Системы принятия решения и оптимизации в электронных таблицах, конструирование базы данных

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»  
 

Кафедра информатики и  прикладной математики 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по

ИНФОРМАТИКЕ 

Тема: Системы принятия решения и оптимизации в электронных таблицах,   

            конструирование  базы данных

Выполнила студентка:

Институт: 

Курс:

Специальность:

Шифр:  
 
 

Проверила преподаватель: Ходоровская В.С. 

Оценка: 

Подпись преподавателя: 

Дата: 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2009

Содержание: 

Задание №1………………………………………………………………………..3 

Краткие сведения о системах принятия решения………………………………4 

Дерево принятия решений……………………………………………………….5 

Задание № 2……………………………………………………………………….7 

Оптимизация управленческих и экономических задач………………………...7 

Задание № 3………………………………………………………………………10 

Базы данных……………………………………………………………………...10 

Библиография…………………………………………………………………….15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание №1 

Разработать систему  принятия решения для аттестации знаний студентов по разделу «Интегральное  исчисление». База знаний имеет вид: 

Правила вывода:

Если студент  набрал меньше 430 баллов, оценка «неудовлетворительно».

Если сумма  баллов 430-510 – оценка «удовлетворительно».

При сумме баллов 510-580 – оценка «хорошо».

Если сумма  баллов больше 580 – оценка «отлично». 
 
 
 
 

Краткие сведения о системах принятия решения (экспертных системах) 

В настоящее  время широкое распространение  получили системы искусственного интеллекта, имитирующие на компьютере мышление человека при решении различных  задач. Чтобы воспроизвести на компьютере процесс принятия решения человеком, нужно предварительно отобрать все факты, характеризующие исследуемую человеком область, и сформулировать правила решения в зависимости от совокупности фактов в момент принятия решения. Система искусственного интеллекта, созданная для решения задачи в конкретной области, называется экспертной системой, или системой принятия решения.

    Существуют  системы принятия решения в  таких предметных областях, как  медицина (для диагностики заболеваний), бизнес (для оценки целесообразности строительства предприятий, приобретения товаров и т.д.), обучения (для проверки знаний обучаемых) и многих других.

    Факты  и правила для системы принятия  решения должны быть разработаны экспертом соответствующей предметной области (отсюда название – экспертные системы). Они хранятся в компьютере в специально организованной области памяти, называемой базой знаний (БЗ). Информация, которая предъявляется системе для анализа сочетания фактов в данный момент, хранится в компьютере в специально организованной области памяти, называемой базой данных (БД).

Дерево  принятия решений 

Дерево (граф) принятия решений строится на основе правил вывода. Граф принятия решений называется деревом, потому что имеет свои вершины  и ветви. Вершины служат для проверки условий (обозначаются окружностями или эллипсами), а также для вывода сообщений о фактах и результатах решения (обозначаются прямоугольниками).

    Ветви  соединяются вершинами и указывают  направления пути решения. Обычное  направление сверху вниз. 

Составим дерево решения для нашего примера: 

Реализация  системы принятия решений в табличном процессоре: 
 

Используемые  формулы: 

Суммарный весовой фактор     =СУММ(D5:D14) 

Принятие  решения:

=ЕСЛИ(E17<430;"неудовлетворительно";ЕСЛИ(E17<510;"удовлетворительно";ЕСЛИ(E17<580;"хорошо";ЕСЛИ(E17>580;"отлично";)))) 
 
 
 
 
 
 

Задание № 2 

Администрации фирмы требуется определить штат и составить график работы обслуживающего персонала. При этом необходимо обеспечить следующие условия:

- каждый из  сотрудников должен иметь пять  рабочих дней в неделю и  два выходных подряд;

- все сотрудники  имеют заработную плату 80 руб.  в день;

- исходя из  специфики работы фирмы, имеются  требования к минимальному количеству  работающих сотрудников для каждого дня недели 

       На текущий момент в фирме  работает 50 человек.

       Определить штат сотрудников,  обеспечивающий выполнение всех условий при минимальном фонде заработной платы. 
 

Оптимизация управленческих и  экономических задач 

Задачи оптимизации  очень часто встречаются в  управленческой, финансовой и научной  деятельности. Они позволяют отыскать наилучшее (оптимальное) решение. При этом требуется учитывать ряд дополнительных условий на значения используемых параметров. Для решения подобных задач используются, как правило, методы математического программирования. На компьютере подобные задачи можно решать, используя имеющийся в ЭТ режим Поиск решения.

    Режим  Поиск решения позволяет:

• использовать одновременно до 200 изменяемых параметров;
• задавать ограничения для этих параметров;
• используя метод последовательных приближений (т.е. итерационные вычисления) отыскивать оптимальные решения.

Задачи, для  решения которых используют режим  Поиск решения, должны обладать рядом  свойств:

• иметь единственную ячейку (целевую), содержащую формулу (целевую функцию), значение которой должно быть получено как максимальное, минимальное или равное конкретному значению (например, максимальная прибыль, минимальный фонд зарплаты, ограничение равное имеющейся наличной сумме);
• формула в этой ячейке должна содержать адреса ячеек (ссылки) в которых будут находиться неизвестные или переменные решаемой задачи. Поиск решения задачи заключается в том, чтобы подобрать такие значения этих переменных, которые бы давали оптимальное значение для формулы в целевой ячейке. Изменяемые ячейки могут содержать, например, себестоимость или цену товаров, транспортные тарифы или налоговые ставки;
• кроме того, может быть задано некоторое количество ограничений – условий или соотношений, которым должны удовлетворять некоторые параметры из изменяемых ячеек. Например, можно потребовать, чтобы общие затраты не превосходили 100 000 рублей или чтобы затраты на рекламную кампанию составили от 10 до 15% от общих расходов.

Составим электронную  таблицу, учитывая все условия: 

Начальный вариант 
 

   Теперь  применим Поиск решения и в результате получаем таблицу, из которой видно, что теперь число сотрудников 46 (вместо 50), следовательно, фонд зарплаты 18400 (вместо 20000). 

Конечный  вариант 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание № 3 

Условие задачи:

 Разработать  информационно-логическую модель  предметной области «Оборудование  лаборатории» с атрибутами

№ лаборатории

№ комнаты

Инвентарный №  прибора

Наименование  прибора

Модель

Серия

Дата выпуска

Дата покупки

Дата поверки

Стоимость прибора

Завод-изготовитель

Габариты (размер, вес)

Запчасти (цена, серия, количество) 

Составить логическую структуру этой базы данных для СУБД Access.

Заполнить таблицы  базы данных записями.

Создать запрос о приборах одной из лабораторий.

Создать отчет  с параметрами Наименование прибора, № лаборатории, дата поверки. 
 
 

Базы  данных 

В широком смысле слова база данных – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо области.

   Создавая  базу данных, пользователь стремится  упорядочить информацию по различным  признакам и быстро извлекать  выборку с произвольным сочетанием  признаков. Сделать это возможно, если только данные структурированы. Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных. Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле.

    Чтобы  автоматизировать поиск и систематизировать  эти данные, необходимо выработать определенные соглашения о способах представления данных, т.е. дату рождения, например, нужно записывать одинаково для каждого человека, она должна иметь одинаковую длину и определенное место среди остальной информации. Эти же замечания справедливы и для остальных данных.

    Итак, база данных (БД) – это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

    Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

    В СУБД происходит процесс логического представления данных, с которыми имеет дело пользователь, в язык ЭВМ и обратно. Общая логическая структура БД называется моделью данных. Различают три основные модели данных: иерархическую, сетевую, реляционную.

    Иерархическая структура представляет совокупность элементов, образующих граф (дерево). К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь.

    В  сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

     Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

- каждый элемент  таблицы – один элемент данных;

- все столбцы  в таблице однородные, т.е. все  элементы в столбце имеют                  

  одинаковый  тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;

- каждый столбец имеет уникальное имя. 

    Понятие  базы данных тесно связаны  с такими понятиями структурных  элементов, как:

    Поле – элементарная единица логической организации данных. В двумерной таблице поле – одни из столбцов таблицы. При создании БД нужно предварительно описать все поля.

Запись – совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи – одна строка двумерной таблицы.

Отношение – совокупность экземпляров записей одной структуры.

Файл  – одна или несколько связанных между собой таблиц.

Ключ – это такое поле, по которому можно однозначно найти любую запись в базе данных.

    Таблицы  в реляционных моделях называются  отношениями, строки – записями, а столбцы – атрибутами отношений  (полями). 
 
 
 
 
 
 
 

Цель  и задачи:

Цель данной работы – ознакомиться с работой и созданием базы данных для СУБД Access. 

Ход работы:

Сначала разрабатываем  концепцию нашей базы данных. Логически разбиваем наши атрибуты на четыре таблицы: таблица №1 показывает сведения про лаборатории; таблица №2 показывает сведения про комнаты и их связь с лабораториями; таблица №3 отображает информацию о приборах; таблица №4 показывает связь приборов и комнат.

     Мы не стали объединять 3 и 4 таблицы, т.к. это было бы слишком неудобно, потому что если одинаковый прибор находится в разных комнатах, нам придется переделывать таблицы.

     В  каждой таблице находится id (идентификационный номер). Нам это необходимо для того, чтобы каждая строка была уникальна.

    Также  в нашей базе данных необходим  запрос. Для его создания мы используем мастер для создания запроса. 

Результаты

В результате работы в Access мы получили четыре таблицы: 

           Таблица №1                                                   Таблица №2 
 

                                                           Таблица №3

                Таблица №4 
 

Сформировав запрос, мы получаем в режиме конструктора: 

Определившись с условием отбора, мы запускаем запрос и получаем результаты: 

Создаем отчет  с параметрами Наименование прибора, № лаборатории, дата поверки: 

Выводы

В ходе выполненной  работы мы ознакомились с работой  базы данных. Использование базы данных значительно облегчает нам работу с информацией одного или разного типов. Благодаря использованию запроса имеется возможность быстро и легко находить нужные нам объекты. Эти возможности показывают необходимость и пользу создания и использования базы данных. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Библиография: 

1. Информатика. Учебно-методический комплекс. СПБ, 2009

2. Л.В. Боброва. Информатика. СПБ, 2007