Завдання.

Целостность. При обработке данных в БД недостаточно, чтобы ЦММ просто отражала объекты реального мира. Важно, чтобы такое отражение было однозначным и непротиворечивым. В этом случае говорят, что ЦММ удовлетворяет условию целостности (integrity). Целостность ЦММ имеет два значения: как объекта БД и как модели реального объекта.

Целостность ЦММ как объекта базы данных определяется требованиями СУБД и соответствует понятию целостности информации в БД. Для достижения целостности исходная информация должна быть типизирована и структурирована. Такая целостность позволяет осуществлять работу с ЦММ как с элементом базы данных, направлять к ней запросы, проводить фильтрацию, получать справки или отчеты.

Целостность ЦММ как модели реального объекта определяется требованием получения проекта карты или картографической композиции средствами ГИС. Для достижения такой целостности информация должна быть полной, актуальной и отвечать требованиям точности при получении данного проекта карты. Например, информация должна включать не только собранные на местности данные, но и библиотеки условных знаков, которые хранятся в БД независимо от ЦММ. В данном случае целостность ЦММ как модели объекта обусловливается полнотой информации БД.

Другой пример: точностные требования, позволяющие строить карту масштаба 1:1 000 000, не соответствуют точностным требованиям для масштаба 1:2 000, в силу чего метрические данные ЦММ мелкого масштаба не пригодны для построения карт крупного масштаба.

Дискретность. ЦММ относится к классу дискретных моделей. Это обусловлено необходимостью хранения ЦММ как объекта дискретной базы данных. Геометрическая часть ЦММ может содержать отдельные точки поверхности объектов. Тем не менее, ЦММ позволяет строить непрерывные линии и поверхности, т.е. получать аналоговые модели (аналоговые карты), за счет совместного использования метрической и семантической информации.

Отметим противоречие, заключающееся, с одной стороны, в необходимости выделения большей информативности модели, что увеличивает объем модели, с другой - в необходимости минимизации информационных объемов, обусловленной ограничениями машинных носителей информации и требованием максимальной скорости обработки данных.

Многофункциональность. ЦММ должны быть легко адаптируемыми для решения различных задач. Графическое отображение ЦММ не должно зависеть от средств воспроизведения графической информации. Например, одна и та же ЦММ может использоваться для получения карт масштабного ряда.

Для многократного использования ЦММ нужны дополнительна данные: описатели, классификаторы, нормативные данные, правила применения и т.д. Обычно их называют метаданными. Они хранятся в словаре данных (data dictionary).

Технологически можно выделить следующие виды моделирование: семантическое, инвариантное, геометрическое, эвристическое, информационное. Они проявляются на разных системных уровнях обработки информации в разной степени.

Семантическое моделирование взаимосвязано с задачами кодирования и лингвистического обеспечения, поэтому оно в большей степени используется на уровне сбора первичной информации. Это обусловлено также большим объемом и разнообразием входной информации, сложностью ее структуры, возможным наличием ошибок.

Чем более разнородна входная информация по структуре и содержанию, чем менее она унифицирована, тем больший объем семантического моделирования применяется в подсистеме сбора.

Инвариантное моделирование основано на работе с полностью или частично унифицированными информационными элементами или структурами. Его эффективность доказана опытом применения прежде всего САПР и других АС. Этот вид моделирования предполагает использование групповых операций, чем обеспечивается повышение производительности труда по сравнению с индивидуальным моделированием.

Инвариантность создает предпосылки для широкого применения наборов программно-технологических средств независимо от конкретного вида (особенностей) моделируемого объекта. Она предусматривает использование общих свойств моделируемых объектов (свойства типов или классов) безотносительно к техническим средствам и специфическим характеристикам отдельных объектов.

Этот вид моделирования обеспечивает значительное повышение производительности обработки информации, особенно при моделировании (обработке) графических объектов.

Однако реализация такого подхода возможна лишь при наличии структурно разделенных графических моделей, нижний уровень которых инвариантен (безотносителен) к особенностям модели, а верхний содержит индивидуальные свойства моделей. Другими словами, такое моделирование требует специализированного программного и лингвистического обеспечения, учитывающего свойства моделируемых объектов и возможность их структуризации на некие графические примитивы.

Геометрическое моделирование можно рассматривать как разновидность инвариантного, тем не менее оно применяется там, где требуется обработка метрических данных.

Эвристическое моделирование применяется при учете индивидуальных свойств объектов на видеоизображениях и при решении специальных нетиповых задач. В основном оно реализуется при интерактивной обработке.

Оно базируется на реализации общения пользователя с ЭВМ по сценарию, учитывающему, с одной стороны, технологические особенности программного обеспечения, с другой - особенности и опыт обработки данной категории объектов.

Информационное моделирование связано с созданием и преобразованием различных форм информации, например графической или текстовой, в вид, задаваемый пользователем. Оно эффективно только при предварительной разработке интегрированной информационно основы и применении баз данных. В современных автоматизированные системах для отображения ЦММ применяют автоматизированные системы документационного обеспечения.

Следует отметить, что все виды моделирования используются на всех системных уровнях, но в разной степени.

Описание цифровой модели динамично. Оно изменяется или дополняется по мере появления новых задач, новых методов обработки и новых технических средств автоматизации проектирования.

Завдання.

1. І частина. Розрахунок і моделювання системи

1.1. Отримати дискретну передатну функції об'єкта регулювання

1.2. Використавши ПІ закон регулювання, обчислити коефіцієнти цифрового регулятора.

1.3. За передатною функцією цифрового регулятора записати різницеве рівняння його роботи

1.4. Скласти алгоритм роботи системи.

2. ІІ частина. Дослідження системи

2.1. Використавши пакет Mathlab, виконати моделювання системи.

2.2. Дослідити, як змінюються показники якості роботи системи при:

2.2.1. зміні постійної часу об'єкта на 5% від заданої величини

2.2.2. при збільшенні та зменшенні коефіцієнтів регулятора

2.3. роботу цифрової системи при збільшенні періоду квантування в часі безперервної інформації в 2 та в 4 рази більшим від заданого. Зауваження:при виконанні цього пункту потрібно пам'ятати, що при зміні значення періоду квантування, зміниться й передатна функція регулятора. Це потрібно врахувати.

Контрольні питання

a) З яких фізичних елементів складаються цифрові системи?

b) Якими рівняннями характеризуються їх динамічні властивості?

c) Як впливає період дискретизації на роботу системи?

d) Як впливає запізнення, яке є в системі, на її роботу?

e) Яким чином покращити якісні показники системи при наявності запізнення в системі?

f) Чому в системі, яка досліджувалася, перехідний процес не має повного закінчення через певний час?

g) Чи залежить тривалість перехідного процесу від значення коефіцієнтів регулятора?

Варіанти завдання