Міністерство освіти і науки України
Українська інженерно-педагогічна академія
Гірничий факультет
Кафедра інформаційних технологій
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсової роботи
з дисципліни Основи автоматизованого проектування складнихсистем
на тему:
Автоматизація графічних та розрахункових задач проектування
Монмарьов І.К
Стаханов
2010
ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
Тема проекту “Автоматизація графічних та розрахункових задач проектування”
Термін здачі студентом закінченого проектудо 15 травня 2010р.
Вихідні дані до проекту Загальні вимоги до графічного таматематичного моделювання. Завдання згідно варіанта з проектування офісу, якийобладнаний комп’ютерами та програмним забезпеченням відповідно до призначенняофісу. Розробці підлягають план та об’ємне зображення офісу, меблювання тарозташування обладнання, електропостачання та ін. Завдання згідно варіанта з розвязанняматематичних задач. Середовища проектування: 3D Home, Excel, MathCAD, PowerPoint та інші, за узгодженням з керівником проекту.
Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належитьрозробити) Вступ з обов’язковим посиланням на літературу, в якій вказуєтьсяактуальність і ефективність використання САПР та математичного моделювання.Умови завдань. Графічне моделювання. Опис діяльності офісу та його програмнезабезпечення, співробітники. Альтернативне комп’ютерне обладнання.Електропостачання. Математичне моделювання. Висновки з обов’язковим перелікомкількісних даних, що характеризують результати розробки. Презентація проекту.Використані джерела. Додатки.
Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)Екранні копії результатів графічного та математичного моделювання. Не меншеп’яти сторінок формату А4 з планами та обємними зображеннями офісу тарозмірами.
Дата видачі завдання4 лютого 2010р.
РЕФЕРАТ
Курсовий проект: 46 с., 51 рис., 7 табл., 1 додаток, 10 джерел.
Об'єктом проектування є моделювання офісу у системі автоматизованогопроектування 3D Home Architect 8.
Предметом проектування є проектування офісу за допомогою системи 3D HomeArchitect 8, його зовнішнього та внутрішнього виду, устаткування, схемиелектропостачання та інше.
Метою проектування є підготовка майбутніх інженерів-педагогів в галузікомп'ютерних технологій для моделювання об'єктів у різних системах автоматизованогопроектування.
Методи дослідження. Для вирішення поставленої мети застосовані:
- загальнонаукові методи:теоретичного пошуку, визначення теоретичних і прикладних аспектів проектування;
- емпіричні методи.
Практична значущість проектування: міститься у наданні майбутнім інженерам-педагогам знань у галузі комп'ютерних технологій, необхідних для моделюванняоб'єктів у різних системах автоматизованого проектування.
СИСТЕМА АВТОМАТИЗОВАННОГО ПРОЕКТУВАННЯ, ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ, МАТЕМАТИЧНЕМОДЕЛЮВАННЯ, ОПТИМІЗАЦІЯ, ОПТИМАЛЬНІСТЬ
ЗМІСТ
ВСТУП
1 ГРАФІЧНЕМОДЕЛЮВАННЯ ОФІСУ МОБІЛЬНОГО ЗВ’ЯЗКУ
1.1 Початковідані для проектування офісу
1.2 Описпризначення офісу та його програмне забезпечення
1.3 Співробітники офісу
1.4 Альтернативне комп'ютерне устаткування
1.5 План офісу та його об'ємне зображення
1.5.1План офісу з указівкою розмірів
1.5.2Об'ємне проектування будинку
1.5.3Інтер'єр усіх кімнат
1.5.4Територіяпроектованого будинку
1.6 Електропостачання офісу
1.6.1Місце розміщення в офісі електротехнічної арматури
1.6.2Схема електропостачання
1.6.3Розрахунок кабельної продукції для електропостачання
1.6.4Розрахунок струму в окремих частинах схеми електропостачання
1.6.5Розрахунок споживаної електроенергії в середньому за день і за місяць. Оплатаелектроенергії
1.7 Висновки щодо проекту офісу
2. МАТЕМАТИЧНЕМОДЕЛЮВАННЯ
2.1 Завдання 1.1
2.2 Завдання 1.2
2.3 Завдання 2.1
2.4 Завдання2.2
ВИСНОВКИ
ПЕРЕЛІКВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТОК –Презентація проектування офісу туризму
/>ВСТУП
У сучасних умовах проектування із застосуванням засобів обчислювальноїтехніки (автоматизованого проектування) процес роботи з такою інформаційноюмоделлю може бути організований різними способами (методами).
Використання інформаційних технологій дозволяє забезпечити супровідпроцесу прийняття рішень на всіх стадіях розробки проекту інформаційноюпідтримкою. Реалізація такої підтримки вимагає організації управління джереламиінформації, вибору найкращих характеристик інформаційної моделі та ефективногоапарату управління процесом проектування.
Актуальність даної роботи полягає у тому, що істотне зростання потужностіобчислювальної техніки (швидкодія, обсяг оперативної пам'яті) визначаєможливість переходу від копіювання традиційних технологій до реалізації власнемашинних технологій, що заміняють традиційні. На доцільність і актуальністьтакого переходу звертав увагу академік В.М. Глушков: «При автоматизаціїорганізаційного управління на основі використання ЕОМ слід пам'ятати, щоголовною запорукою її успіху є докорінна зміна традиційної технологіїорганізаційного управління» [1].
Перша частина даного проекту містить у собі проектування офісу (задопомогою системи 3D Home Architect 8), його зовнішнього й внутрішнього виду,устаткування й інших об'єктів, розробку схеми електропостачання, а також данихпро споживання електричної енергії, опис можливої діяльності офісу йробітників.
Друга частина являє собою математичне моделювання за допомогою програмExcel і Mathcad.
1 ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОФІСУ
1.1 Початкові дані для проектування офісуДіяльність офісу Математика Кількість комп'ютерів 2 Кількість принтерів 2 Блоки безперебійного живлення 2 Кількість сканерів 1 Модем + Телевізор (підключення до ЕОМ) + Кондиціонер + Музичний центр + Осцилограф (підключення до ЕОМ) - Корисна площа офісу 32,5 кв.м Завдання 1.1 16 Завдання 1.2 15 Завдання 2.1 (А, Б, варіант) Ємність для поливу газону 30 Завдання 2.2 20
1.2 Опис призначення офісу та його програмне забезпечення
На підставі вихідних даних можна припустити, що в офісі може працювати 4чоловіка. Так як ця установа призначена для роботи в сфері математичнихдосліджень, то потрібні наступні кадри: секретар, менеджер та два математика.
Офіс може виконувати:
· Дослідженнясучасних питань у сфері математики;
· Математичнепрогнозування;
· Вирішеннязадач з оптимізації виробництва;
· Наданняматематичної моделі з ціллю зменшення витрат або збільшення прибутку.
У даному офісу буде використовуватись оперативна система Windows VistaEnterprise для бізнесу. Високоефективна операційна система Windows VistaEnterprise для бізнесу підтримує додаткові можливості, що дозволяють скоротитивартість і складність розгортання й керування корпоративними
ПК. Крім того, ОС Windows Vista Enterprise надає більш високий рівеньзахисту, спрощує керування додатками й дозволяє стандартизувати роботу комп'ютеріворганізації. ОС Windows Vista Enterprise забезпечує поліпшений захист даних, щозберігаються на мобільних комп'ютерах співробітників, включаючи додатковийзахист конфіденційної інформації на випадок втрати або крадіжки комп'ютера.[2].Для виконання роботи математика необхідні: Microsoft Office 2007 та MathCAD 14. Microsoft Office 2007 —це популярний офісний пакет від Microsoft. Microsoft Office 2007 містить додатки,що призначені для обробки та надання в наочному вигляді різної інформації. УMicrosoft Office 2007 входять: Word, Excel, PowerPoint, Outlook, Communicator,Publisher, InfoPath, Groove, OneNote та інші компоненти. За допомогою програмпакету Microsoft Office 2007 люди, розділені роботою в різних організаціях імісцем проживання, можуть ефективно співпрацювати, обмінюватися інформацією тарозробляти спільні проекти. Зокрема, система управління базами даних MicrosoftAccess є однією з найпопулярніших програм у сімействі настільних СУБД. Всіверсії Access мають у своєму арсеналі засоби, що значно спрощують введення і обробкуданих, пошук даних та надання інформації у вигляді таблиць, графіків і звітів. Mathcad– програмний засіб, середовище для виконання на комп'ютері різноманітнихматематичних і технічних розрахунків, забезпечена простим в освоєнні і в роботіграфічним інтерфейсом, яка надає користувачеві інструменти для роботи зформулами, числами, графіками і текстами. У середовищі Mathcad доступні більшесотні операторів та логічних функцій, призначених для чисельного і символьногорозв'язання математичних задач різної складності. Mathcad 14.0 також дозволяєвиконувати більш складні розрахунки, зберігаючи їх ясність з допомогою новихфункцій робочого листа WorkSheet (документа, відкритого в середовищі Mathcad),додаткових коштів оперативної числовий оцінки та розширеного набору символів.Це допоможе користувачам при виведенні формул, відображенні обчислювальногопроцесу та документального обгрунтування розрахунків. У кінцевому підсумку,спеціальні додаткові можливості дозволять користувачам працювати з більшшироким діапазоном інженерно-технічних завдань. Для виходу в мережу Інтернетвикористовується Mozilla Firefox. Це швидкий і надійний, легкий в роботі ідобре захищений безкоштовний браузер. Одна з основних переваг браузера MozillaFirefox — гнучкість і розширюваність. Простий і лаконічний, але в той же часзручний інтерфейс дозволяє освоїти програму за декілька хвилин.
1.3 Співробітники офісу
Функціїматематиків полягають у роботі з математичнимимоделями та різного роду розрахунками.
Функції менеджера включають роботу, спрямовану на організацію своїхробітників, перевірку роботи, рішення задач, пов'язаних з економією електроенергії,зарплатою та ін.; перевірка звітів, договорів.
Функції секретаря полягають у роботі та попередньої консультаціїклієнтів: надання рекламної інформації, запис на прийом та ін. Секретар виконуєроботу з документами.
Час роботи офісу: з 8-00 до 18-00. Вихідний – понеділок.
1.4 Альтернативне комп'ютернеустаткування
Особливістю проектування є здійснення оптимального вибору з декількохваріантів, відповідно до критеріїв оптимальності. З цієї причини було зробленодва варіанти комп'ютерного устаткування.
Склад комп'ютерного обладнання розроблявся виходячи з того, що булозадано: 2 комп'ютери, 2 принтера, 2 блоки безперебійного живлення, 1 сканер,модем, телевізор, кондиціонер і муз. центр.
Таблиця 1.1 – Оснащення (1 варіант)Комплектуючі Характеристики Ціна, грн. Материнська плата Asus P7P55D PREMIUM; Socket 1156; Intel P55; 4 x DDR3 SDRAM; Кількість каналів: 2 2 181 Процесор Intel Core i5 670 3.46 GHz Socket 1156 Box 2 475 Оперативна пам’ять DDR3 1333 (PC 10600) DIMM 240-контактний, 2x2 Гб, 1.5 В, CL 9 873 HDD 3.5" SATA II 2000 Гб 7200 rpm 32 Мб Hitachi GST Deskstar 7K2000 (HT0F10311) 1 396 FDD FDD 3.5'' Samsung 1.44MB (SFD-321B/LFEB) 47.70 Оптичний привід DVD-RW IDE LG GH22NP20 Black; DVD-R 22x//DVD-RW 6x//DVD+R 22x//DVD+RW 8x//DVD+R(DL) 16x//DVD-R(DL) 12x//CD-R 48x//CD-RW 32x//DVD-RAM 12x//READ: DVD-ROM(SL) 16x//DVD-ROM (DL) 12x//CD-ROM 48x 246 Корпус ATX Xigmatek Asgard 500 W Black (CPC-T45UB-U51) 603 Клавіатура Logitech Classic 200 PS2 106 Миша Logitech M705 Marathon Wireless Mouse; USB 546 Акустика Microlab 2.0 Solo 3 2 колонки 840 Монітор ЖК 21.5" Asus VH222T; 21.5; 16:9; 1920х1080; 5 мс; 300 кд/м2; у/о 170/160; 20000:1; TCO'03; m/media; VES 1 555 Разом 10868,7
Всього за 2 комп’ютера: 21737,4 грн
Таблиця 1.2 – Додаткове оснащення (1 варіант)Комплектуючі Характеристики Ціна, грн. Модем ZyXel P-660HT2; ADSL2/2+4xLAN Annex A/B 512 Джерело безперебійного харчування APC 1000VA Smart-UPS XL (SUA1000XLI); 1000 ВА; 800 Вт; Вхідна напруга (при роботі від мережі 220В): 160 В–285 В; Час автономної роботи при макс. напрузі 9.7 хв.; Інтерфейс DB9/RS-232 (COM), USB 3 927 Принтер HP LaserJet P1505; Лазерний / A4 / ч/б / 23 ст/хв / 600x600 dpi / Час вих… перших ст. 6,5 сек / Ресурс заправки 1500 ст / Лоток 260 листів / Щільність 60-163 г/м2 / 2 Мб / USB 2.0 1649 Сканер HP ScanJet G4010 photo; 4800x9600; фото 10 x 15 — 13 сек., ч/б текст — 59 сек; USB 2.0 Hi-Speed 1 212 Телевізор LCD телевізор SONY KDL-46WE5B; 46" 12 593 Кондиціонер Спліт-система NEO-Plasma Plus + ІОНІЗАТОР + АНТИАЛЛЕРГЕН Продуктивність: охолодження — 2,30 кВт, нагрів — 2,36 кВт. Споживана потужність: охолодження — 0,66 кВт, нагрів — 0,64 кВт. Система Neo Plasma Plus, фільтр Nano Plasma Plus. 2 981.68 Муз. центр PHILIPS MCD 297 2 566.20 Всего 25440,88
Загальна вартість обладнання: 47178,28 грн
Таблиця 1.3 – Оснащення (2 варіант)Комплектуючі Характеристики Ціна, грн. Материнська плата Intel DG41RQ (BLKDG41RQ); Socket 775; Intel G41; 2 x DDR2 SDRAM; Кількість каналів: 2 525 Процесор Intel Dual-Core E5400 2.7 GHz Socket 775 Box 548 Оперативна пам’ять Kingston ValueRAM 1Gb DDR3 1333 (PC 10600) DIMM 240-контактный, 1x1 Гб, CL 9 262 HDD 3.5" SATA II 1000 Гб 7200 rpm 32 Мб Samsung SpinPoint F3 667 FDD FDD 3.5'' Samsung 1.44MB (SFD-321B/LFEB) 47.70 Оптичний привід DVD-RW SATA LG GH24NS50; DVD-R 24x//DVD-RW 6x//DVD+R 24x//DVD+RW 8x//DVD+R(DL) 16x//DVD-R(DL) 12x//CD-R 48x//CD-RW 32x//DVD-RAM 12x//READ: DVD-ROM(SL) 16x//DVD-ROM (DL) 12x//CD-ROM 48x 186 Корпус ATX Logic Concept 208H 400 W Black/Silver; Audio//USB 2.0, шт 2//5,25" шт 4//3,5" зовнішніх, шт 1//3,5" внутрішніх, шт 5//слотів розширення, шт 7//400 W//Black/Silver//Габаріти (мм) 420 x 180 x 420 238 Клавіатура Mitsumi MITSUMI FQ 180 Ergo PS2 ivory (R561941) 85 Миша A4Tech OP-35D; Оптична; PS/2 або USB 150 Акустика Genius 2.0 SP-700; 2 колонки; Відтворювана частота 20 Гц — 20 кГц; Співвідношення сигнал / шум 85 дБ; сателіти — 3" 244 Монітор ЖК 19 " Samsung 943N Silver; TN//1280x1024//5:4//5 мс//300 кд/м2//8000:1//170°/160°//цвета 16.7 млн.//D-Sub 1//34 Вт//Вага без упаковки (кг) 3.8 1 293 Разом 4245,7
Всього за 2 комп’ютера: 8491,4 грн
Таблиця 1.4 – Додаткове оснащення (2 варіант)Комплектуючі Характеристики Ціна, грн Модем D-Link DFM-562E 265 Джерело безперебійного харчування APC 500VA Back-UPS CS (BK500EI); он-лайн (on-line); 500 ВА; 300 Вт; Вхідна напруга (при роботі від мережі 220В): 180 В — 282 В 809 Принтер Epson Stylus C110; Струменевий / A4 / колір / 37 ст/хв (ч/б); 20 ст/хв (цвет) / 5760x1440 dpi (ч/б); 5760x1440 dpi (колір) / Щільність 64-300 г/м2 / Лоток 120 листів / USB 2.0 484 Сканер HP ScanJet G2710 photo (L2696A); 2400x4800 dpi; фото 10 x 15 — 21 сек., ч/б текст — 35 сек.; USB 2.0 744 Телевізор LCD телевізор PHILIPS 32PFL3404; 32" 4 021 Кондиціонер DELFA CSU 07 HG; Спліт-система. Продуктивність: охолодження — 2.1 кВт, нагрів — 2.2 кВт.. Споживана потужність: охолодження — 0.75 кВт, нагрів — 0.72 кВт. Охолодження, обігрів, осушення повітря, автоперезапуск, напр фільтр, самоочищення, пульт дистанційного керування 771,15 Муз. центр SONY CMT-EH 15 2 566.20 Всего 7094,15
Загальна вартість обладнання: 11339,85 грн
Виходячи з економії кошів для проектування офісу ми приймаємо другийплан, так як загальна вартість обладнання в ньому значно менша ніж у першому.
1.5 План офісу та його об'ємнезображення
План офісу розроблявся, виходячи з кількості співробітників і заданоговстаткування (3 комп'ютери, 2 принтери, 2 сканери, 1 блоку безперебійногоживлення, музичний центр, осцилограф). На плані показани меблі, комп'ютери,електротехнічні арматури (світильники, вимикачі, розетки), вікна й двері.
1.5.1 План офісу з указівкою розмірів
/>/>
Рисунок 1.1 – Плани офісу А (зверху) та Б (знизу)
Для подальшого проектування обираємо перший план (А), тому що він більшдоцільний з точки зору простору кімнат.
1.5.2 Об'ємне проектування будинку
/>
Рисунок 1.2 – Об'ємне проектування будинку
1.5.3 Інтер'єр усіх кімнат
/>
Рисунок 1.3 – Приймальна
/>
Рисунок 1.4 – Інформаційний відділ
/>
Рисунок 1.5 – Кабінет менеджера
/>
Рисунок 1.6 – Кабінет спеціаліста з мат. частини
/>
Рисунок 1.7 – Туалет
1.5.4 Територіяпроектованого будинку
/>
Рисунок 1.8 – Загальний вид території
/>
Рисунок 1.9 – Частина території
/>
Рисунок 1.10 – Частина території
1.6 Електропостачання офісу
1.6.1 Місце розміщення в офісіелектротехнічної арматури
/>
Рисунок 1.11 – Місце розміщення в офісі електротехнічної арматури
1. Розподільчий електрощит
2. З'єднувальні коробки
3. Розетки
4. Вимикачі
5. Лампи
1.6.2 Схема електропостачання
/>
Рисунок 1.14 – Схема електропостачання
Пояснення:
К1 — Коробка 1
К2 — Коробка 2
К3 — Коробка 3
К4 — Коробка 4
К5 — Коробка 5
Л1 — Лампи у приймальні, відноситься до К1
Л2 — Лампа у туалеті, відноситься до К2
Л3 — Лампа у інформаційному відділі, відноситься до К3
Л4 — Лампа у кабінеті менеджера, відноситься до К4
Л5 — Лампа у кімнаті спеціаліста з мат. частини, відноситься до К5
Р1 — Розетка у приймальні, до неї підключається акваріум (100 Вт)
Р2, Р3, Р4 — Розетки у інформаційному відділі, кабінеті менеджера та укімнаті спеціаліста з мат. частини відповідно. До них підключається комп'ютер зусім апаратним забезпеченням (2х300 Вт) та настільні лампи (3х80Вт)
1.6.3 Розрахунок кабельної продукціїдля електропостачання
Для того щоб розрахувати кабельну продукцію, необхідно скористатисянаступними формулами:
1. Визначення струму в кабелі: I (A) = P (Вт) / U (B)
2. Перший закон Кірхгофа: I = I1 + I2 + I3…In
3. Площа поперечного переріза кабелю: S = I / δ
Матеріал — алюміній.
Таблиця 1.5 – Елементи електроустаткування/> Характеристика кабелю Элемент № кабеля Длина (м) Струм (А) Сечение (мм²) Мощность (Вт) Щит 1 9,2 5,727273 2,290909 1260 Коробка 1 2 0,6 5,727273 2,290909 1260 Выключатель 1 3 2 1,090909 0,436364 240 Лампа 1 4 7 1,090909 0,436364 240 Розетка 1 5 3 0,454545 0,181818 100 Кробка 2 6 1 4,181818 1,672727 920 Выключатель 2 7 4,2 0,363636 0,145455 80 Лампа 2 8 1,2 0,363636 0,145455 80 Коробка 3 9 6,8 3,818182 1,527273 840 Выключатель 3 10 5,4 0,363636 0,145455 80 Розетка 2 11 4,8 1,363636 0,545455 300 Лампа 3 12 1 0,363636 0,145455 80 Коробка 4 13 2,3 2,090909 0,836364 460 Розетка 2 14 2,1 1,363636 0,545455 300 Выключатель 4 15 4 0,363636 0,145455 80 Лампа 4 16 1 0,363636 0,145455 80 Коробка 5 17 2,1 0,363636 0,145455 80 Выключатель 4 18 4 0,363636 0,145455 80 Лампа 4 19 1 0,363636 0,145455 80 Итого /> 53,8 /> /> />
1.6.4 Розрахунок струму в окремих частинах схемиелектропостачання
Таблиця 1.6 – Розрахунок струму в окремих частинах схеми електропостачанняЭлемент № кабеля Струм (А) Мощность (Вт) Щит 1 5,727273 1260 Коробка 1 2 5,727273 1260 Выключатель 1 3 1,090909 240 Лампа 1 4 1,090909 240 Розетка 1 5 0,454545 100 Кробка 2 6 4,181818 920 Выключатель 2 7 0,363636 80 Лампа 2 8 0,363636 80 Коробка 3 9 3,818182 840 Выключатель 3 10 0,363636 80 Розетка 2 11 1,363636 300 Лампа 3 12 0,363636 80 Коробка 4 13 2,090909 460 Розетка 2 14 1,363636 300 Выключатель 4 15 0,363636 80 Лампа 4 16 0,363636 80 Коробка 5 17 0,363636 80 Выключатель 4 18 0,363636 80 Лампа 4 19 0,363636 80
1.6.5 Розрахунок споживаноїелектроенергії в середньому за день і за місяць. Оплата електроенергії
Виходячи з перерахованих вище споживачів, розрахуємо добове споживанняелектроенергії в офісі.
Таблиця 1.7 – Витрата електроенергіїСпоживач Споживана потужність (Вт) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Освітлення 1260 1260 1260 1260 1260 1260 1260 1260 1260 1260 1260 ПК 1,2 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 Прінтер 1,2 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 Сканер 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Телевізор 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 Кондиціонер 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 Муз. центр 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 Сумарна Р 2050 2050 2050 2050 2050 2050 3310 3310 3310 3310 середнє зн-е споживання Р /> /> /> /> /> 1064,167 Споживання за сутки /> /> /> /> /> 25,54 Добові витрати /> /> /> /> /> 3,98424 За місяць /> /> /> /> /> 87,65328
Споживання електроенергії за добу: W = Pcp*t/1000 = 25,54кВт*ч
Добові витрати: W*0,156 = 3,98 грн., де 0,156 – плата за 1 кВт*ч
Витрати за місяць = добові витрати *22=87,65 грн., де 22 – це кількість робочих днів за місяць.
На рисунку 1.15 представлений графік споживання електроенергії офісом.
/>
Рисунок 1.15 – Графік споживання електроенергії
Як видно з гістограми, максимальне споживання електроенергії з 15 до 18 годин— у цей час працює все устаткування й увімкнено усе світло.
1.7 Висновки щодо проекту офісу
У графічному моделюванні був змодельований офіс, ведучий свій бізнес усфері математики.
Для офісу було підібрано відповідне устаткування: три комп'ютери, двапринтери, два сканера, музичний центр, блок безперебійного живлення йосцилограф, на загальну суму 11339,85 грн.
Також було розраховане енергоспоживання офісу й розроблена схемаелектропроводки. За результатами розрахунків на електропроводку офісу будепотрібно 53,8 метрів кабелю. Добове споживання електроенергії – майже 26 квт*ч,що буде коштувати 3,98 грн. удобу або 87,65 грн. на місяць.
У звіт до проекту також включений:
· планофісу;
· знімки3D-проекту офісу;
· звіт попідборі устаткування;
· схемаелектропроводки;
· розрахункиенергоспоживання й навантаження на силові елементи.2 МАТЕМАТИЧНЕМОДЕЛЮВАННЯ2.1 Завдання 1.1
Варіант 16
Модель об'єкта представлена системоюлінійних рівнянь:
Визначити невідомі змінні(Хі)
1. використовуючи функцію Find;
2. матричним способом і використовуючи функцію lsolve. Зрівняти результати.
Таблиця 2.1. Система лінійних рівнянь№ варіанта Система лінійних рівнянь 16
/>
Рішення рівнянь за допомогою MS Excel
Для рішення рівнянь необхідно заповнити таблицю звихідними даними та розрахувати по формулам.
/>
Рисунок 2.1 – Система рівнянь в MS Excel
Правильність рішення системи рівняння можна побачити за допомогою режимувідображення формул.
/>
Рисунок 2.2 – Відображення формул
Для вирішення системи рівнянь треба скористуватися Сервіс – Пошук рішеннята заповнити діалогове вікно „Пошук рішення”.
У діалоговому вікні „Пошук рішення” треба встановити:
1. Цільову комірку.
2. Критерій визначеннярезультату пошуку (максимальне значення, мінімальне значення, по значенню).
3. Встановити змінні комірки.
4. Вказати обмеження. Длявстановлення обмеження його потрібно заздалегідь прописати в програмі, у вікні„Пошук рішення” клацнути у вікні „Обмеження” та натиснути кнопку Додати (абоЗмінити чи Видалити).
5. Натиснути „Виконати”
/>
Рисунок 2.3 – Вікно«Пошук рішення»
При клацанні клавіші „Виконати” на екрані з’явиться вікно „Результатипошуку рішення”.
/>
Рисунок 2.4 – Результатпоиска решения
Тепер необхідно перевірити результати вирішення:
/>/>
Рисунок 2.5 – Перевірка системи рівнянь
Рішення рівнянь за допомогою MathCad
Рішення системи рівнянь можна знайти за допомогою Given…Find.
/>
Рисунок 2.6 – Рішення рівняння в MathCAD
/>
Рисунок 2.7 – Перевірка рішення рівняння в MathCAD
Також дану систему рівнянь можна вирішити матричним способом, використовуючифункцію lsolve.
/>
Рисунок 2.8 – Рішення рівняння в MathCAD
Рішення заданої системи рівнянь виконувалося двома способами, які далиоднаковий результат. Це свідчить про правильність рішення системи.
Результат: х1=8; х2=1,3; х3=8; х4=1.
2.2 Завдання 1.2
Перетворити модель, задану у виді системи нелінійних рівнянь до видуf1(x) = y і f2 (y)= x. Побудувати їхні графіки і визначити початкове наближеннярішення. Вирішити систему нелінійних рівнянь.
Таблиця 2.2. Варіант виконання роботи
№
Вар
Система нелінійних
рівнянь 15
/>
Рішення засобами Excel
Рішення системи нелінійних рівнянь виконується аналогічним способомзадачі 1.1.
/>
Рисунок 2.9 – Діалогове вікно «Пошук рішення»
Для виконання даного завдання треба побудувати графік функцій. Для цьоготреба виділити діапазон, для якого створюється графік, на вкладці Ряд требавстановити діапазон комірок, які вважатимуться функцією, та встановити діапазонкомірок, які будуть вважатися відліковою прямою.
/>
Рисунок 2.10 – Діалогове вікно «Вихідні дані»
При завданні всіх параметрів та побудови графіків функцій ми отримаємовідповідний вигляд робочої області Excel.
/>
Рисунок 2.11 – Графіки функцій та значення змінних функцій
Рішення рівняння за допомогою MathCad
При рішенні системи нелінійних рівнянь ми повинні використовувати функціюFind, що дозволяє обчислюватитригонометричні функції та отримувати відповідь у вигляді матриці.
/>
Рисунок 2.12 – Рішення системи нелінійних рівнянь
Для виконання перевірки результату треба підставити значення отриманихзмінних у вихідне рівняння.
/>
Рисунок 2.13 – Перевірка рішення системи нелінійних рівнянь
Результат: х=2,188, у=-0,092.
2.3 Завдання 2.1
Задача А. Вирішити задачу проектування конусоподібного фільтра.
З круглої заготівлі (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 основи конуса; h – висота конуса; r – радіус заготівлі фільтрованогопапера.
/>/>
Рисунок2.14 – Окружність та конус
/> – довжина
/> –формула для куска дуги
Знаходимо різницю
/>
/>
У конусі получили прямокутний трикутник АОВ, кут О = 90о, h –катет у прямокутному трикутнику. Для знаходження катетів обчислимо корінь із різницігіпотенузи r та катета R.
/>
/>
/>
Цільова функція має вид:
/>
Обмеження:
/>
Рішення рівняння за допомогою Excel
/>
Рисунок 2.15 – Пошук рішення
/>
Рисунок 2.16 – Розв’язання в Excel
Рішення рівняння за допомогою MathCad
/>
Рисунок 2.17 – Розв’язання в MathCAD
Результат: кут θ дорівнює приблизно 66 градусів.
Для рішення задачі ми використовували різні засоби для вирішення, що далинам однакові результати обчислення. Це говорить про те, що задача виконанавірно.
2.4 Завдання 2.1
Задача Б. Проектування 2 -х конусоподібних (пожежних) ребер.
З круглої заготівлі 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 основи конуса; h – висота конуса; r – радіус заготівлі.
/>/>/>
Рисунок 2.18 – Окружність, велика заготівля, маленька заготівля
Формули для знаходження радіусу R, висоти h та обсягу V великоїзаготівлі:
/>
/>
/>
Формули для знаходження радіусу R, висоти h та обсягу V маленької заготівлі:
/>
/>
/>
Цільова функція має вид
/>
Обмеження
/>.
Рішення рівняння за допомогою Excel
/>
Рисунок 2.19 – Розв’язання в Excel
Рішення рівняння за допомогою MathCad
/>
Рисунок 2.20 – Розв’язання в MathCAD
Результат: кут θ дорівнює приблизно 117 градусів.
Для рішення задачі ми використовували різні засоби для вирішення, що далинам однакові результати обчислення. Це говорить про те, що задача виконанавірно.
2.5 Завдання 2.1
Задача 30. При яких розмірах басейнуу формі трапеції даної місткості /> на облицювання його стін і днабуде потрібна найменша кількість матеріалу, тобто мінімум />.
/>
l
/>
/>/> а
h/>
b
Рисунок
Sосн=/>
Vтр=/>
Для того щоб знайти площину бокової стінки, нам необхідно знайтис-сторони з трапеції.
/>
/>
З формули ми отримали математичну модель рішення задачі:
Sфигуры=a*b*h+b*l+2*/>
/>
Рисунок 2.21 – Вікно «Пошук рішення»
/>
Рисунок 2.22 – Рішення задачі в Excel
/>
/>
Рисунок 2.23 – Рішення задачі в MathCAD
2.6 Завдання 2.2
Функція об'єкта задана неявно рівнянням />, />, />. Побудувати графік залежностіфункції /> на заданому відрізку /> та знайти її мінімум і максимум зточністю /> .
Таблиця 2.3 Варіант завдання№ вар F(x,t) t1 t2 x1 x2 20 /> 1 4 1 3
Для рішення даного завдання необхідно заповнити таблицю. Задаємо значенняt=[0,2]. Задаємо функцію f(x), у якій початкове значення х буде дорівнює«0».
Далі скористаємося вікном підбор параметра.
Отримане значення х необхідно перенести в наступний осередок і на цезначення х зробити підбор параметра.
Така дія необхідно виконувати доти доки t не буде дорівнює «2».Далі необхідно побудувати графік за значеннями x й t.
/>
Рисунок 2.27 – Підбір параметру
При клацанні на ОК програма підбирає параметр для комірки зі змінноюперемінною, щоб значення цільової функції дорівнювалося нулю.
/>
Рисунок 2.28 – Результат підбору параметру
При здійсненні підбору параметрів до потрібного значення ми отримуємовихідні данні для побудови графіку функції
/>
Рисунок 2.28 – Вихідні дані
Тепер ми зможемо відтворити графік функції, де побачимо її максимум тамінімум.
/>
Рисунок 2.28 – Графік функції
На цьому графіку можна чітко визначити крапку мінімуму й крапкумаксимуму, але для точності необхідно заповнити таблицю з вихідними даними йрозрахунковими формулами. Задаємо початкові значення х и y рівні «1».
Потім встановлюємо 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 виконання Пошуку рішення ми отримаємо потрібні дані. Значеннямаксимуму та мінімуму ми отримали однакові, так як він не може містити значеннязмінних менше 0.
Ми отримали однакові данні при рішення завдання різними програмнимипродуктами, що свідчить про правильність рішення.
Результат: точка максимуму дорівнює точці мінімуму – х=0, у=0.
ВИСНОВКИ
Цілі й завдання курсової роботи з теми «Проектування офісу математики»досягнуті в повному обсязі: систематизація й закріплення теоретичних знань,отриманих при вивченні навчальної дисципліни «Основи автоматизованогопроектування складних систем» і придбання навичок у використанні сучаснихінформаційних технологій, а також придбання й закріплення навичок самостійноїроботи.
У математичному моделюванні були вирішені всі задані завдання задопомогою Excel та MathCAD.
У графічному моделюванні був змодельований офіс, що працює у сферімобільного зв’язку. План офісу розроблявся, виходячи з кількості співробітниківі заданого устаткування (2 комп'ютери, 2 принтери, сканер, 2 блокибезперебійного живлення, музичний центр, сканер, телевізор). На плані показанімеблі, комп’ютери, електротехнічні арматури (світильники, вимикачі, розетки),вікна й двері. Розроблений дизайн офісу (килимове покриття, кольори стін, формивікон і т.д.). На території крім офісу, розміщені газони, доріжки, під’їзд дляавтомобіля. Був зроблений альтернативний вибір комп'ютерного забезпечення. Планофісу займає 32,5 м².
У даній курсовій роботі є недоліки, які можна в наслідку модернізувати,наприклад, електропроводка в офісі.
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. В.С. Симанков, Ю.К. Лушников,В.А. Морозов и др. Автоматизация процессов принятия решений в системахуправления – М.: ЦНИИТЭИ, 1986. – 420 с.
2. Объектно-ориентированныйанализ и проектирование систем. – Лори,2007, 284 стр.
3. СтоляровскийС. Проектирование идизайн мебели на компьютере – СПб.: Питер, 2004. – 560 с.
4. Гурский Д.,Турбина Е. Вычисления в MathCAD 12 – Дело и Сервис (ДИС), 2002 г. – 528 с.
5. ГлушковВ.М. Основы безбумажной інформатики, 2-е издание, исправленное. — М.: Наука,1978, 552 с.
6. Інформатика:Базовий курс/ С.В. Симонович изд. – Спб.: Питер, 2001. – 640 с.
7. Бусленко Н.П.Моделирование сложных систем. – М.:Наука, 1978. -400 с.
8. І.Т.Ігнатова, Math CAD. Учбовий курс. – М.: Рибарі, 2000. -479 с.
9. В.П. Д’яконов, И.В. Авраменкова, Math CAD 7.0 в математиці, фізиці и в Internet – М.:“Холідж”, 1998, — 352 с.
10. Інтернет-ресурс: ru.wikipedia.org/wiki/(вільна онлайн енциклопедія)
ДОДАТОК
ПРЕЗЕНТАЦІЯ ПРОЕКТУВАННЯ ОФІСУ ТУРИЗМУ
/>/>
/>/>
/>/>
/> />
/>
/>
/> />
/> />
/> />