Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Информатика / Другие методич. материалы / Построение простой компьютерной модели экономического или другого процесса. Проведение исследования на основе построенной компьютерной модели.

Построение простой компьютерной модели экономического или другого процесса. Проведение исследования на основе построенной компьютерной модели.


До 7 декабря продлён приём заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)

  • Информатика

Поделитесь материалом с коллегами:


ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

(с использованием табличного процессора MS Exel)



Тема: Построение простой компьютерной модели физического, биологического или другого процесса. Проведение исследования на основе построенной компьютерной модели.

Цель: закрепить алгоритм моделирования на примере построения компьютерной модели, научиться анализировать результаты моделирования, научиться использовать шаблон готовой компьютерной модели для решения типовых задач.

Теоретические сведения к практической работе

Компьютерная модель или численная модель - компьютерная программа, реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем.

Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов - сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Чем больше значимых свойств будет выявлено и перенесено на компьютерную модель - тем более приближенной она окажется к реальной модели, тем большими возможностями сможет обладать система, использующая данную модель. Компьютерное моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д.

Различают аналитическое и имитационное моделирование. При аналитическом моделировании изучаются математические (абстрактные) модели реального объекта в виде алгебраических, дифференциальных и других уравнений, а также предусматривающих осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. При имитационном моделировании исследуются математические модели в виде алгоритма(ов), воспроизводящего функционирование исследуемой системы путем последовательного выполнения большого количества элементарных операций.

Основные этапы компьютерного моделирования:

  1. Постановка задачи и её анализ:

1.1. Определить цель создаваемой модели.

1.2. Уточнить исходные результаты и в каком виде следует их получить.

1.3. Определить исходные данные для создания модели.

  1. Построение информационной модели:

2.1. Определить параметры модели и выявить взаимосвязь между ними.

2.2. Оценить, какие из параметров влиятельные для данной задачи, а какими можно пренебрегать.

2.3. Математически описать зависимость между параметрами модели.

  1. Разработка метода и алгоритма реализации компьютерной модели:

3.1. Выбрать или разработать метод получения исходных результатов.

3.2. Составить алгоритм получения результатов по избранным методом.

3.3. Проверить правильность алгоритма.

  1. Разработка компьютерной модели:

4.1. Выбрать средства программной реализации алгоритма на компьютере.

4.2. Разработать компьютерную модель.

4.3. Проверить правильность созданной компьютерной модели.

  1. Проведение эксперимента:

5.1. Разработать план исследования.

5.2. Провести эксперимент на базе созданной компьютерной модели.

5.3. Проанализировать полученные результаты.

5.4. Сделать выводы насчет свойств прототипа модели.

В процессы проведения эксперимента может выясниться, что нужно:

  • скорректировать план исследования;

  • выбрать другой метод решения задачи;

  • усовершенствовать алгоритм получения результатов;

  • уточнить информационную модель;

  • внести изменения в постановку задачи.

В таком случае происходит возвращение к соответствующему этапу и процесс начинается снова.


Универсальность моделей - это свойство, позволяющее применять модели при описании или функционировании однотипных групп объектов.

Содержание работы:



Задание № 1.

Построить простую компьютерную модель экономической задачи (с применением MS Excel) на примере составления штатного расписания автотранспортного предприятия.

Основные этапы компьютерного моделирования:

1. Постановка задачи:

Генеральный директор АТП должен составить штатное расписание, т.е. определить, сколько сотрудников, на каких должностях и с каким окладом он должен принять на работу.


2. Построение информационной модели:

Исходными данными являются:

Общий месячный фонд зарплаты, который составляет 10 000$.

Для нормальной работы АТП нужно:

  • 5 - 7 диспетчеров;

  • 8 - 10 ремонтных рабочих;

  • 10 - 12 водителей;

  • 1 заведующий гаражом;

  • 3 механика;

  • 1 главный инженер;

  • 1 зам. директора по эксплуатации;

  • 1 генеральный директор.

На некоторых должностях число людей может меняться. Например, руководитель может принять решение сократить число диспетчеров, чтобы увеличить оклад каждому из них.


3. Разработка метода и алгоритма реализации компьютерной модели:

Допустим, что:

Ремонтный рабочий должен получать в 1,5 раза больше диспетчера, т.е. A=1,5 B=0;

водитель в 3 раза больше ремонтного рабочего, т.е. А=3 B=0;

механик на 30$ больше, чем водитель, т.е. A=3 B=30;

зав. гаражом в 2 раза больше диспетчера, т.е. A=2 B=0;

зам. директора на 40$ больше ремонтного рабочего, т.е. A=1,5 B=40;

главный инженер в 4 раза больше диспетчера, т.е. A=4 B=0;

Ген. директор на 20$ больше главного инженера, т.е. A=4 B=20


4. Разработка модели:

Генеральный директор принимает для себя следующую модель задачи. За основу берется оклад диспетчера, а все остальные вычисляются через него.



Математическая модель

Каждый оклад является линейной функцией от оклада диспетчера и рассчитывается по формуле: А С+В

где C - оклад диспетчера;

A - коэффициент, который определяет во сколько раз оклад какой-либо должности больше оклада диспетчера;

B - коэффициент, который определяет, на сколько оклад какой-либо должности больше оклада диспетчера.

Задав количество человек на каждой должности, можно составить уравнение:

N1 (A1 C+B1) +N2 (A2 C+B2) +...+N8 (A8 C+B8)=10000

где N1 - количество диспетчеров, N2 - количество ремонтных рабочих, и т.д.;

A1...A8 и B1...B8 - коэффициенты для каждой должности.

В этом уравнении нам известны A1...A8 и B1...B8, но не известны C и N1...N8.

Решить такое уравнение можно путем подбора.

Взяв первоначально какие-либо приемлемые значения неизвестных, подсчитаем сумму. Если фонд заработной платы превышен, то можно снизить оклад диспетчера, либо отказаться от услуг какого-либо работника, и т.д., пока эта сумма не будет равна установленному фонду оплаты труда. Проделать такую работу вручную трудно. Для создания данной модели используется MS Excel 2010 (2013).

Компьютерная модель

  1. Создайте таблицу и сохраните её в свою папку под именем Штатное расписание:

    G

    H

    коэф.

    А

    коэф.

    В

    Должность

    Зарплата

    сотрудника

    Кол-во

    сотрудников

    Суммарная

    зарплата


    Зарплата

    диспетчера

    1

    0

    Диспетчер


    7



    150,00

    1,5

    0

    Ремонтный рабочий


    9




    3

    0

    Водитель


    10




    3

    30

    Механик


    3




    2

    0

    Зав. гаражом


    1




    1,5

    40

    Зам. директора


    1




    4

    0

    Гл. инженер


    1




    4

    20

    Ген. директор


    1






    Суммарный месячный фонд зарплаты:




  2. В столбце D следует вычислить заработную плату для каждой должности.

В постановке задачи было объяснено, что заработная плата вычисляется по формуле А С+В. В нашей таблице коэффициенты А и В находятся в столбцах А и В, а С - зарплата диспетчера указана в ячейке Н2. Обратите внимание, что формулы вычисления зарплаты сотрудников должны содержать абсолютный адрес ячейки Н2.

  • В ячейку D2 введите формулу =A2*$H$2+B2

  • Скопируйте формулу из ячейки D2 в ячейки D3:D9.

  • При копировании адрес ячейки с зарплатой диспетчера остался постоянным (абсолютным), а адреса A2 и B2 перенастраиваются (они относительные).

  1. В столбце F следует вычислить заработную плату всех сотрудников каждой должности.

В столбце Е указано количество сотрудников каждой должности. Данные в ячейках E2:E4 могут изменяться в пределах штатного расписания, а количество сотрудников на других должностях неизменно (см. постановку задачи).

  • В ячейку F2 введите формулу =D2*E2 (т.е. "зарплата" * "количество сотрудников").

  • Скопируйте формулу из ячейки F2 в F3:F9.

  1. В ячейке F10 найдите суммарный месячный фонд заработной платы всех сотрудников, т.е. сумму значений ячеек F2:F9.

  2. Оформите таблицу:

hello_html_m8b0236c.png

  1. Составьте штатное расписание: вносите изменения в зарплату диспетчера в ячейке H2 или меняйте количество сотрудников в ячейках E2:E4 (см. постановку задачи) до тех пор, пока полученный суммарный месячный фонд заработной платы не будет равен заданному (т.е. в ячейке F10 необходимо получить значение приблизительно равное 10000).

  2. Сохраните таблицу и предъявите преподавателю файл работы Штатное расписание с 1 листом: Модель


Задание № 2.

4. Компьютерный эксперимент:

  1. Составьте штатное расписание с использованием функции автоматизации расчетов – Подбор параметра.

Функция Подбор параметра удобное средство Excel для анализа “Что - если”. При этом подбирается такое значения для ячейки с изменяемым параметром, чтобы число в целевой ячейке стало равно заданному.

  • Выберите команду меню Данные, Анализ ”Что - если”, Подбор параметра и:

  • укажите в окне. Установить в ячейке адрес целевой ячейки F10 (Фонд заработной платы);

  • введите в окно Значение - 10000;

  • укажите в окне. Изменяя значение ячейки адрес ячейки H2 (зарплата диспетчера), т.е. адрес именно той ячейки, от которой зависит расчет всей таблицы;

  • нажмите OK.

  • Нhello_html_72b553a5.pnghello_html_29091dcf.pngачнется процесс подбора параметра. На рисунке показан результат подбора параметра.








  • Если нажать на кнопку OK, значения ячеек в таблице будут изменены в соответствии с найденным решением.

  1. Создайте лист и переименуйте его в Варианты.

  2. Составьте 4 варианта штатного расписания и оформите их в виде таблицы: Варианты штатного расписания

A

B

C

D

E

F

G

H

12

Варианты штатного расписания

13


Диспетчер

Рем. рабочий

Водитель

Зарплата

диспетчера

14

Вариант 1 (минимальное количество сотрудников)

5

8

10


15

Вариант 2 (максимальное количество сотрудников)

7

10

12


16

Вариант 3 (среднее количество сотрудников)

6

9

11


17

Вариант 4 (среднее количество сотрудников)

6

10

10



Для каждого из 4-х вариантов:

  • в основной таблице с компьютерной моделью измените, количество сотрудников на должностях диспетчера, ремонтного рабочего и водителя (фонд заработной платы в ячейке F10 сразу изменится);

  • подберите зарплату диспетчера в новых условиях с использованием функции Подбор параметра;

  • скопируйте найденное решение в таблицу Вариантов штатного расписания.

  1. Сохраните таблицу.


Анализ результатов моделирования


  1. Создайте копию листа Модель и переименуйте его в Отчет.

  2. Выберите один из 4-х (оптимальный с Вашей точки зрения) вариант штатного расписания. Выбор обоснуйте.

  3. На листе Отчет оформите таблицу, например, как на рисунке.

hello_html_m5f92ea21.png
















  • Вставьте перед таблицей две строки (1-ю и 2-ю).

  • Оставьте столбцы C, D, E и F, а столбцы. А, В, G, Н скройте, выполнив команду Скрыть контекстно-зависимого меню.



Внимание! Удалять столбцы A , В и H нельзя, так как в таблице на них есть ссылки, но их можно скрыть (при этом ширина столбцов становиться равной нулю).

















hello_html_22d0df7.png


Примечание: чтобы отобразить скрытый столбец (например, столбец Н) следует выделить соседние с ним столбцы (столбцы G и I) и выполнить команду меню Формат, Столбец, Отобразить или пункт Показать контекстно-зависимого меню.


  • Введите заголовок ”Штатное расписание АТП” и подзаголовок “Генеральный директор и Ваши Ф.И.О.”

  • Оформите заголовок и подзаголовок.

  • Добавьте своё оформление.

  1. Сохраните файл.

  2. Подготовьте листы Варианты и Отчет к печати:

  • выберите альбомную ориентацию страницы;

  • укажите в верхнем колонтитуле фамилию, а в нижнем - дату и время.

  1. Сохраните файл.

  2. Предъявите преподавателю файл АТП с 3 листами: Модель, Варианты, Отчет





57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)

Автор
Дата добавления 07.04.2016
Раздел Информатика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров197
Номер материала ДБ-015314
Получить свидетельство о публикации

Комментарии:

7 месяцев назад

Цель: закрепить алгоритм моделирования на примере построения компьютерной модели, научиться анализировать результаты моделирования, научиться использовать шаблон готовой компьютерной модели для решения типовых задач. Практическую работу можно использовать для дисциплины Информационные технологии в профессиональной деятельности для специальности Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта.


Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх