БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТВыпускная работа по«Основам информационных технологий»Магистранткафедры технологий программированияИвашутин Дмитрий Руководители:профессор Курбацкий Александр Николаевич,ст. преподаватель Кожич Павел ПавловичМинск 2009 Оглавление Оглавление 3 Список обозначений ко всей выпускной работе 5 Реферат на тему «Применение ИТ при оценке мультипликативного эффекта экспортно-импортных потоков на основании сетевой модели» 6 Введение 6 Глава 1 (обзор литературы) 8 Происхождение проблемы мультипликатора 8 Обзор литературы 8 Глава 2 (методика исследований) 9 Постановка задачи 9 Технологии исследования с применением ИТ 12 Жизненный цикл разработки программного продукта 15 Глава 3 (обсуждение результатов) 17 Заключение 17 Библиографический список 19 Список публикаций 19 Предметный указатель к реферату 20 Интернет ресурсы в предметной области исследования 21 Действующий личный сайт в WWW (гиперссылка) 22 Граф научных интересов 23 Презентация магистерской (кандидатской) диссертации. (не менее15 слайдов, гиперссылка в электронном варианте, черно-белые выдачи по 6-9 слайдов на листе на бумажном носителе, помещаются в приложение) 26 Список литературы к выпускной работе 30 Приложение А 31 Приложение Б 32 ^ Список обозначений ко всей выпускной работе ИТ – информационные технологии Реферат на тему «Применение ИТ при оценке мультипликативного эффекта экспортно-импортных потоков на основании сетевой модели» Введение В условиях кризиса остро встает вопрос о состоянии рыночной экономики в случае обрывов либо сокращения объемов продажи и покупки ресурсов по экспортно-импортным потокам. Очевидно, что разрыв некоторых связей может быть критическим как для отдельного предприятия промышленного комплекса, так и для развития экономических связей в целом. Одним из основных показателей для оценки последствий изменения внутрирыночных связей является мультипликатор. Мультипликатор показывает как увеличивается либо уменьшается воздействие от сокращения определенного вида ресурса в системе взаимодействия предприятий, так как сокращение одного вида ресурсов может привести к сокращению выпуска ряда продукции, которая не идет сразу конечному потребителю, а является ресурсом в другом производстве, таким образом сокращение одного вида ресурса может иметь катастрофические результаты для системы в целом. Для моделирования экономической системы удобно использовать сетевую модель, где узлы будут представлять собой предприятия или группы предприятий, а дуги или потоки между ними будут иллюстрировать связи по покупке или продажи определенного вида ресурсов. После построения самой модели возникает ряд вопросов связанных с балансировкой этой системы. Однако это не самая сложная задача, которую предстоит решить, намного сложнее задача моделирования обрывов связей (экспортных, импортных, внутресетевых). Естественно, что в случае отсутствия системы замещения или сглаживания эффекта обрыва произойдет падение выпуска продукции до нулевого уровня, что сравнимо с полным крахом промышленности, однако на практике такое происходит крайне редко, и в большинстве случаев срабатывает механизм замещения. К примеру, излишки продукции продаются неким дополнительным внесетевым предприятиям, а недостающие ресурсы докупаются у аналогичных предприятий, которые можно назвать имитирующими буферами. Замещение путем введения буферов является одним из самых распространенных. После построения модели и разработки алгоритмов следующим этапом является написание приложения и его оптимизация. Классический подход написания Windows приложений уже является устаревшим, так как связан с рядом ограничений по возможности массового доступа к данным и многопользовательского удаленного использования приложения. В связи с этим, требуется разработать тестовое Windows приложение, которое в дальнейшем требуется преобразовать к формату клиент-серверных приложений и провести его оптимизацию, с целью повышения скорости работы приложения, его безопасности и удобства. Разработка приложения пройдет в рамках комбинирования моделей жизненного цикла проекта. Будут пройдены все основные этапы жизненного цикла, начиная с определения области применения и задачи данной прикладной задачи, заканчивая тестированием и отладкой созданного приложения.Таким образом, в ходе написания работы было проведено разбиение работы по этапам жизненного цикла проекта, проведено исследование сетевой модели, адаптация этой модели под поставленную прикладную задачу, реализован алгоритм балансировки сети, симитирован и реализован алгоритм замещения связей, написано клиент-серверное приложения для моделирования поведения сети.^ Глава 1 (обзор литературы) Происхождение проблемы мультипликатораМультипликатор [от. лат. multiplicator – умножающий] – коэффициент, характеризующий соотношение между агрегатной величиной и ее структурной составной частью. Численное значение мультипликатора не может быть меньше единицы. Понятие мультипликатор введено Дж. М. Кейнсом для характеристики отношения между конченым продуктом (национальным доходом) и входящими в его состав капитальными вложениями.Джон Мейнард Кейнс (англ. John Maynard Keynes), лорд (5 июня 1883, Кембридж, — 21 апреля 1946, поместье Тилтон, графство Сассекс) — английский экономист, основатель кейнсианского направления в экономической теории. Кроме того, Кейнс создал оригинальную теорию вероятностей, не связанную с аксиоматиткой Лапласа, Р.Фон Мизеса или Колмогорова, основанную на предположении, что вероятность является логическим, а не числовым отношением.Возникшее под влиянием идей Джона Мейнарда Кейнса экономическое течение впоследствии получило название кейнсианство. Обзор литературыПроблемы мультипликативного эффекта экспортно-импортных потоков литература для рассматриваемой прикладной задачи описана в статье Ивашутин А.Л., Ивашутин Д.А. Оценка мультипликативного эффекта экспортно-импортных потоков с использованием сетевой модели.Пособием по написанию приложения использовались книги Дино Эспозито «Microsoft ASP.NET 2.0. Базовый курс» и Дино Эспозито «Microsoft ASP.NET 2.0. Углубленное изучение», в которых рассмотрены все тонкости написания приложение на платформе ASP.NET.^ Глава 2 (методика исследований) Постановка задачи Для начала следует ввести ряд понятий и обозначений, которые будут использоваться в дальнейшем: Сетевой моделью (другие названия: сетевой график, сеть) называется экономико-компьютерная модель, отражающая комплекс работ (операций) и событий, связанных с реализацией некоторого проекта (научно-исследовательского, производственного и др.), в их логической и технологической последовательности и связи. Мультипликатор - числовой коэффициент, показывающий, во сколько раз сумма прироста/сокращения национального продукта, дохода или денежного обращения превышает инициирующую такое изменение сумму инвестиций, правительственных расходов, налоговых отчислений или вкладов в финансово-кредитные учреждения. Различают: - мультипликатор инвестиционных расходов; - мультипликатор правительственных расходов; - мультипликатор потребительских расходов; - мультипликатор денежного предложения; - налоговый мультипликатор. Поток в математике: Потоком в сети S из вершины s в вершину t называют функцию (где E — множество дуг графа S) т.ч. выполнены условия баланса и допустимости.Условие баланса: Условие допустимости: , где c(e) - пропускная способность дуги. В нашем случае под потоком будем понимать функцию, которая будет каждой дуге ставить в соответствие набор чисел, отображающих объем продаж в указанном направлении (вес ребра в случае задач на графах), процент сокращения объема поставки, доли распределения объема продаж и прочую необходимую информацию. Таким образом, понятие потока будет сужено до случая двух вершин, а сеть будет состоять из объединения сетей. Под ресурсом следует понимать любые средства или продукты, служащие для производства другого продукта либо поступающие к конечному потребителю. Узлами создаваемой сетевой модели могут быть как отдельные предприятия (что довольно трудоемко), так и их группы. В реальной системе имитирующей, к примеру, торговлю целого государства могут быть тысячи и даже сотни тысяч предприятий, поэтому для решения таких больших задач следует группировать предприятия одной отрасли в один сетевой узел и считать одним целым. Это естественно повлияет на точность прогнозов касательно каждого отдельного предприятия, но может дать оценку для отрасли в целом. Для последующего анализа удобно узлы сгруппировать по отдельным секторам (рис.1):заграница (подмножество F);сектор 1 - отрасли по производству преимущественно сырьевых товаров;сектор 2 - отрасли по производству преимущественно промежуточных товаров;сектор 3 - отрасли по производству преимущественно конечных товаров и услуг;сектор 4 - обслуживающие отрасли;домохозяйства (подмножество H).Рисунок 1 – Принципиальная схема воздействия экспортно-импортных потоков на внутриэкономические связи. Между отдельными узлами (предприятиями, группами предприятий) могут существовать как материальные, так и реновационные потоки. Под материальными будем понимать потоки ресурсов, которые непосредственно используются для производства товаров и услуг. Реновационные потоки «списываются» в себестоимость через амортизационные отчисления. Используем следующие обозначения:^ Матрица материальных связей, если i-й узел связан с j-м узлом материальным потоком.^ Матрица реновационных связей, если i-й узел связан с j-м узлом реновационным потоком.Технологии исследования с применением ИТ Первым этапом моделирования сети является балансировка введенной сети. Очевидно, что реальные системы сбалансированы, так как при построении взаимосвязей между предприятиями оговариваются цены и объемы поставок. Однако при моделировании системы мы не можем обладать точными данными. Само моделирование происходит на тестовом наборе данных и требует только ввода ряда внутренних показателей для каждого предприятия, не затрагивая связи между предприятиями, которые, в свою очередь, будут заполнены при балансировке сети, исходя из значений заданных в узлах системы. Применяя общую теорию оптимизации сетевых моделей можно сделать следующие выводы: необходимое условие сетевого баланса – наличие сетевых стоков – узлов, в которые входят сетевые потоки, однако выходящих потоков нет (в рассматриваемой модели такие узлы либо заграничные покупатели или внутренние домохозяйства) достаточно наличие хотя бы одного внутреннего источника для возможности моделирования сети, внешние источники в сети не обязательны. Вариант отсутствия источников в сети также приемлем, однако не несет под собой никакого прикладного значения и показывает сеть обмена услугами; не существует оптимального алгоритма балансировки сетей, существующие алгоритмы балансировки прямо зависят от размеров сети, видов сетей, количества связей, таким образом, в общем случае приходится прибегать к циклической обработке данных с определенной точностью; оптимизировать скорость циклической балансировки можно путем оптимизации доступа к данным, группировки данных и оптимизации запросов к данным. При постановке задачи была расписана общая проблема, связанная с имитацией: при обрыве связей происходит цепное понижение производительности предприятий, если в цепи существуют циклы (т.е. предприятия связаны по кругу между собой), то сокращение потока входящего в предприятие приведет к повторному сокращению потока после обхода по сети. Мы можем наблюдать картину, когда при отсутствии каких либо систем замещения или сглаживания сокращение поставок на 10% может привести к остановке группы связанных между собой предприятий, а в самом худшем случае к полному обнулению производства в целой сети. Естественно, что в реальной ситуации такое происходит крайне редко. В большинстве реальных задач срабатывает некое тормозящее явление. Одним из самых распространненых явлений является замещение. Т.е. при значительной нехватке одного из ресурсов производства происходит дозакупку сырья из некого внесетевого источника, и аналогичному источнику продаются излишки производства. Такие узлы называются буферами продаж и закупок. Очевидно, напрашивается решение проблемы обрыва связей – путем введения уникальных буферов, которые будут закупать и допродавать ресурсы, однако в реальной ситуации, буфер может позволить закупить или продать лишь малую часть от общего объема сокращения потока и позволяет уменьшить негативный мультипликативный эффект. Насколько эффективны вводимые буфера, позволяют судить проценты сокращения производства по сети в целом. Естественно, что введение буферов не является единственным вариантом торможения мультипликативного эффекта. На практике предприятия могут замещать сырье другим видом сырья, менять технологию производства или экономить определенный вид сырья, или же отказываться от собственного производства некоторых составляющих производимой продукции и закупать детали у других производителей, однако такие тонкие скорее административные, чем экономические решения слишком сложны для реализации и могут быть косвенно сведены к модели буферов. Поэтому в нашем случае мы остановимся на буферной модели замещения. Общий алгоритм можно представить следующий образом: Определить % уменьшения поставок по потоку (i,j). Определить % сокращения объемов производства в узле j (используя формулу из пункта 3.1). Пропорционально уменьшаем все объемы на всех входных потоках (k,j). Недостающий объем закупок по «проблемному» потоку (i,j) компенсируем из предприятия-заменителя (буфер закупок). Структура буферного потока (buf,j) аналогична по структуре потока (i,j) (необходимо продублировать все связи до начала моделирования). Уменьшаем объемы по всем выходящим потокам (j,k) (требуется дополнительная проверка, чтобы не появились излишки производства связанные с сокращением, которые необходимо сбросить в буфер продаж по соответствующим потокам (j, buf)). Проверка условия сбалансированности сети: объемы по выходным потокам всех узлов равны сумме входящих потоков и внутренних затрат, с учетом сокращений объемов производства и буферов (закупок и продаж). В случае выполнения выход из цикла, в случае дисбаланса перейти к следующему узлу в модели и повторить шаги.Жизненный цикл разработки программного продукта В рамках методологии Института управления проектами (англ. Project Management Institute) жизненный цикл проекта имеет 5 фаз:Инициация – анализ требований, исследование среды;Планирование – проектирование и анализ;Выполнение – разработка и реализация подпроектов;Контроль и мониторинг – проверка и отладка подпроектов;Завершение – проверка проекта в целом. Кроме основных ступеней разработки проекта, существует также множество моделей, в рамках которых можно разрабатывать приложение. Ранее было принято придерживаться одной конкретной модели и следовать пошагово только ей, однако современные требования предполагают комбинирование моделей, либо поэтапное применение моделей. Так на этапе создания тестового оконного приложения для проверки балансировки разработка велась в рамках модели создания прототипов – было написано тестовое приложение, на котором проверен алгоритм балансировки, рассмотрены и реализованы основные структуры расчетов, определены те тонкости разработки, которые следует учесть при написании итогового приложения. Дальнейшую разработку будем проводить в рамках итеративной модели с элементами быстрой разработки (технологии экстремального программирования). Экстремальное программирование заключается в выполнение некоторых основных принципов:короткий цикл обратной связи – разработка через тестирование, постоянное внесение корректив для достижения цели разработки, тесное сотрудничество заказчика и разработчика (в поставленной задаче нет заказчика, однако разработчик сам выступает в роли заказчика);Непрерывный процесс разработки – все коррективы сразу вносятся в проект, рефакторинг кода, частые релизы и выпуски версий приложения;Простота и доступность кода – простые и доступные решения задач, без усложнения и внесения излишнего функционала. Согласно итеративной модели выполнение работ производится параллельно с непрерывным анализом полученных результатов и корректировкой предыдущих этапов работы. Проект при этом подходе в каждой фазе развития проходит повторяющийся цикл: Планирование — Реализация — Проверка — Оценка. Таким образом, коррективы вносятся сразу, не давая нарастать ошибкам, и не требуя на финальном этапе разработки возвращаться к началу. Таким образом, при разработке приложения уже были пройдены первые две фазы – теперь перейдем к третьей фазе разработки приложения – реализация подпроектов.^ Глава 3 (обсуждение результатов) Заключение Построение полноценной модели поведения экспортно-импортных потоков позволит:делать прогнозы поведения рыночной экономики с учетом мультипликатора и его эффекта;моделировать закрытые системы, чисто импортные и чисто экспортные системы;на основании таких показателей как ВВП вести сравнительную характеристику между узлами системы;построить систему ранжирования узлов, по которой с легкостью можно будет судить о потенциальной опасности выведения определенного предприятия из общего экономического цикла;делать прогнозы о развитии экономики при ситуации «внешне-экономической блокады», когда в системе перекрываются все экспортные, а возможно и импортные потоки;рассматривать передвижение денежного потока внутри единой экономической системы;наблюдать эффект инфляции и роста стоимости конечного продукта при варьировании распределения денежных средств по сетевым потокам;оценивать безопасность экономической системы, строить прогнозы экономического развития. При написании приложения были пройдены все этапы разработки программного продукта и применено комбинирование моделей жизненного цикла разработки программного продукта. На начальном этапе согласно модели создания прототипов было написано тестовое приложение, в рамках которого были рассмотрены и реализованы основные структуры расчетов и протестирован базовый алгоритм балансировки сети. Дальнейшая разработка проходила в рамках итеративной модели с элементами быстрой разработки (технологии экстремального программирования), когда на каждом этапе разработка проводилась в кратчайшие строки с целью достижения наилучшего результат, а также выпускалась отдельная версия приложения. Далее следовали этапы тестирования и практического применения (внедрения приложения), на которых проводилась доработка написанного приложения и внесения корректив в расчеты. Графическая составляющая приложения сведена до минимума, однако оставляет широкие возможности по дальнейшей визуализации, приложение разработано в рамках шаблона Модель-Вид-Котроллер. Очевидно, что в виде Модели выступает база данных на MSSQL, Контроллером служит класс ReportAccess, а составляющая Вид реализована как ASP.NET страницы. Также проведены исследования в области оптимизации прикладного кода и оптимизации работы с базой данных. Выделены ключевые моменты для упрощения кода, повышения производительности, безопасности и надежности разработанного приложения, что успешно реализовано при реализации приложения.Cписок литературы к рефератуБиблиографический список Джеффри Рихтер «CLR via C#. Программирование на платформе Microsoft .NET Framework 2.0 на языке С#.» - СПб.: Питер, 2007. - 656 с. Дино Эспозито «Microsoft ASP.NET 2.0. Базовый курс» - СПб.: Питер, 2007. – 688 с. Дино Эспозито «Microsoft ASP.NET 2.0. Углубленное изучение» - СПб.: Питер, 2006. – 592 с. Project Management Institute: [Электрон. ресурс].– http://www.pmi.org/ Список публикаций Ивашутин А.Л., Ивашутин Д.А. Оценка мультипликативного эффекта экспортно-импортных потоков с использованием сетевой модели // Материалы 6-й Международной научно-технической конференции «Наука – образованию, производству, экономике». 6-й Международный научно-практический семинар «Мировая экономика и бизнес-администрирование малых и средних предприятий» 31 января – 2 ферваля 2008 года. – Минск: БНТУ, 2008. – с.71 – 79^ Предметный указатель к реферату Интернет ресурсы в предметной области исследования Глава 6 Линейные модели экономики §6.2. Модель Леонтьева "Затраты-выпуск": [Электрон. ресурс].– http://www.math.kemsu.ru/faculty/kmc/book/matekon/Chapter6/par6_2.html Методы оптимизации: учебное пособие: [Электрон. ресурс].– http://www.math.nsc.ru/LBRT/k5/opt.html Методы оптимизации (вводный курс): [Электрон. ресурс].– http://sapr-mgsu.by.ru/biblio/optimiz/opt.htm Электронная библиотека разработчиков Microsoft: [Электрон. ресурс].– http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.web.aspx Программирование в Интернет и под Windows: [Электрон. ресурс].– http://www.ru-coding.com^ Действующий личный сайт в WWW (гиперссылка) Ссылка на действующий личный сайт [Электрон. ресурс] – 2008. – Режим доступа: www.ivashutinda.narod.ru^ Граф научных интересов Магистранта Ивашутина Д.А., факультета прикладной математики и информатики Специальность - прикладная математика Смежные специальности 01.01.01 - математический анализ Вариационное исчисление и общая теория экстремальных задач. Теория приближений и методы численного анализа. ^ 01.01.02 - дифференциальные уравнения Обоснование численных методов решения дифференциальных, интегральных, интегро-дифференциальных, функционально-дифференциальных и дифференциально-операторных уравнений ^ 01.01.05 - теория вероятностей и математическая статистика Статистические выводы и анализ данных ^ 01.01.07 — вычислительная математика Теория приближенных методов и численных алгоритмов решения задач алгебры, экстремальных задач, задач управления, некорректных задач других задач линейного, нелинейного и стохастического анализа. Численные методы и алгоритмы решения прикладных задач, возникающих при математическом моделировании естественнонаучных, научно-технических, социальных и других проблем. Основная специальность ^ 01.01.09 - дискретная математика и математическая кибернетика Теория функциональных систем, теория графов и комбинаторный анализ, теория сложности вычислений, теория кодирования и кpиптогpафия, теория расписаний, теория очередей и массового обслуживания, комбинаторная вычислительная геометрия; Теория и методы минимизации функций, общая теоpия экстpемальных задач, теория многокpитеpиальной и вектоpной оптимизации, теоpия и методы pешения задач математического пpогpаммиpования, включая задачи стохастического пpогpаммиpования и задачи в условиях неопpеделенности, дискpетная оптимизация, теория устойчивости и чувствительности задач оптимизации, негладкий и многозначный анализ, негладкие задачи оптимизации, методы и алгоpитмы pешения экстремальных задач. Вариационное исчисление, идентификация, наблюдение, управление и стабилизация динамических систем, методы оптимального управления, наблюдения и идентификации, оптимизация динамических систем в условиях неопределенности, робастная оптимизация, конструктивные методы решения задач вариационного типа и их приложения в механике, экономике и других областях естествознания. Сопутствующие специальности ^ 05.13.01 — системный анализ, управление и обработка информации Разработка новых и совершенствование известных методов общей теории систем, математического описания, моделирования, оптимизации, обработки результатов испытаний систем управления и обработки информации, систем поддержки принятия решений, а также их функциональных узлов и устройств. Формализация и постановка задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации. Разработка критериев, моделей описания и оценки эффективности решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации. Разработка методов и алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации. Разработка специального математического и программного обеспечения систем анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации. ^ 05.13.11 — математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей Разработка теории алгоритмов и программ, формальных языков, теоретических основ и методов математического моделирования вычислительных процессов, моделей и методов организации данных, знаний и структур, с целью создания вычислительных машин, комплексов, систем и сетей на основе новых принципов построения, организации и функционирования. ^ 05.13.17 — теоретические основы информатики Разработка теоретических положений, лежащих в основе получения, представления, хранения и передачи научно-технической, экспериментальной, справочной, методической и специальной информации. ^ 08.00.13 — математические и инструментальные методы экономики Методы принятия оптимальных решений. Оптимизация поддержки принятия решений, включая информационную инфраструктуру экономических систем. Презентация магистерской (кандидатской) диссертации. (не менее15 слайдов, гиперссылка в электронном варианте, черно-белые выдачи по 6-9 слайдов на листе на бумажном носителе, помещаются в приложение) http://www.ivashutinda.narod.ru/presentation.ppt^ Список литературы к выпускной работе Ивашутин А.Л., Ивашутин Д.А. Оценка мультипликативного эффекта экспортно-импортных потоков с использованием сетевой модели // Материалы 6-й Международной научно-технической конференции «Наука – образованию, производству, экономике». 6-й Международный научно-практический семинар «Мировая экономика и бизнес-администрирование малых и средних предприятий» 31 января – 2 ферваля 2008 года. – Минск: БНТУ, 2008. – с.71 - 79 Джеффри Рихтер «CLR via C#. Программирование на платформе Microsoft .NET Framework 2.0 на языке С#.» - СПб.: Питер, 2007. - 656 с. Дино Эспозито «Microsoft ASP.NET 2.0. Углубленное изучение» - СПб.: Питер, 2006. – 592 с.^ Приложение А Фрагмент листинга процедур баз данных ALTER PROCEDURE dbo.GetBalance ASIF ((SELECT IsBalanced FROM NetSystem) = 0)BEGIN SELECT NULL; RETURN;ENDELSEBEGIN EXEC dbo.Balance; SELECT LinkID, InNodeID, OutNodeID, ( ISNULL(MAmount,0) + ISNULL(AAmount,0) + ISNULL(WAmount,0) + ISNULL(PAmount,0) ) AS [Money] FROM Links; RETURN;END Приложение Б Как расшифровывается XML? Extensible Markup Language Electronic Message Language Extreme Manufacturing Language только базы данных OracleМожно ли использовать XML совместно с CSS? Да Нет