exam_22

1. Понятие погрешности при выполнении инженерных расчетов. Погрешности метода, погрешности измерений и погрешности вычислений.

Основные понятия

• Объект измерения – реально существующий физический объект, среди многих свойств которого существуют свойство с измеряемой физической величиной [1].
• Субъект измерения – человек, осуществляющий измерительный эксперимент.
• Математическая модель объекта измерения – упрощенное описание объекта измерения с помощью математических формул, адекватно отражающих интересующие субъект измерения свойства и связи между ними, необходимые для проведения измерительного эксперимента.
• Измерение – процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (ГОСТ 16263-70). Это определение относится только к области технических измерений.
• Принцип измерения – совокупность физических эффектов, на которых основаны измерения.
• Метод измерения – совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с используемым принципом измерения. Бывают методы непосредственной оценки и методы сравнения.

Погрешность измерений

• Прямые измерения – измерения, при которых искомое значение физической величины находится непосредственно по показаниям средства измерения (например, измерение амперметром силы тока).
• Косвенные измерения – измерения, при которых искомое значение физической величины находится с использованием известной зависимости между этой величиной и другими величинами, подвергаемыми прямым измерениям (например, измерение электрической мощности на участке электрической цепи с использованием показаний амперметра, вольтметра и известной зависимости P=UI). Качество измерения оценивается погрешностью измерения. Следует различать понятия погрешность измерения и погрешность результата.
• Погрешность результата измерения есть абсолютная разность между численным значением результата измерения и действительным значением измеряемой физической величины.
• Погрешность измерения есть абсолютная разность между измеренным значением физической величин и истинным значением физической величины.
• 

Погрешность метода

Методические погрешности закладываются оператором, проводящим измерительный эксперимент, на стадии планирования эксперимента. Эти погрешности определяются несовершенством выбранной математической модели объекта измерения, методом измерения и влиянием средства измерения на объект измерения. Например, при измерении площади сечения цилиндра путем измерения его диаметра считается, что сечение цилиндра есть круг, а в действительности сечение не круг, а эллипс и еще более сложная геометрическая фигура. Допускаемая при этом методическая погрешность измерения будет обусловлена несовершенством выбранной математической модели объекта измерения. Отличительные особенности методических погрешностей состоят в том, что они не могут указываться в нормативно-технической документации на средство измерения, так как не зависят от него.

• Случайная погрешность является следствием действия многих известных и неизвестных причин. Часть этих причин обусловлена внешними условиями проведения эксперимента (например, электромагнитные помехи), часть – внутренними причинами, такими как внутренние шумы электронных элементов.
• Инструментальная погрешность определяется средством измерения и делится на основную, дополнительную и динамическую. По способу выражения различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности.
• Абсолютная погрешность измерения (Δ) – это разность между результатом измерения х и действительным (истинным) значением физической величины хи [2]: Δ = х – хи.
• Относительная погрешность измерения (δ) – это отношение абсолютной погрешности к действительному (истинному) значению измеряемой величины (часто выраженное в процентах): δ = (Δ / хи)·100 %
• Приведенная погрешность (γ) – это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению ХN – условно принятому значению физической величины, постоянному во всем диапазоне измерений: γ = (Δ /ХN)·100 % При характеристике погрешностей средств измерений часто пользуются понятием предела допускаемой погрешности средств измерений.
• Предел допускаемой погрешности средства измерений – это наибольшая, без учета знака, погрешность средства измерений, при котором оно может быть признано и допущено к применению.

Погрешность вычислений

• Погрешность вычислений - погрешность округления – связана с использованием в вычислительных машинах чисел с конечной точностью представления [3]. Выполняя вычисления, всегда необходимо помнить о той точности, которую нужно или которую можно получить. Недопустимо вести вычисления с большой точностью, если данные задачи не допускают или не требуют этого (например, семизначная таблица логарифмов при вычислениях с числами, имеющими 5 верных значащих цифр - избыточна).
• Разница между точным числом x и его приближенным значением a называется погрешностью данного приближенного числа. Если приближенное число содержит лишние (или неверные) знаки, то его следует округлить. При округлении сохраняются только верные знаки; лишние знаки отбрасываются, причем если первая отбрасываемая цифра больше или равна d / 2 (d -основание системы счисления), то последняя сохраняемая цифра увеличивается на единицу. При округлении возникает дополнительная погрешность, не превышающая половины единицы разряда последней значащей цифры округленного числа. Поэтому, чтобы после округления все знаки были верны, погрешность до округления должна быть не больше половины единицы того разряда, до которого предполагают делать округление.

2.Диаграммы развертывания UML. основные изобразительные элементы и назначение

Диаграммы развертывания UML

• Диаграмма развёртывания (англ. Deployment diagram) в UML моделирует физическое развертывание артефактов на узлах [4].
• Диаграмма развертывания представляет физическое расположение системы, показывая, на каком физическом оборудовании запускается та или иная составляющая программного обеспечения.
• Например, чтобы описать веб-сайт диаграмма развертывания должна показывать, какие аппаратные компоненты («узлы») существуют (например, веб-сервер, сервер базы данных, сервер приложения), какие программные компоненты («артефакты») работают на каждом узле (например, веб-приложение, база данных), и как различные части этого комплекса соединяются друг с другом (например, JDBC, REST, RMI).
• Ниже рисунке 8.1 показан пример простой диаграммы развертывания [5]. Главными элементами диаграммы являются узлы, связанные информационными путями.
• Узел (node) – это то, что может содержать программное обеспечение. Узлы бывают двух типов:

1. Устройство (device) – это физическое оборудование: компьютер или устройство, связанное с системой.
2. Среда выполнения (execution environment) – это программное обеспечение, которое само может включать другое программное обеспечение, например операционную систему или процесс контейнер.

• Узлы могут содержать артефакты (artifacts), которые являются физическим олицетворением программного обеспечения; обычно это файлы. Такими файлами могут быть исполняемые файлы (такие как файлы .exe, двоичные файлы, файлы DLL, файлы JAR, сборки или сценарии) или файлы данных, конфигурационные файлы, HTML-документы и т. д. Перечень артефактов внутри узла указывает на то, что на данном узле артефакт разворачивается в запускаемую систему.

Основные изобразительные элементы и назначение

• Узлы представляются как прямоугольные параллелепипеды с артефактами, расположенными в них, изображенными в виде прямоугольников. Узлы могут иметь подузлы, которые представляются как вложенные прямоугольные параллелепипеды. Один узел диаграммы развертывания может концептуально представлять множество физических узлов, таких как кластер серверов баз данных

• Артефакты можно изображать в виде прямоугольников классов или перечислять их имена внутри узла. Если показывать эти элементы в виде прямоугольников классов, то можно добавить значок документа или ключевое слово «artifact». Можно сопровождать узлы или артефакты значениями в виде меток, чтобы указать различную интересную информацию об узле, например поставщика, операционную систему, местоположение – в общем, все, что придет вам в голову. Часто бывает множество физических узлов для решения одной и той же логической задачи. Можно отобразить этот факт, нарисовав множество прямоугольников узлов или поставив число в виде значения-метки.

• Рассмотрим подробно элементы и их назначение.

Список использованных источников:

1. Учебное пособие "Теория погрешностей техническим измерений"
2. Сайт "StudFiles"
3. Сайт "StudFiles"
4. Сайт "Википедия"
5. Сайт "Планерка.Школа креативности"

Замечания

Не отражены вопросы погрешности вычислительных методов

Не решен вопрос с собственными или более интересными примерами

Использованы подозрительные источники вместо правильных и современных национальных стандартов (ГОСТ Р)