
/>
Рисунок 1.18 –Елементи електроустаткування
1.7.4Розрахунок струму в окремих частинах схеми електропостачання
Для того щоброзрахувати струм в окремих частинахсхеми електропостачання, необхідно скористатися наступними формулами:
1. Визначенняструму в кабелі
I (A) = P (Вт) / U (B)
2. Перший законКірхгофа
I = I1 + I2 + I3…In
/>
Рисунок 1.19 –Розрахунок кабельної продукції
1.7.5Розрахунок споживаної електроенергії в середньому за день й за місяць. Оплатаелектроенергії
Для того щоброзрахувати споживання електричної енергії (СЕЕ) за добу і за місяць, требавикористати наступні формули:
СЕЕ за добу =середня добова потужність *24
СЕЕ за місяць= СЕЕ за добу*30
Для того щоброзрахувати добові витрати (ДВ), треба використати наступні формули:
ДВ = СЕЕ задобу * на коефіцієнт оплати за кіловат(0,244)
Для того щоброзрахувати місячні витрати (МВ), треба використати наступні формули:
МВ = СЕЕ замісяць * на коефіцієнт оплати за кіловат(0,244)
Добові і місячнівитрати вимірюються в гривнях.
/>
Рисунок 1.20 –Витрата електроенергії
На графіку видно,що максимальне споживання електроенергії о 9 та о 17 годині за рахунок роботителевізора. В інший період максимальне споживання о 13 та о 14 годині зарахунок роботи осцилографа.
/>
Рис 1.21 –Розміщення електротехнічної арматури
1.8Висновки щодо проекту офісу
Графічнемоделювання плану моделі офісу, напрямок діяльності якого – видавництво,здійснювалося в програмі 3D Home Architect 8. Офіс складається з наступних кімнат:
1. Хол.
2. Приймальня.
3. Вбиральня.
4. Ваннакімната.
5. Кімнатаголовного редактора.
6. Інформаційнийвідділ.
Між вбиральнею таванною кімнатою міститься вузький простір, де зберігається хозінвентар.
Комп’ютернеустаткування, яке складається з 2 сканерів, 2 принтерів, 3 комп’ютерів,осцилографа та телевізора, вийшло на загальну суму – 20158,1 гривень.
Для побудовиофісу розрахували енергоспоживання та розробили схему електропроводки. Дляпрокладки електропроводки потрібно 94,93 м кабелю. Добове споживання електроенергії складає 19,78 кВт*година, та місячні витрати за споживанняелектроенергії буде складати – 142,89 гривень.
У звіті проектутакож включений:
1. Планофісу.
2. Альтернативнийплан офісу.
3. Скріншоти3D-проектів офісів.
4. комп’ютернеустаткування.
5. Схемаелектропроводки.
6. Розрахункиенергоспоживання й навантаження на силові елемент
2. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ
2.1 Завдання 1.1
Варіант 23
Модель об'єкта представлена системою лінійних рівнянь:
Визначити невідомі змінні(Хі)
1. використовуючи функцію Find;
2. матричнимспособом і використовуючи функцію lsolve. Зрівняти результати.
Таблиця 2.1. Системалінійних рівнянь№ варіанта Система лінійних рівнянь 23
/>
Рішеннярівнянь за допомогоюMS Excel
Для рішеннярівнянь необхідно заповнити таблицю з вихідними даними та розрахувати поформулам.
/>
Рисунок 2.1 –Система рівнянь в MS Excel
Правильністьрішення системи рівняння можна побачити за допомогою режиму відображенняформул.
/>
Рисунок 2.2 –Відображення формул
Для вирішеннясистеми рівнянь треба скористуватися Сервіс – Пошук рішення та заповнитидіалогове вікно „Пошук рішення”.
У діалоговомувікні „Пошук рішення” треба встановити:
1. Цільовукомірку.
2. Критерійвизначення результату пошуку (максимальне значення, мінімальне значення, позначенню).
3. Встановитизмінні комірки.
4. Вказатиобмеження. Для встановлення обмеження його потрібно заздалегідь прописати впрограмі, у вікні „Пошук рішення” клацнути у вікні „Обмеження” та натиснутикнопку Додати (або Змінити чи Видалити).
5. Натиснути„Виконати”.
/>
Рисунок 2.3 – Вікно «Пошук рішення»
При клацанні клавіші„Виконати” на екрані з’явиться вікно „Результати пошуку рішення”.
/>
Рисунок 2.4 – Результат поиска решения
Тепер необхідноперевірити результати вирішення:
/> />
Рисунок 2.5 –Перевірка системи рівнянь
Рішеннярівнянь за допомогою MathCad
Рішення системирівнянь можна знайти за допомогою Given…Find.
/>
Рисунок 2.6 –Рішення рівняння в MathCAD
/>
Рисунок 2.7 –Перевірка рішення рівняння в MathCAD
Також данусистему рівнянь можна вирішити матричним способом, використовуючи функцію lsolve.
/>
Рисунок 2.8 –Рішення рівняння в MathCAD
Рішення заданоїсистеми рівнянь виконувалося двома способами, які дали однаковий результат. Цесвідчить про правильність рішення системи.
Результат:х1=-1,3; х2=-2,3; х3=2,9; х4=1,3.
2.2 Завдання 1.2
Перетворитимодель, задану у виді системи нелінійних рівнянь до виду f1(x) = y і f2 (y)= x.Побудувати їхні графіки і визначити початкове наближення рішення. Вирішитисистему нелінійних рівнянь.
Таблиця 2.2.Варіант виконання роботи№ Вар Система нелінійних рівнянь 8
/>
Рішеннязасобами Excel
Рішення системинелінійних рівнянь виконується аналогічним способом задачі 1.1.
/>
Рисунок 2.9 – Діалоговевікно «Пошук рішення»
Для виконанняданого завдання треба побудувати графік функцій. Для цього треба виділитидіапазон, для якого створюється графік, на вкладці Ряд треба встановитидіапазон комірок, які вважатимуться функцією, та встановити діапазон комірок,які будуть вважатися відліковою прямою.
/>
Рисунок 2.10 –Діалогове вікно «Вихідні дані»
При завданні всіхпараметрів та побудови графіків функцій ми отримаємо відповідний вигляд робочоїобласті Excel.
/>
Рисунок 2.11 –Графіки функцій та значення змінних функцій
Рішеннярівняння за допомогою MathCad
При рішеннісистеми нелінійних рівнянь ми повинні використовувати функцію Find, що дозволяє обчислюватитригонометричні функції та отримувати відповідь у вигляді матриці.
/>
Рисунок 2.12 – Рішеннясистеми нелінійних рівнянь
Для виконанняперевірки результату треба підставити значення отриманих змінних у вихіднерівняння.
/>
Рисунок 2.13 –Перевірка рішення системи нелінійних рівнянь
Результат:х=-0,139, у=0,538.
2.3 Завдання 2.1
Задача А. Вирішити задачупроектування конусоподібного фільтра.
З круглоїзаготівлі (r = 2) фільтрованого паперу вирізають сектор з кутом />, потім з іншого роблятьфільтр у виді конуса. Необхідно розрахувати величину кута />, при якій забезпечуєтьсямаксимальний обсяг конуса.
R – радіус основиконуса; h – висота конуса; r – радіус заготівлі фільтрованого папера.
/>/>
Рисунок 2.14 – Окружність та конус
/> – довжина
/> – формула для кускадуги
Знаходимо різницю/>
/>
У конусі получилипрямокутний трикутник АОВ, кут О = 90о, h – катет у прямокутномутрикутнику. Для знаходження катетів обчислимо корінь із різниці гіпотенузи r такатета R.
/>
/>
/>
Цільова функціямає вид:
/>
Обмеження: />
Рішеннярівняння за допомогою Excel
/>
Рисунок 2.15 –Пошук рішення
/>
Рисунок 2.16 –Розв’язання в Excel
Рішеннярівняння за допомогою MathCad
/>
Рисунок 2.17 –Розв’язання в MathCAD
Результат: кут θ дорівнюєприблизно 66 градусів.
Для рішеннязадачі ми використовували різні засоби для вирішення, що дали нам однаковірезультати обчислення. Це говорить про те, що задача виконана вірно.
2.4Завдання 2.1
Задача Б. Проектування 2 -хконусоподібних (пожежних) ребер.
З круглоїзаготівлі жерсті (r = 3) вирізають сектор з кутом />, потім з іншого роблятьцебро у виді конуса і з вирізаного сектора теж (тобто 2-а цебра). Необхіднорозрахувати величину кута />, тобто як необхідно розкроїтизаготівлю, щоб обсяг 2-х цебер був максимальним.
R – радіус основиконуса; h – висота конуса; r – радіус заготівлі.
/>/>/>
Рисунок 2.18 –Окружність, велика заготівля, маленька заготівля
Формули длязнаходження радіусу R, висоти h та обсягу V великої заготівлі:
/>
/>
/>
Формули длязнаходження радіусу R, висоти h та обсягу V маленької заготівлі:
/>
/>
/>
Цільова функціямає вид:
/>
Обмеження: />.
Рішеннярівняння за допомогою Excel
/>
Рисунок 2.19 –Розв’язання в Excel
Рішеннярівняння за допомогою MathCad
/>
Рисунок 2.20 –Розв’язання в MathCAD
Результат: кут θ дорівнюєприблизно 117 градусів.
Для рішеннязадачі ми використовували різні засоби для вирішення, що дали нам однаковірезультати обчислення. Це говорить про те, що задача виконана вірно.
2.5Завдання 2.1
Задача 7. Ємністьвідстійника для відходів повинна становити 40000л. Виготовляється іззалізобетону товщиною 10. Визначити геометричні параметри відстійника (L,H,W), прияких на його виготовлення піде мінімальна кількість бетону. (см рисунок 2.17). Вирішитизавдання, коли відстійник має кришку.
/>
Рисунок 2.21 – Ємністьдля поливу газону
Для рішення даноїзадачі за основу фігури для поливу газону будемо вважати трикутникову призму.Так як нам потрібно знайти кількість використання матеріалу для виготовленняємності, яка має товщину 10 сантиметрів, то ми повинні знаходити об’єми заданихфігур.
Об’ємтрикутникової призми дорівнює:
/>
Для знаходженняоб’єму полої фігури треба із зовнішнього об’єму виділити внутрішній зурахуванням товщини:
/>
Для вирішеннязадачі в MS Excel скористаємося функцією Пошукрішення, у якому встановимо обмеження для обчислення результатів пошуку, щобскоротити діапазон пошуку.
/>
Рисунок 2.22 –Діалогове вікно «Пошук рішення»
При виконанніПошуку рішення ми отримаємо данні.
/>
Рисунок 2.23 –Рішення задачі засобами />MS Excel
Щобудостовіритися в вірності рішення ми можемо прослідкувати у режимі Формули.
/>
Рисунок 2.24 –Відображення формул
Також ми можемопідставити інші значення для прослідкування закономірності зміни результатів.
/>
Рисунок 2.25 –Підстановка інших змінних
Рішеннярівняння за допомогою MathCad
Так як нашазадача полягає у знаходження мінімальної кількості матеріалу для виготовленняємності, ми скористуємося функцією Minimize.
/>
Рисунок 2.26 –Рішення задачі засобами MathCAD
Результат: Н=20,3 м; W=2,79 м; L=1,73 м. Об’єм ємності, що має кришкусягає 1462 м3.
2.6Завдання 2.2
Функція об'єкта задананеявно рівнянням />, />, />. Побудувати графік залежностіфункції /> на заданому відрізку /> та знайти її мінімум імаксимум з точністю /> .
Таблиця 2.3Варіант завдання№ вар F(x,t)
t1
t2
x1
x2 27
/> 2 2
Для рішенняданого завдання необхідно заповнити таблицю. Задаємо значення t=[0,2]. Задаємофункцію f(x), у якій початкове значення х буде дорівнює «0».
Даліскористаємося вікном підбор параметра.
Отримане значеннях необхідно перенести в наступний осередок і на це значення х зробити підборпараметра.
Така діянеобхідно виконувати доти доки t не буде дорівнює «2». Далі необхіднопобудувати графік за значеннями x й t.
/>
Рисунок 2.27 –Підбір параметру
При клацанні наОК програма підбирає параметр для комірки зі змінною перемінною, щоб значенняцільової функції дорівнювалося нулю.
/>
Рисунок 2.28 –Результат підбору параметру
При здійсненніпідбору параметрів до потрібного значення ми отримуємо вихідні данні дляпобудови графіку функції
/>
Рисунок 2.28 –Вихідні дані
Тепер ми зможемовідтворити графік функції, де побачимо її максимум та мінімум.
/>
Рисунок 2.28 –Графік функції
На цьому графікуможна чітко визначити крапку мінімуму й крапку максимуму, але для точностінеобхідно заповнити таблицю з вихідними даними й розрахунковими формулами.Задаємо початкові значення х и y рівні «1».
Потімвстановлюємо екстремуми у відповідних комірках.
/>
Рисунок 2.29 –Діалогове вікно «Пошук рішення» для знаходження мінімуму
/>
Рисунок 2.30 –Діалогове вікно «Пошук рішення» для знаходження максимуму
Після виконанняПошуку рішення ми отримаємо потрібні дані. Значення максимуму та мінімуму миотримали однакові, так як він не може містити значення змінних менше 0.
/>
Рисунок 2.31 – Екстремумифункції
Рішеннярівняння за допомогою MathCad
/>
Рисунок 2.32 — Рішення рівняння за допомогою MathCad
Ми отрималиоднакові данні при рішення завдання різними програмними продуктами, що свідчитьпро правильність рішення.
Результат: точкамаксимуму дорівнює точці мінімуму – х=0, у=0.
ВИСНОВКИ
При виконання математичногомоделювання ми використовували засоби MathCad та MS Excel. При правильного виконання завданнями повинні отримати однаковий результат, в іншому випадку причину треба шукатиабо в підборі формул для виконання обчислення, або правопису назв, функцій таінше.
Правильнеформулювання умови задачі забезпечує 50% правильного рішення, а вже «вбивання»умов та рівнянь в програму – це «діло техніки».
MathCad та MS Excel складає потужний математичний апаратдля виконання найскладніших обчислень з використанням різноманітних функцій.
MathCad більшпідходить для користування недосвідчених користувачів, тому що він дуже схожийза записом змінних на звичайний математичний запис, а MS Excel містить більш складніші функції таметоди описання змінних, більш схоже на засоби програмування.
Математичнемоделювання грає дуже велику роль в житті, а в особливості в техніці приописання різних процесів та явищ.
При проектуванніофісу нам знадобиться 94,93 м кабелю. Добове споживання електроенергії складає19,78 кВт*година, та місячні витрати за споживання електроенергії буде складати– 142,89 гривень.
Проект офісускладається з 6 кімнат: хол, кімната головного редактора, інформаційний відділ,вбиральня, ванна кімната, приймальня.
Площина офісу 36кв.м.
При виконанняматематичного моделювання ми отримали такі результати:
n Завдання1.1 — х1=-1,3; х2=-2,3; х3=2,9; х4=1,3.
n Завдання 1.2 — х=-0,139, у=0,538.
n Завдання2.1 А — кут θ дорівнює приблизно 66 градусів.
n Завдання2.1 Б — кут θ дорівнює приблизно 117 градусів.
n Завдання2.1 (Задача 7) — Н=20,3 м; W=2,79 м; L=1,73 м.Об’єм ємності, що має кришку сягає 1462 куб. м.
n Завдання 2.2 — точкамаксимуму дорівнює точці мінімуму – х=0, у=0.
СПИСОКВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Інформатика:Навч. Посіб. Для 10-11 кл. середн. Загально освітн. шкіл/ І.Т. Зарецька, Б.Г.Колодязний, А.М. Гурій, О.Ю. Соколов. – Х.: Факт, 2001. – 496 с.: іл.
2. ГлушаковС.В., Сурядный А.С. Microsoft Office2003 / Худож.-оформитель А.С. Юхтман. – Харьков: Фолио, 2005.– 511 с. – (Учебный курс).
3. СимоновичС.В., Евсеїв Г.А., Алексеев А.Г. WINDOWS:Лаборатория мастерства: Практическое руководство по эффективным приемам работыс компьютером. – М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА: 2003.- 656 с.
4. Логвиненко В.Ф.Оператор компьютерного набора. – Х. – ОЛМА-ПРЕСС: 2007. – 398 с.: ил.
5. Методичнівказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Основи автоматизованогопроектування складних систем» для студентів спеціальності 6.01010036«Комп'ютерні технології в управлінні та навчанні»/ І.В.Ушакова,Стаханов: УІПА, 2010. — 83 с.
ДОДАТОК
Презентаціяпроектованого офісу
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>