Міністерство освіти і науки України

Українська інженерно-педагогічна академія

Гірничий факультет

Кафедра інформаційних технологій

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсової роботи

з дисципліни: «Основи автоматизованого проектування складних систем» на тему:

«АВТОМАТИЗАЦІЯ ГРАФІЧНИХ ТА РОЗРАХУНКОВИХ ЗАДАЧ ПРОЕКТУВАННЯ»

Виконав ст. гр. ДГ-К7-1

Гостілов О. С.

Керівник ас. кафедри ІТ

Ушакова І. В.

Стаханов

2010

УІПА, гірничий факультет

(найменування вищого навчального закладу )

Кафедра інформаційних технологій

Дисципліна “Основи автоматизованого проектування складних систем”

Спеціальність 6.01010036

Курс 3 Група ДГ-К7- 1 Семестр 6

ЗАВДАННЯ

на курсовий проект студента

Гостілова Олександра Сергійовича

(прізвище, ім'я, по батькові)

1. Тема проекту “Автоматизація графічних та розрахункових задач проектування”

2. Термін здачі студентом закінченого проекту до 15 травня 2010 р.

3. Вихідні дані до проекту Загальні вимоги до графічного та математичного моделювання. Завдання згідно варіанта з проектування офісу, який обладнаний комп'ютерами та програмним забезпеченням відповідно до призначення офісу. Розробці підлягають план та об'ємне зображення офісу, меблювання та розташування обладнання, електропостачання та ін. Завдання згідно варіанта з розвязання математичних задач. Середовища проектування: 3D Home, Excel, MathCAD, Power Point та інші, за узгодженням з керівником проекту.

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити) Вступ з обов'язковим посиланням на літературу, в якій вказується актуальність і ефективність використання САПР та математичного моделювання. Умови завдань. Графічне моделювання. Опис діяльності офісу та його програмне забезпечення, співробітники. Альтернативне комп'ютерне обладнання. Електропостачання. Математичне моделювання. Висновки з обов'язковим переліком кількісних даних, що характеризують результати розробки. Презентація проекту. Використані джерела. Додатки.

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов'язкових креслень) Екранні копії результатів графічного та математичного моделювання. Не менше п'яти сторінок формату А4 з планами та обємними зображеннями офісу та розмірами.

6. Дата видачі завдання 4 лютого 2010 р.

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

Студент______________

(підпис)

Керівник_____________ Ушакова І. В.

(підпис) (прізвище, ім'я, по батькові)

4 лютого 2010 р.

РЕФЕРАТ

Курсовий проект: 48 с., 51 рис., 7 табл., 1 додаток, 10 джерел.

Об'єктом проектування є моделювання офісу у системі автоматизованого проектування 3D Home Architect 8.

Предметом проектування є проектування офісу за допомогою системи 3D Home Architect 8, його зовнішнього та внутрішнього виду, устаткування, схеми електропостачання та інше.

Метою проектування є підготовка майбутніх інженерів-педагогів в галузі комп'ютерних технологій для моделювання об'єктів у різних системах автоматизованого проектування.

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 моделювання об'єктів у різних системах автоматизованого проектування.

• ВСТУП
• 1 ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОФІСУ ПРОГРАМУВАННЯ
• 1.1 Початкові дані для проектування офісу
• 1.2 Опис призначення офісу та його програмне забезпечення
• 1.3 Співробітники офісу
• 1.4 Альтернативне комп'ютерне устаткування
• 1.5 План офісу та його об'ємне зображення
• 1.5.2 Об'ємне проектування будинку
• 1.5.3 Інтер'єр усіх кімнат
• 1.5.4 Територія проектованого будинку
• 1.6 Електропостачання офісу
• 1.6.1 Місце розміщення в офісі електротехнічної арматури
• 1.6.2 Схема електропостачання
• 1.6.3 Розрахунок кабельної продукції для електропостачання
• 1.6.4 Розрахунок струму в окремих частинах схеми електропостачання
• 1.6.5 Розрахунок споживаної електроенергії в середньому за день і за місяць. Оплата електроенергії
• 1.7 Висновки щодо проекту офісу
• 2 МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ
• 2.1 Завдання 1.1
• 2.2 Завдання 1.2
• 2.3 Завдання 2.1
• 1.4 Завдання 2.2
• ВИСНОВКИ
• ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
• ДОДАТОК - Презентація проектування офісу туризму
• ВСТУП
• Різні можливості і межі застосування обчислювальної техніки для автоматизації проектування визначаються рівнем формалізації науково-технічних знань в конкретній області. Чим глибше розроблена теорія того чи іншого класу технічних систем, тим більші можливості об'єктивно існують для автоматизації процесу їх проектування. За останні 30 - 40 років, поняття «проектування» сильно видозмінилося, а види і напрямки проектування значно розширилися. Архітектурно-будівельне і технологічне проектування вважаються традиційними видами проектування, однак способи і засоби цих видів проектування так само зазнали серйозних змін.
• Зазвичай під автоматизацією проектування розуміють систематичне застосування ЕОМ у процесі проектування при розподілі функцій між проектувальником і комп'ютером та науково обґрунтованому виборі методів машинного розв'язання задач. Тому метою автоматизації є підвищення якості проектування, зниження матеріальних витрат на проект, скорочення термінів проектування, а так само здатність зменшити зростання числа інженерно-технічних працівників, зайнятих проектуванням і конструюванням [1].
• Для автоматизованого проектування технічних об'єктів за участю людини використовується САПР, яка являє собою комплекс технічних засобів і програмного забезпечення.
• Застосування САПР дозволяє: прискорити процес проектування і поліпшити його якість за рахунок застосування сучасних розрахунково-оптимізаційних методів рішення, а так само в ряді випадків знизити витрати трудових і матеріальних ресурсів на проектування [2].
• 1 ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОФІСУ ПРОГРАМУВАННЯ
• 1.1 Початкові дані для проектування офісу

Діяльність офісу	Програмування
Кількість комп'ютерів	2
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	28 кв.м
Завдання 1.1	7
Завдання 1.2	24
Завдання 2.1 (А,Б, варіант) Ємність для поливу газону	21
Завдання 2.2	11

• 1.2 Опис призначення офісу та його програмне забезпечення
• На підставі вихідних даних можна припустити, що в офісі може працювати 2 чоловіка - програмісти.
• Офіс може виконувати:
• · розробку програмного забезпечення;
• · його тестування та оптимізацію;
• На комп'ютерах офісу встановлена операційна система Windows 7, так як вона найновіша та надійніша ніж попередні версії. До достоїнств цієї операційної системи можливо віднести такі особливості як:
• · покращений інтерфейс, який робить роботу з вікнами більш приємною і легкою. Окремо варто відзначити технологію Aero Peek, яка дозволяє комфортно перемикатися між вікнами запущених програм, а також технологію Aero Snap, що дозволяє розгортати вікна на половину екрану або на весь екран простим рухом миші;
• · технологію BitLocker, яка захищає данні на знімних пристроях;
• · підвищена безпека і контроль, Windows 7 ґрунтується на системі безпеки Windows Vista і дає більшу свободу дій ІТ-фахівцям, що відповідають за безпеку ПК і даних;
• · удосконалені можливості резервного копіювання;
• · нові можливості дозволяють збільшити коефіцієнт використання пам'яті і підвищити зручність роботи для користувачів [3].
• Для виконання своєї роботи програмісту необхідні: Borland C++ 3.1 (Turbo C), Borland Delphi 7 Enterprise Edition, Borland Turbo Pascal 7.0, Java та Microsoft .NET Framework 3.5.
• Borland C++ 3.1 (Turbo C). Мова С++ володіє безліччю функціональних можливостей, серед них керування комп'ютером на низькому, машинно-залежному рівні, створення у вищій ступеня оптимізованого коду та взаємодія безпосередньо з операційною системою. За допомогою С++ ви можете управляти об'єктами: створювати, видаляти і наслідувати цей; отримати доступ до вказівниками і підтримувати низькорівневий введення / вивід. С++ для програмістів, які потребують найпотужнішому мовою програмування.
• Borland Delphi 7 Enterprise Edition. Популярна середа візуальної розробки, заснована на Object Pascal. Цей пакунок забезпечує підтримку новітніх перспективних технологій Веб-служб. Включає попередню версію засобів для роботи з Microsoft. NET Framework. За допомогою Delphi 7 розробники, що використовують Delphi, можуть набути навичок програмування для .NET, готувати свої додатки до роботи під управлінням. NET, не втрачаючи при цьому наявних напрацювань та навичок роботи на платформі Windows. Delphi 7 - це проектування; розгортання архітектури, керованої моделлю (MDA); інтегруючі моделювання, розробка та розгортання додатків і систем електронного бізнесу для платформи Windows. Borland є першою компанією, яка відкрила незалежний шлях до. NET з Delphi 7, міжплатформову середовищем швидкої розробки додатків (RAD) для платформи Windows. Характерною рисою Delphi 7 є можливість розробки і розгортання корпоративних додатків. Це дозволяє розробникам створювати корпоративні програми - від концепції до готового продукту - ще швидше з використанням нового UML ™-дизайнера і технології Model Driven Architecture ™ (MDA ™).
• Borland Turbo Pascal 7.0. Turbo Pascal - це середовище розробки для мови програмування Паскаль. Гідності: зручне середовище розробки, що включає функціональний відладчик, доступний в будь-який момент; контекстна довідкова система, за якою можна вивчати мову без звернення до сторонніх джерел; висока швидкість компіляції, висока швидкість виконання компільованих програм; вбудована можливість використовувати вставки на мові асемблера.
• Програмне забезпечення Java дозволяє грати в мережеві ігри, спілкуватися з людьми по всьому світу. Надзвичайно надійна і універсальна технологія Java також незамінна для розробників програмного забезпечення. Віртуальна машина Java, встановлена на комп'ютері користувача, дає можливість користуватися Java додатками (аплетами), які часто вбудовуються в сторінки сайтів для збільшення їх функціональності.
• Також Java дозволяє писати програмне забезпечення на одній платформі і запускати його практично на будь-який інший. На основі Java можна розробляти серверні додатки для інтернет-форумів, магазинів, опитувань, обробки HTML-форм. Крім того, віртуальна машина Java дозволяє створювати максимально пристосовані для вимог користувача програми та служби, комбінуючи різні Java модулі.
• Microsoft .NET Framework 3.5. Нова версія пакету платформи Microsoft. NET Framework, який дозволяє розробляти програми, але встановлює компоненти, необхідні для роботи цих додатків. Microsoft. NET Framework 3.5 поєднує в собі нові технології розробки додатків, що мають оригінальний графічний інтерфейс, використовують різні технології обміну даними і здатних підтримувати велику кількість різних процесів. У новій версії Microsoft. NET Framework 3.5 з'явилася повна підтримка Visual Studio 2008, з'явилися нові бібліотеки класів для розробки різних додатків (BCL), з'явилися нові функції для розробки веб-компонентів на основі AJAX, JSON, REST, POX, RSS, ATOM, внесено багато інших нововведень і поліпшень.
• DirectX Redistributable 9.0c. DirectX Redist - Набір системних файлів, необхідних практично для будь-якого сучасного мультимедійного застосування або нової гри. Даний пакет призначений передусім для розробників ПЗ.
• Для виходу в Інтернет використовуватиметься Mozilla Firefox 3.6. Mozilla Firefox - без сумнівів кращий веб-навігатор усіх часів і народів. Це швидкий і надійний, легкий в роботі і добре захищений безкоштовний браузер. Одна з основних переваг браузера Mozilla Firefox - гнучкість і розширюваність. Простий і лаконічний, але в той же час зручний, інтерфейс дозволяє освоїти програму за декілька хвилин.
• 1.3 Співробітники офісу
• Функції програмістів полягають у роботі з програмним забезпеченням, перепрошивці, кодуванні, русифікації, перепрограмуванні забезпечення.
• Час роботи офісу: з 8-00 до 15-00. Вихідний - понеділок.
• 1.4 Альтернативне комп'ютерне устаткування
• Так як особливістю проектування є здійснення оптимального вибору з декількох варіантів, відповідно до критеріїв оптимальності, то було зроблено два варіанти комп'ютерного устаткування.
• Склад комп'ютерного обладнання розроблявся виходячи з того, що було задано: 2 комп'ютери, 2 принтера, 2 блоки безперебійного живлення, 1 сканер, модем, телевізор, кондиціонер і муз. центр.
• Варіант А
• Таблиця 1.2 - Конфігурація комп'ютера

Комплектуючі	Характеристики	Ціна
Материнська плата	MSI MS-7581 P55-GD80 (RTL) LGA1156 <P55>3xPCI-E+2xGbLAN+1394 SATA RAID ATX 4DDR-III	220.00
Процесор	Intel Core i5-670 BOX 3.46 ГГц/SVGA/0.5+4Мб/2.5 ГТ/с LGA1156	332.00
Оперативна пам'ять	OCZ Gold <OCZ3G2000LV4GK> DDR-III DIMM 4Gb KIT 2*2Gb <PC3-16000> 10-10-10	169.00
Видеокарта	512Mb <PCI-E> DDR-3 MSI MS-V154 N250GTS-MD512 (RTL) +DVI+HDMI+SLI <GeForce GTS250>	122.00
HDD	HDD 1 Tb SATA-II 300 Seagate/Maxtor Barracuda 7200.12/DiamondMax 23 <31000528AS> 7200rpm 32Mb	80.00
Оптичний привід	Sony NEC Optiarc AD-7201S Ivory	38.00
Корпус	Miditower 3Q <2008C> Black ATX 450W (24+4пин)	75.00
Клавіатура	A4-Tech X-Slim Keyboard <LCDS-720> PS/2 104КЛ	7.00
Миша	A4-Tech Game Optical Mouse <AK-47 Black> (2000dpi) (RTL) USB 4btn+Roll	11.00
Акустика	Колонки SVEN SPS-607 Walnut (2x3W, дерево)	19.00
Монітор	19" MONITOR Viewsonic VA1926W-7 (LCD, Wide,1440x900,+DVI)	181.00
Разом		9994.38грн

• Вартість 2-х комп'ютерів - 19988,76 грн.
• Таблиця 1.3 - Додаткове устаткування

Устаткування	Характеристики	Ціна
Роутер	D-Link DSL-2520U/BRU/D (ADSL2+)	26.00
ИБП	Eaton NV 800H (ENV800H)	64.00
Принтер	2xSamsung ML-1641+USB cable	216.00
Сканер	HP ScanJet G2410	60.00
Телевізор	LG	1250.00
Кондиціонер	RAS-14CH8(B)/RAC14CH8 Hitachi	769.00
Разом		2358 грн

• Загальна вартість обладнання - 22373,76 грн.
• Для проектування складних систем необхідно мати альтернативи, тобто варіанти вибору. Для здійснення оптимального вибору з декількох варіантів, за критеріями оптимальності, було спроектовано два варіанти комп'ютерного устаткування.
• Варіант Б
• Таблиця 1.4 - Конфігурація комп'ютера

Комплектуючі	Характеристики	Ціна
Материнська плата	EliteGroup IC780M SocketAM2+ <AMD RX780>PCI-E+GbLAN SATA ATX 4DDR-II	58.00
Процесор	AMD Phenom X3 8750 Black Edition (HD875ZW) 2.4 ГГц/ 1.5+2Мб/ 3600МГц Socket AM2+	86.00
Оперативна пам'ять	2х SAMSUNG DDR-II DIMM 2Gb <PC2-6400>	110.00
HDD	HDD 1 Tb SATA-II 300 Seagate/Maxtor Barracuda 7200.12/DiamondMax 23 <31000528AS> 7200rpm 32Mb	80.00
Оптичний привід	D RAM&DVD±R/RW&CDRW ASUS DRW-22B2S Black IDE (RTL) 12x&22(R9 12)x/8x&22(R9 12)x/6x/16x&48x/32x/48x	36.00
Корпус	Miditower 3Q <2008C> Black ATX 450W (24+4пин)	75.00
Клавіатура	A4-Tech X-Slim Keyboard <LCDS-720> PS/2 104КЛ	7.00
Миша	A4-Tech Game Optical Mouse <AK-47 Black> (2000dpi) (RTL) USB 4btn+Roll	11.00
Акустика	Колонки SVEN SPS-607 Walnut (2x3W, дерево)	19.00
Монітор	19" MONITOR Viewsonic VA1926W-7 (LCD, Wide,1440x900,+DVI)	181.00
Разом		5284.11 грн

• Вартість 2-х комп'ютерів - 10568,22 грн.
• Таблиця 1.5 - Додаткове устаткування

Устаткування	Характеристики	Ціна
Модем	Acorp Sprinter@ADSL LAN 120i(ANNEX A) EXT (RTL) USB, 1UTP 10/100Mbps	28.00
ИБП	2х UPS 1000VA PowerCom Warrior <WAR-1000A>+RJ45	160.00
Принтер	2х hp LaserJet M1120n MFP <CC459A> (A4, 19стр/мин, 32Mb, лазерное МФУ, USB2.0, сетевой)	666.00
Сканер	Canon CanoScan LiDE100 (CIS, A4 Color, 2400*4800dpi, USB 2.0) не требует б.п.	80.00
Телевизор	Samsung	1899.00
Кондиціонер	Кондиционер RAS-08BH3/RAC08BH3 Hitachi	393.00
Разом		3217 грн

• Загальна вартість обладнання - 13785,22 грн.
• Для проектування офісу, необхідно прийняти план Б, тому що в плані А вартість устаткування більше чим у Б, але другий план більш оптимальний за критерієм ціна/якість.
• 1.5 План офісу та його об'ємне зображення
• План офісу розроблявся, виходячи з кількості співробітників, корисної площі офісу і заданого встаткування (2 комп'ютери, 2 принтера, 2 блоки безперебійного живлення, 1 сканер, модем, телевізор, кондиціонер і муз. центр). На плані показанні 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 (ліворуч) та Б (праворуч)
• Рисунок 1.2 - План офісу з інтер'єром
• Для подальшого проектування обираємо перший план (А), тому що він більш доцільний з точки зору ергономіки.
• 1.5.2 Об'ємне проектування будинку
• Рисунок 1.3 - Об'ємне проектування будинку
• 1.5.3 Інтер'єр усіх кімнат
• Рисунок 1.4 - Туалет

• Рисунок 1.5 - Парадна
• Рисунок 1.6 - Прихожа
• Рисунок 1.7 - Кімната програмістів
• 1.5.4 Територія проектованого 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 офісі електротехнічної 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
• К6 - Коробка 6
• К7 - Коробка 7
• К8 - Коробка 8
• К9 - Коробка 9
• Л1 - Лампи у парадній, відноситься до К1
• Л2 - Лампи у прихожій, відноситься до К2
• Л3 - Лампа у кімнаті програмістів, відноситься в К3
• Л4 - Лампа у туалеті, відноситься в К7
• Л5 - Лампа у ванній кімнаті, відноситься до К8
• Л6 - Лампа у подібному приміщенні, відноситься до К9
• Р1, Р2, Р3 - Розетки у кімнаті програмістів, до них підключається два комп'ютери з усім апаратним забезпеченням та аудіо/відео система відповідно (2х300 Вт, 200 Вт)
• 1.6.3 Розрахунок кабельної продукції для електропостачання
• Для того щоб розрахувати кабельну продукцію, необхідно скористатися наступними 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 / д
• Матеріал -- алюміній.
• Таблиця 1.5 - Елементи електроустаткування

	Характеристика кабелю
Элемент	№ кабеля	Длина (м)	Струм (А)	Сечение (ммІ)	Мощность (Вт)
Щит	1	0,5	5,818182	2,327273	1280
Коробка 1	2	0,2	5,818182	2,327273	1280
Выключатель 1	3	1,7	0,363636	0,145455	80
Лампа 1	4	0,8	0,363636	0,145455	80
Кробка 2	6	1,7	5,454545	2,181818	1200
Выключатель 2	7	0,6	0,363636	0,145455	80
Лампа 2	8	0,9	0,363636	0,145455	80
Коробка 3	9	1,8	5,090909	2,036364	1120
Выключатель 3	10	0,9	0,363636	0,145455	80
Лампа 3	11	2	0,363636	0,145455	80
Коробка 4	12	4,5	4,727273	1,890909	1040
Розетка 1	13	0,2	1,363636	0,545455	300
Коробка 5	15	3,2	3,363636	1,345455	740
Розетка 2	16	0,2	1,363636	0,545455	300
Коробка 6	19	2,8	2	0,8	440
Розетка 3	20	1,2	0,909091	0,363636	200
Коробка 7	21	2,5	1,090909	0,436364	240
Лампа 4	22	0,4	0,363636	0,145455	80
Коробка 8	23	1,4	0,727273	0,290909	160
Выключатель 4	24	1	0,363636	0,145455	80
Лампа 5	25	0,4	0,363636	0,145455	80
Коробка 9	26	3,5	0,363636	0,145455	80
Выключатель 5	27	1	0,363636	0,145455	80
Лампа 6	28	0,3	0,363636	0,145455	80
Итого		33,7

• 1.6.4 Розрахунок струму в окремих частинах схеми електропостачання
• Таблиця 1.6 - Розрахунок струму в окремих частинах схеми електропостачання

Элемент	№ кабеля	Струм (А)	Мощность (Вт)
Щит	1	5,818182	1280
Коробка 1	2	5,818182	1280
Выключатель 1	3	0,363636	80
Лампа 1	4	0,363636	80
Кробка 2	6	5,454545	1200
Выключатель 2	7	0,363636	80
Лампа 2	8	0,363636	80
Коробка 3	9	5,090909	1120
Выключатель 3	10	0,363636	80
Лампа 3	11	0,363636	80
Коробка 4	12	4,727273	1040
Розетка 1	13	1,363636	300
Коробка 5	15	3,363636	740
Розетка 2	16	1,363636	300
Коробка 6	19	2	440
Розетка 3	20	0,909091	200
Коробка 7	21	1,090909	240
Лампа 4	22	0,363636	80
Коробка 8	23	0,727273	160
Выключатель 4	24	0,363636	80
Лампа 5	25	0,363636	80
Коробка 9	26	0,363636	80
Выключатель 5	27	0,363636	80
Лампа 6	28	0,363636	80

• 1.6.5 Розрахунок споживаної електроенергії в середньому за день і за місяць. Оплата електроенергії
• Виходячи з перерахованих вище споживачів, розрахуємо добове споживання електроенергії в офісі.
• Таблиця 1.7 - Витрата електроенергії

Потребитель	Потребляемая мощность (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
Освещение	0	0	0	0	0	0
	0	1280	1280	1280	1280	1280
	1280	1280	1280	0	0	0
	0	0	0	0	0	0
ПК 1,2	0	0	0	0	0	0
	0	800	800	800	800	800
	800	800	800	0	0	0
	0	0	0	0	0	0
Принтер 1,2	0	0	0	0	0	0
	0	60	60	60	60	60
	60	60	60	0	0	0
	0	0	0	0	0	0
Телевизор	0	0	0	0	0	0
	0	150	150	150	150	150
	150	150	150	0	0	0
	0	0	0	0	0	0
Осцилограф	0	0	0	0	0	0
	0	30	30	30	30	30
	30	30	30	0	0	0
	0	0	0	0	0	0
Суммарная Р	0	0	0	0	0	0
	0	1040	1040	1040	1040	1040
	2320	2320	2320	0	0	0
	0	0	0	0	0	0
Ср-е зн-е потр-й Р						506,6667
Потр-е за сутки						12,16
Суточные затраты						1,89696
За месяц						41,73312

• Споживання електроенергії за добу: W = P_cp*t/1000 = 27,46 кВт*ч
• Добові витрати: W*0,156 = 1,89 грн., де 0,156 - плата за 1 кВт*ч
• Витрати за місяць = добові витрати *22=41,73 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 у сфері мобільного зв'язку. Офіс займає чотири кімнати:
• 1. Прихожа;
• 2. Кімната програмістів;
• 3. Туалет/ванна.
• 4. Складове приміщення.
• Для офісу було підібрано відповідне устаткування: три комп'ютери, два принтери, два сканера, музичний центр, блок безперебійного живлення й осцилограф, на загальну суму 22563,46 грн.
• Також було розраховане енергоспоживання офісу й розроблена схема електропроводки. За результатами розрахунків на електропроводку офісу буде потрібно 33,7 метрів кабелю. Добове споживання електроенергії - майже 12 квт*ч, що буде коштувати 1,89 грн. у добу або 41,73 грн. на місяць.
• У звіт до проекту також включений:
• · план офісу;
• · знімки 3D-проекту офісу;
• · звіт по підборі устаткування;
• · схема електропроводки;
• · розрахунки енергоспоживання й навантаження на силові елементи.

2 МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

2.1 Завдання 1.1

(Варіант 7)

Модель об'єкта представлена системою лінійних рівнянь:

Визначити невідомі змінні:

1) використовуючи функцію Fіnd;

2) матричним способом і використовуючи функцію lsolve. Порівняти результати.

Рішення засобами Excel

Для початку формуємо таблицю початкових даних:

Рисунок 2.1 - Таблиця початкових даних

Щоб вирішити систему рівнянь, використаємо команду Пошук рішення.

Для контролю правильності рішення системи рівняння можна слід включити режим відображення формул:

Рисунок 2.2 - Дані в режимі відображення формул

Для рішення рівняння заповнюємо вікно «Пошук рішення»:

Рисунок 2.3 - Вікно пошуку рішень

Натиснувши «Виконати» отримуємо рішення:

Рисунок 2.4 - Результат рішення

Результат: x1= 10; x2= 1; x3= 10; x4= 1.

Рішення засобами MathCAD

Рішення даної системи рівняння можна знайти за допомогою розв'язуваного блоку Given...Find.

Функція Find шукає точне рішення системи рівнянь, записаної після слова Given.

Рисунок 2.5 - Рішення системи за допомогою функції Find

Рисунок 2.6 - Рішення за допомогою функції lsolve

Результат: x1= 10; x2= 1; x3= 10; x4= 1.

Дана система рівнянь була вирішена різними методами й засобами, проте відповіді були отримані однакові.

2.2 Завдання 1.2

(Варіант 24)

Перетворити модель, задану у вигляді системи нелінійних рівнянь до виду f 1(x) = y й f 2 (y)= x. Побудувати їхні графіки й визначити початкове наближення рішення. Вирішити систему нелінійних рівнянь.

Рішення засобами Excel

Знайдемо точку перетину y й x. Так як sin перебуває у проміжку від -1 до 1, то можна скласти наступні нерівності:

Далі необхідно побудувати таблицю й графік функцій використовуючи отримані обмеження. Після виконання всіх операцій одержимо графіки функцій.

Рисунок 2.7 - Інтервали пошуку рішення

Рисунок 2.8 - Побудовані графіки функцій

Далі для знаходження точного рішення необхідно заповнити таблицю з вихідними даними й розрахунковими формулами. Задаємо початкові значення х и y рівні 0.

Рисунок 2.9 - Таблиця вихідних даних

Для перевірки правильності рішення необхідно включити режим відображення формул:

Рисунок 2.10 - Дані в режимі відображення формул

Для вирішення рівняння скористаємося вікном «Пошук рішення»:

Рисунок 2.11 - Вікно пошуку рішень

Після натискання кнопки «Виконати» на екрані з'являється рішення:

Рисунок 2.12 - Результат рішення

Результат: x= -1,929, y= -2,283.

Рішення засобами MathCAD

Систему нелінійних рівнянь можна вирішити за допомогою блоку Given...Find. Функція Find шукає точне рішення системи рівнянь, записаної після слова Given [9].

x:= 1 та y:=1 -- початкові значення.



Рисунок 2.13 - Рішення системи

Результат: x= -1,929, y= -2,283.

При порівнянні методу рішення в MathCAD та рішення в Excel з'являються відмінності. MathCAD дає можливість швидко й просто одержати результат; Excel дає користувачеві можливість зрозуміти процес рішення задачі методом імовірнісного пошуку.

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 роблять фільтр у виді конуса. Необхідно розрахувати величину кута , при якій забезпечується максимальний обсяг конуса.

Рисунок 2.14 - Окружність та конус

R - радіус основи конуса; h - висота конуса; r - радіус заготівлі фільтрованого папера.

- довжина

- формула для куска дуги

Знаходимо різницю:

У конусі отримали прямокутний трикутник АОВ, де h - катет. Для знаходження катетів обчислимо корінь із різниці гіпотенузи r та катету R.

,

Цільова функція має гляд:

Обмеження:

Рішення засобами Excel

Спочатку ми задаємо цільову функцію, потім визначаємо для неї обмеження, вибираємо змінні та, задавши перші наближення для змінних, виконаємо «Пошук рішення».

В якості цільової функції виберемо рівняння об'єму конуса умови незаперечності змінних величин; кут Q не повинен перевищувати 2 ПІ.



Рисунок 2.15 - Дані в режимі відображення формул

Заповнюємо вікно «Пошук рішення»:

Рисунок 2.16 - Вікно пошуку рішення

При натисканні клавіші «Виконати» на екрані з'являється наступне вікно й таблиця з рішенням:

Рисунок 2.17 - Результат рішення

Рішення засобами MathCAD.

Максимум цільової функції можна знайти, використовуючи MathCAD, у якому є вбудовані функції Minimize й Maximize.

Рисунок 2.18 - Рішення

Висновок: Отримані в результаті обчислень різними програмними продуктами (MathCAD та Excel) значення повністю ідентичності, що говорить про вірогідність рішення. Так само наочно видно, що обчислення в MathCAD більше громіздкі, але з математичної точки зору більш правильні.

Задача Б.

Проектування 2 -х конусоподібних (пожежних) цебер.

З круглої заготівлі жерсті (r = 3) вирізають сектор з кутом , потім з іншого роблять цебро у виді конуса і з вирізаного сектора теж (тобто 2-а цебра). Необхідно розрахувати величину кута , тобто як необхідно розкроїти заготівлю, щоб обсяг 2-х цебер був максимальним.

R-- радіус основи конуса; h -- висота конуса; r -- радіус заготівлі.

Формули для знаходження радіусу R, висоти h та обсягу V великої заготівлі:

, ,

Формули для знаходження радіусу R, висоти h та обсягу V маленької заготівлі:

, ,

Цільова функція має вигляд:

Обмеження:

Рішення засобами Excel.

Для рішення даної задачі необхідно заповнити таблицю з вихідними даними й розрахунковими формулами.

Рисунок 2.19 - Дані в режимі відображення формул

Далі задається початкове значення кута =0, встановлюється цільовий осередок (загальний об'єм). Викликається «Пошук рішень»:



Рисунок 2.20 - Вікно пошуку рішень

Після виконання операції було отримано наступне рішення:

Рисунок 2.21 - Результат рішення

Рішення засобами MathCAD.

Для рішення даної задачі необхідно заповнити таблицю з вихідними даними й розрахунковими формулами, представленими вище.

А далі скористаємося вже відомою структурою Given.

Рисунок 2.22 - Рішення задачі засобами MathCAD

Висновок: Отримані в результаті обчислень різними програмними продуктами (Excel та MathCAD) значення повністю ідентичні, що говорить про вірогідність правильного рішення.

Задача 21.

Які повинні бути розміри закритого приміщення обсягом V = 77м³ і підлогою квадратної форми, щоб на його облицювання пішла найменша кількість матеріалу?

ABCD - квадрат, => AD=DC=BC=AB.

Об'єм кубу знаходимо за формулою:

Рішення засобами Excel

Заповнюємо таблицю з вихідними даними й розрахунковими формулами:

Рисунок 2.24 - Дані в режимі відображення формул

Рисунок 2.25 - Вікно пошуку рішень

Виконавши даної операції, було отримано наступне рішення:

Рисунок 2.26 - Результат рішення

1.4 Завдання 2.2

(Варіант 11)

Функція об'єкта задана неявно рівнянням, , . Побудувати графік залежності функції на заданому відрізку та знайти її мінімум і максимум з точністю .

F(x,t)	t1	t2	x1	x2
	1	5	1	5

Рішення засобами Excel

Для рішення даного завдання необхідно заповнити таблицю. Задаємо значення t=[0,2]. Задаємо функцію f(x), у якій початкове значення х буде дорівнює 0.

Далі скористаємося вікном підбору параметра.



Рисунок 2.28 - Підбор параметрів

Отримане значення х необхідно перенести в наступний осередок і по цьому значенню х зробити підбор параметра.

Рисунок 2.29 - Результат підбора параметрів

Цю дію необхідно виконувати доти, доки t не буде дорівнювати 2. Далі необхідно побудувати графік за значеннями x і t.

Рисунок 2.30 - Графік залежності x від t

На цьому графіку можна чітко визначити крапку мінімуму й крапку максимуму. Але для точності необхідно заповнити таблицю з вихідними даними й розрахунковими формулами. Задаємо початкові значення х та y = 1.

Рисунок 2.31 - Знаходження min та max

Максимальні й мінімальні значення необхідно знайти за допомогою вікно Пошук рішень.

Рисунок 2.32 - Вікно пошуку рішень для знаходження мінімуму

Рисунок 2.33 - Вікно пошуку рішень для знаходження максимуму

При натискання клавіші «Виконати» на екрані з'являться наступні вікна й таблиці з рішеннями:

Рисунок 2.34 - Вікно з рішенням (мінімум)

Рисунок 2.35 - Вікно з рішенням (максимум)

Результат: мінімум дорівнює t= 1; x=1,42; максимум t=4,823; x=5.

Рішення засобами MathCAD

Задамо початкові значення для обчислення задачі:

З використанням функції Maximize та Minimize знаходимо екстремуми.

Рисунок 2.36 - Вікна з рішеннями

Результат: мінімум дорівнює t= 1; x=1,42; максимум t=4,823; x=5.

Дане рівняння вирішили різними методами й засобами в результаті одержали однакові відповіді, але методи рішення відрізняються.

ВИСНОВКИ

Цілі й завдання курсової роботи з теми «Проектування офісу програмування» досягнуті в повному обсязі: систематизація й закріплення теоретичних знань, отриманих при вивченні навчальної дисципліни «Основи автоматизованого проектування складних систем» і придбання навичок у використанні сучасних інформаційних технологій, а також придбання й закріплення навичок самостійної роботи.

У математичному моделюванні були вирішені всі задані завдання за допомогою Excel та MathCAD.

У графічному моделюванні був змодельований офіс, що працює у сфері розробки ПЗ. План офісу розроблявся, виходячи з кількості співробітників і заданого устаткування. На плані показані меблі, комп'ютери, електротехнічні арматури (світильники, вимикачі, розетки), вікна й двері. Розроблений дизайн офісу (килимове покриття, кольори стін, форми вікон і т.д.). На території, крім офісу, розміщені газони, доріжки, під'їзд для автомобіля. Був зроблений альтернативний вибір комп'ютерного забезпечення. План офісу займає 28 мІ.

У даній курсовій роботі є недоліки, які можна в наслідку модернізувати, наприклад, електропроводка в офісі.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Інформатика: Базовий курс/ С.В.Симонович изд. - Спб.: Питер, 2001. - 640 с.

2. Комп'ютер з нуля. Книга + Відеокурс: учеб. пособ/ під ред. Ф.Н. Рєзникова. - М.: Кращі книги, [2005]. - 384 с.: іл. + [1] CD. іл.

3. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). - СПб.: Питер, 2004. - 560 с.

4. Офіціальний сайт операційної системи MS Windows 7 [електронний ресурс] / Режим доступу до ресурсу http://windows.microsoft.com/ru-ru/windows7/products/what-is.

5. В.С.Симанков, Ю.К.Лушников, В.А.Морозов и др. Автоматизация процессов принятия решений в системах управления - М.: ЦНИИТЭИ, 1986. - 420 с.

6. Объектно-ориентированный анализ и проектирование систем. - Лори, 2007, 284 стр.

7. Столяровский С. Проектирование и дизайн мебели на компьютере - СПб.: Питер, 2004. - 560 с.

8. Гурский Д., Турбина Е. Вычисления в MathCAD 12 - Дело и Сервис (ДИС), 2002 г. - 528 с.

9. Глушков В. М. Основы безбумажной інформатики, 2-е издание, исправленное. -- М.: Наука, 1978, 552 с.

10. Інтернет-ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/ (вільна онлайн енциклопедія)

ДОДАТОК - Презентація проектування офісу туризму