4.16 Решение рецептурно-технологических задач на эвм в режиме диалога

При решении задач численными методами инженер-технолог взаимодействует с компьютером, оснащенным программным обеспечением. Программное обеспечение составляют:

1) программы, реализующие разные численные методы;

2) управляющие программы (операционные системы и специальные проблемно-ориентированные программные средства, разработанные для решения определенного класса задач), которые организуют вычислительный процесс и обеспечивают взаимодействие специалиста и компьютера.

Это взаимодействие осуществляется в одном из двух режимов.

В пакетном режиме пользователь заранее определяет последовательность применяемых методов, задает их параметры, все исходные данные задачи, вводит эту информацию в машину (в пакете задания) и по завершению всех заданных расчетов получает конечные результаты. После их анализа при необходимости уточнить результат или изменить отдельные исходные данные снова выполняется полный расчет.

В режиме диалога (в интерактивном режиме) пользователь и компьютер задают друг другу вопросы и получают ответы. При этом алгоритм решения задачи может быть построен по сложной многоветвевой схеме, в которой переходы на ту или иную ветвь не заданы жесткой логикой, а выбираются в ходе диалога человеком. Это делает процесс решения инженерных задач более гибким и полным, позволяя учесть неформализованную информацию. Алгоритм может уточняться и пересматриваться в ходе выполнения в зависимости от текущих результатов. Если при пакетном режиме работы с машиной управление вычислительным процессом осуществляется статически, то в режиме диалога этот процесс становится динамическим на основе оперативного обмена информацией через дисплей.

Диалоговая система программ для решения рецептурно-технологических задач должна быть оснащена средствами, позволяющими в интерактивном режиме осуществлять управление алгоритмами, данными, специальными подсистемами анализа решений. Управление алгоритмами предполагает: возможность изменения алгоритма поиска оптимума (например, смена покоординатного спуска на градиентный в тупиковой точке); изменение процедур расчета отдельных характеристик (в частности, замену расчета среднего на оценку медианы); замену условий остановки при поиске оптимального решения или корня управления и т.п. Управление данными предполагает, в частности, изменение отдельных входных экспериментальных данных уточненными, добавление новых данных, замену точек плана имитационного эксперимента и параметров генерируемых распределенных случайных величин, увеличение или снижение точности при поиске оптимума, изменение нормативных значений параметров и т.п. Специальные подсистемы в режиме диалога должны обеспечить возможность: анализировать окрестности оптимума с помощью представления на экране дисплея изолиний критерия оптимальности с учетом ошибок модели; выделять и варьировать ограничения для определенных путей улучшения рецептурно-технологических решений; использовать результаты в виде удобных таблиц и графиков и т.д.

Наиболее рациональной для решения рецептурно-технологических задач на компьютере представлена система программ, которая включает: богатую и пополняемую библиотеку функциональных программных модулей, реализующих разные численные методы; обеспечивающие программные средства, позволяющие работать на компьютере и в диалоговом режиме на удобном для пользователей языке и с использованием автоматизированных пакетов программ в тех случаях, когда знания и участие технолога не могут быть использованы в вычислительном процессе.

Следует еще раз подчеркнуть, что выбор того или иного численного метода для поиска приближенного решения зависит, в частности, от двух взаимосвязанных (но не взаимозаменяемых!) причин – от класса математических моделей, описывающих инженерную ситуацию с известной полнотой и заданной точностью и от возможностей, используемых для реализации вычислительной процедуры (включая программное обеспечение). Диапазон методов при этом весьма велик – от простейших аналитических расчетов на микрокалькуляторах до вычислительного эксперимента.