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一、学习数学建模的意义和数学的社会需求
随着人类的进步,科技的发展和社会的进步日趋数字化,“数学已无处不在”“数学就等于机会”的时代已经到来,数学应用越来越广泛,越来越受到重视,数学模型(Mathematical Mondel)和数学建模(Mathematical Modeling)这两个词的使用频率越来越高,可以这样说,现实生活处处存在数学建模,数学建模离不开现实生活。因为数学建模的最终目的是服务于生产劳动和生活,解决实际问题。
当今,“开展数学建模活动”的重心已从大学转移到了中学,并已成为中学教学中的热点问题,从高考数学命题来看:1993年有贺卡分配、灯光照明、商品抽样、游泳池造价等问题;1994年有细胞分裂、任务分配、物理测量等问题;1995年有淡水鱼养殖的问题;1996年有耕地粮食的问题;1997年有运输成本问题;1998年有环保设备问题;1999年有轧钢问题等等。其中应用问题的演变趋势有两个特点:一是应用题正由小题向大题,进而向大小题相结合转化;二是由简单的直接应用向实际问题数学模型化转变。通过建立适当的数学模型,达到解决实际问题的目的。那么,怎样把现实生活中的问题用数学建模的办法来解决呢?一般来讲,生活中的数学建模有如下几个步骤。
模型假设:根据实际对象的特征和建模的目的,对问题进行必要的简化,并用精确的语言提出一些恰当的意见。
二、数学建模的基本思路和方法
1.模型假设。
2.模型建立。在假设的基础上,对问题进行数学形式的抽象,利用适当的数学语言来刻画各变量之间的数学关系,建立相应的数学结构。
3.模型求解。利用获取的数据资料对模型中所有参数做出计算。
4.模型分析。对所得的结果进行数学上的分析。
5.模型检验。将模型分析结果在实际情形中进行比较,以此来验证模型的准确性、合理性和适用性。如果模型与实际较吻合,则要给出计算结果的实际含义,并进行解释。如果模型与实际吻合较差,则应修改假设再次重复建模过程。
6.模型应用。模型的应用和适用范围因问题的性质和建模的目的而异。
下面以2001年高考文科第21题为例,具体阐述生活中的数学建模问题。
题目:某蔬菜基地种植西红柿,由历年时令得知,从二月一日开始的300天内,西红柿市场售价与上市时间的关系用图1的一条折线表示:西红柿的种植成本与上市时间的关系用图2的抛物线表示。
(1)写出图1表示的市场售价与时间的函数关系式;写出图2表示的种植成本与时间的函数关系式。
(2)认定市场售价减去种植成本为纯收益,问何时上市的西红柿纯收益最大?
(注:市场售价和种植成本的单位:元/百千克,时间单位:天)
综上所述:从二月一日开始的第50天时上市的西红柿纯收益最大。
这道题把日常生活中极普遍的种植、上市、销售、利润、物件诸因素融入“西红柿”中,情境贴近生活,通过图象给出各元素关系,形象具体、深刻,既有生活又含生产;既有种植又有销售;既有支出(成本)又有收入(利润)。所有元素数据,相关联系信息,都是用图象给出。这些符合实际的数据,描绘出两条经验曲线,考生需从图象中“读”所需数据,建立函数关系式,去寻求最佳方案。由此可知,成功的“数学建模”离不开对现实生活中发生的现象进行模拟体验和细致的观察、认真的记录,运用数学的方法对材料进行加工分析,大胆地猜想和不断地提出问题,并加以严密的论证,再回到实际生活中去接受检验,不断地修正和完善,从而得出具有较高精度和一定指导价值的结论等重要环节,由此可以看出实践性是第一的。2月1日起刚上市的西红柿每千克的市场价较高,但收益并不理想,原因是此时的成本也较高。由图1和图2分析得到:天气冷时,蔬菜基地靠大棚作业,种植成本相应提高;随着时间推移,季节变化,天气逐渐变暖,种植成本下降,市场售价也降低;影响因素远不止于此。针对这个普遍存在的现实生活问题,通过构建数学模型,运用数学基础知识得到:“从2月1日起第50天上市的西红柿获利最大”的结论,结论是现实的,对某地区的菜农也是有积极指导意义的。
三、学生数学建模能力的培养方法与途径
培养和提高学生的数学建模能力,一般来讲,可按以下基本程序进行。
1.课堂,即课内先让学生掌握数学建模的有关理论性知识,再通过教师对一些实例的讲解、分析,让学生了解数学建模的过程和方法,以及怎样利用数学建模来解决实际问题。
2.课外,即学生可利用放学回家的路上,或在节假日深入工厂、农村、机关、超市等场所进行调查研究,取得一定素材和数据,然后对那些较典型的素材进行分析,并结合自己所掌握的有关数学常识建立一个数学模型。
3.回到课堂,即教师对学生中较典型的数学建模进行剖析,并让学生相互交流数学建模心得,做到取长补短,共同提高。
4.再回到课外,即继续深入生活,对自己所建立的数学模型进行反复修正,直至接近于现实。
总之,学生数学建模能力的培养方法和途径是“学习―实践―再学习―再实践”的过程。
第一学期,在讲完“函数的应用”一节之后,我布置了这样一个作业:要求学生根据自己的生活体验,针对自己了解的某个问题,建立一个函数模型。第二节课,我先检查作业,发现大部分学生能基本达到要求,而且有几个学生的作业完成得比较好。如,“服装销售单价与营利大小”的问题,“某品牌的洗发水单价与包装重量”的问题,“城市打的付费”的问题等等。其中,“城市打的付费问题”是较典型的一个例子。
题目:某市现行的打的付费标准是起价8元,三公里后开始跳表1.6元/公里,另外10公里以上需加30%的返程费。
(1)写出打的费用与路程的函数关系;
(2)当路程为x=11公里时,乘客应付费多少元?
有位学生是这样解的。
接下来,我让同学们相互交流各自的作业,然后比较、讨论、修改,这时另外一个学生看了他的作业之后,向他提出了这样的问题:11公里的路程,如果我分两辆的士乘坐,结果又会怎样呢?这个问题提出得太好了,他听了之后,似乎马上意识到了自己的疏忽。最后,经过几个同学一起讨论、修改、又得到了另外一种解答方案。
解:若按乘坐两辆的士到达目的地,设乘坐第一台所走的路程为x1,乘坐第二台所走的路程为x2,则x1+x2=11,设n≤x1
通过比较两种计算结果,他们还发现,对于11公里的路程,分乘两辆的士到达目的地要少付费3.04元。
当然,这个问题,同学们还可以继续深入探讨:对于多少公里的路程,分乘两辆的士到达目的地,比单乘一辆的士到达目的地付费要少呢?
在学习数学建模的过程中,同样要发挥学生的主体作用和教师的主导作用,从生活中来,到生活中去,构建学生的生活情境,植根于生活,从易到难,使学生有成功的体验,从而激发学生对数学建模的学习兴趣。
综上所述,通过数学建模的教学,能够提高学生运用知识解决实际问题的能力,它有助于学生综合经营素质的提高,有助于其他学科的学习与综合运用知识的能力的提高,并能培养学生关心社会的人文精神。因此,数学建模的教学是当前乃至今后数学教学的目的和总要求。
以上赘述只是本人的一点浅见。还是姜伯驹院士概括得好:“数学已从幕后走到台前,直接为社会创造价值。”作为新世纪的数学教师,更应该清楚,课堂上,我们需要将什么教给学生,将什么不教给学生,而让学生自己去发现。
数据挖掘充分利用了这些学科的结果,但是研究目标和重点又不同于这些单一研究领域.数据挖掘方法能从巨大的真实数据库中提取感兴趣的和以前不知道的知识,从而成为一个在理论和应用中重要而实用的研究领域.但是,数据挖掘并不等同于任何一个上述提及的学科.例如,统计学在数据挖掘中应用广泛,但是在一些方面并不解决问题.统计学的方法限制在数学范围内,无法表示集合之间的关系,如集合的包含关系.在关系数据库中,属性值只能使用精确数据,不能使用不确定或不精确的数据.数据库对于数据挖掘来说,只是一个训练集,相对于数据库在DBMS系统中的角色差多了,机器学习的算法也很多,但是要在数据挖掘中应用,必须要解决实用性问题,即在大量的数据中进行有效的学习.数据挖掘主要解决以下问题:
(1)数据挖掘不仅要挖掘二维数据表数据,还要挖掘文本数据、多媒体数据和万维网数据.
(2)挖掘算法现在数据挖掘已经发展了众多的建模和学习方法,从中选择合适的算法更多是来自经验.
(3)使用背景知识无疑会帮助在数据挖掘中建模的准确度.
(4)可视化-使用可视化的方法进行数据挖掘非常重要和有用.数据挖掘一般被定义为“使用自动的方法从大量数据中提取隐含的、以前未知的、隐藏的、潜在有用的知识或高层信息”.这里术语“数据”是指事实或原子信息的集合,如数据库中的记录.“知识”是指描述数据集合整体特性的更高层次的概念,如预测属性值的规则、属性之间
的依赖关系等.有时“数据”“知识”“信息”并没有严格加以区分.Fork结点的行为是创建子Token,并且将子Token指向从Fork出发的leavingTransition的下一个结点.Join结点的行为是判断是否所有的兄弟Token已经全部到达本结点,若已经全部到达本结点,就把这些兄弟Token的父To-ken直接转向Join结点的下一个结点.Decision结点的行为就是判断其表达式的真假,根据表达式的计算结果,确定下一个结点的流向.TaskNode结点的行为是根据任务结点里关于任务分配的定义来建立任务与人员的具体分配.
数据挖掘技术在计算机网络入侵检测中的应用
利用JPDL定义好的流程交给JBOSSPROCESSEN-GINE中的DEFINITIONLOADER.其中由JPDL定义的流程就是一个XML文件,由DEFINITIONLOADER将这个XML文件读进来,即将定义的规则读进来.此后,用户就能够利用在JBOSSPROCESSENGINE中定义好的流程来执行流程.此外,在jBPM流程引擎中还有诸如状态管理、日志管理能功能,在用户层面来看,有流程监控功能,这些功能分别对应STATEMANAGER、LOGMANAGER以及PROCESSMONITOR.以上就是JBOSSjBPM工作流引擎的组成.流程实例中的signal()方法相当于一个快捷方法,在这个方法里,首先会进行诸如流程实例状态是否会结束这样之类的判断,然后会将这个调用请求转交给与之相对应的root-Token对象,然后会调用rootToken中的signal()方法.
很显然的是,Token中的signal()方法是与某个结点相关联的.引用的改变即引用由当前结点指向下一个结点,在JBOSSjBPM中,它将这一职责进行了分离,所有的调度职责并不是在Token的内部来完成的,会把这些工作转交给不同的对象,jBPM将当前结点称之为from结点,为了完成引用的改变,当然是要找了当前from结点的下一个结点,jBPM不是在rootToken里面进行查找,而是将这一职责转交给from结点,在from结点中来进行查找,因为在from这个结点当中,存在很多leavingTransition这样的线。
3DS MAX,在三维动画行业中,是一款无人不知的三维动画制作软件。软件兼容性强,应用领域广泛,并且可以兼容非常多的插件,出色的建模和动画能力,方便快捷的材质编辑系统,拥有这些优点的特点吸引了大批的三维动画制作公司。各大高校为培养应用型动画人才适应主流的动画市场需求,因此把该门课程作为学生的必修课程。然而在课程实际教学过程中,在追求博而广的软件应用知识的情况下,却忽略了课程内部教学过程中的服务宗旨,即三维动画课程体系中存在内在联系,承上启下,各课程间存在关联性、交叉性和融合性,以此来确保和发挥培养方案优势作用。
1、传统机械化的教学方法
3DS MAX课程主要开设对象为三维动画方向的学生,且学生在学习两年动画基础理论课程后开设的一门专业必修课程。该课程的特点是知识面广,涵盖内容多:三维建模模块、动画模块、渲染模块(灯光、材质)等,该课程教学方法多采用多媒体课件讲解3DS MAX软件的各个模块功能、相关命令和上机练习指导。该套教学方法在笔者求学期间就已经采用,存在问题主要有3DS MAX软件是一款复杂的三维绘图软件,工具、命令和参数多,抽象深奥,学生在课堂上可以听懂,待到上课结束后对课堂上讲解内容变会产生记忆模糊,在课后练习时便忘记了课堂上讲解的操作步骤和技巧,这样会使得部分学生在没有入门的情况下便放弃了对该门课程的继续学习。
学生在学习该课程时普遍定义该课程为一门软件类课程,在课堂学习过程中一味死记硬背软件的命令和操作面板,忽略了学习该课程对于动画理论知识的验证和实践。长期使用该套教学方法会使得课堂过于呆板,难以激发学生的学习欲望,使得学生只能停留在软件知识学习的原点,只会运用软件制作简单的角色模型、场景模型和渲染精美的效果图。而教师会觉得学生对于该课程学习的积极性不高,学生整体水平较差,便采取了以点带面的教授方式,最终使得学生徒劳无益。长期以往便产生了习惯性的机械化教学的常态。
2、课程缺乏交叉融合观念
3DS MAX课程旨在培养学生虚拟三维空间能力学习,综合运用各种所学动画理论知识进行具体设计创作。但课程教学过程中各个模块的教学重心点不同。三维动画宏观分为前期、中期和后期等阶段。前期阶段包含创意、剧本、设定和分镜。中期阶段包含三维建模、动画、渲染。后期阶段包含特效和合成等。在本门课程教授过程中一味放大中期阶段,弱化前、后期阶段,往往只追求局部的创作能力,却限制了学生天马行空的想象能力。中期阶段的技术性训练最终目标是动画的创作。是符合市场和受众心理需求的艺术作品。
而在授课阶段,放大软件自身的功能,教授过程中仅仅围绕各种单独和孤立的技法训练,学生盲目追求单独效果进行被动式训练,进入牛角尖式的训练。最终偏离了动画大学科的轨迹,使得学生产生分流和对技术训练的盲目跟风。一味陷入软件应用的误区。
3、动画专业学生多及课程时间紧
伴随着动画公司不断兴起、市场需求量不断增大,艺术类专业扩招大军的不断增加,艺术类本科生的学生综合素质也没有较大的优势可言,但是学生基数多的现象确普遍存在。数量上增大导致培养出来的学生犹如工厂的流水线的生产方式,在相同的班级学生层次不同,相同案例部分学生一次可以掌握但是部分学生多次训练还是很难理解。学生基数多这就使得教学进度产生延迟。多数学生只会依葫芦画瓢很难举一反三,缺少自主的设计理念,过分依赖教师的讲解,缺少融会贯通达不到优质的教学效果。
在课程设置上由于动画专业需要掌握很多课程和技法,该课程一般只设置68课时,课程时间非常紧凑,教师很难在规定课时内教授完3DS MAX的动画专业学生需要掌握的所有内容,多数环节只能以点带面的方式讲解,学生也只是笼统学习,无法达到精专的效果。
二、 3DS MAX在动画类学科中改革措施
基于上述存在的问题,要明确培养学生的目的是为了给企业输送有用的人才,并不是输送人,用人单位更注重的是学生质量的好坏而不是人数的多少。所以动画类的3DS MAX课程教学内容应与就业和企业相呼应,只有针对性的从培养学生为出发点才能准确定位,采取有效合理的培养方法,因此在3DS MAX课程改革上应与时俱进,合理完善的改革教学内容和教学方法,使其符合学生的学习需求和就业需求才能真正做到“因材施教,以人为本”。
1、根据专业特色制定教学方法
动画专业是一门大的学科,所涵盖的领域广泛,包含绘画、雕塑、音乐、舞蹈、文学、电视艺术等,它并不是独立学科,彼此之间存在内部关联性,在设定教学方法时需要根据专业特点来进行设置,一个优秀的三维动画设计师需要具备两个方面的素质,一是需要有别出心裁的故事创意,这是核心部分。二是高超的制作技术,这是实现第一点的必备条件,创意和主题再好也无法制作,这也只能属于纸上谈兵。根据动画专业的特点,在课程设置和课时安排上应突出动画专业特点进行对应的技能训练。
3DS MAX课程属于专业实践课,在学生有一定的动画理论基础知识后才具备开设这门课程,第一,具备较强的绘画基础是学习3DS MAX这门课程的首要条件。第二,学生需要具备剧本创作、分镜脚本绘制、角色设定、场景设计和动画运动规律等知识的学习。第三,根据学生不同特点,统筹规划布置适合的任务。第四,合理分配教学课时,压缩理论课时,把理论课放在实践环节中针对性解决。第五,根据动画专业特色在课程安排上只围绕动画相关菜单和命令进行讲解,这样可以缩小软件菜单和工具范围。
2、专业教师业务能力与市场接轨
3DS MAX是一款更新快速的软件,不同版本的功能都有所差异,只有充分及时的去了解和关注软件升级信息,才能更加高效的把握这门课程。当然动画技术也在不断更新,从事动画专业并担任3DS MAX课程的教师如果只是循环授课,每个学年都是教授相同的知识和技能,那么长期以往教授给学生的专业技能已经是市场淘汰的技术手法。因此专业教师在教授3DS MAX课程时,不断提高自身教学水平和教学能力是非常必要的,教师只有正确合理传授专业知识,才能引导学生进入学习的氛围,提高学生的学习质量,使得该课程得到良好的教学效果。
专业教师提高自身业务能力,一般可以通过多种途径得到,第一,可以通过自学培养或者参加具有相关资质的高校专业培训机构深造学习。第二,可以根据专业教师自身情况投入到动画公司第一线参加实战项目制作,能更好的得到最新的专业资讯。更多的则是需要符合自身条件,寻求最适合的途径来进行自我提升。
3、模拟企业项目流程,培养学生团队协作意识
在前面的内容中谈到动画属于一门大学科,所包含的内容多而复杂,在3DS MAX软件模块中从基础的建模模块(场景和角色建模)到中期的灯光、材质、骨骼绑定和动画模块,以及动力学模块等,如果在该课程中每个学生都能掌握,那么难度系数是极高的,当然也不排除天赋高和善于钻研的同学可以达到各个模块都能掌握,在通常情况下,学生只要掌握单个模块或两个模块即可。那么这时就需要学生创建团队来弥补缺陷,达到专业知识互补的方式。在动画公司中也是按照此类方法进行任务分配,因为研究单一或两个模块可以达到精专的效果,如果同时研究较多模块那么就会形成广而不精的效果。
因此在课程教学过程中,模拟企业的项目流程,把作业模拟成“项目”的形式,以组的方式进行分配,专业教师模拟企业的设计总监的角色,把学生模拟成动画公司员工,学生在3DS MAX学习过程中遇到难以解决的问题,教师从专业角度引导学生,引导学生学会分析问题和解决问题的能力,毕竟学生最终要走到工作岗位,如果过于依赖“拐杖”会形成习惯。最终提升专业技能效果不明显。学生可以通过团队组合把任务分解,负责建模的学生可以有充足的时间进行制作和知识巩固。其它模块同理,分工合作的优势是任务可以得到有条不紊的解决,节约时间提高工作效率。在“项目”完成后进行互相交流和知识巩固,这样对3DS MAX的各个模块都具备了解和掌握各个模块如何衔接。专业教师把握关键节点问题进行设计理念培养和技术指导。长期以往进行模拟可以真正的做到与动画公司进行无缝对接。
三、小结
软件开发工作心得
我在一家国企做了三年软开,我是本科学数学的,编程全是自学的,参与了4-5个项目都是核心开发人员,有的项目一个人都是独立做的.也做过项目负责人.工作算是得心应手.可是我们软件部门开发过程不正规,基本是作坊式开发.感觉的到一定程度很难再提高.
技术方面,我一开始用c++c#做windows点net客户端的开发,后来做了一年的android开发,sdkndk都用过.自己私下做一些ios的小作品.我是比较踏实肯干的那种,做开发基本是用到哪里学到哪里.有些基本还不扎实.不过自己一直在学,买了不少书有的书还没翻过.我的c++c#java都掌握得还可以,c++用的最多应该是最强的,那些经典书看一些(c++primer,c++深思路,thinkinginc++。。。)最近每天看一点stl,想把c++学精。设计模式和重构技术也都用过一些。学设计模式感觉对编程的帮助最大,能站在另一个高度。
我现在想辞职找个待遇、环境更好的公司工作,想请教大家我这个程度能做什么职位薪水能拿多少?
还有个问题就是我觉得自己现在想找一个方向做深入一点,每天上各种开发者网站看到曾出不穷的技术,有种力不从心的感觉。很多东西想学但又觉精力有限。我本身对游戏开发是很有兴趣的,私下在做ios游戏,对视频编解码这块也有一些项目经验但不是兴趣所在。也想过到其他除互联网的领域去做开发,也想过出国学习或读研。说了好多挺乱的,总之感觉现在到了人生十字路口,想问问大家是怎么给以后的职业做规划的?
软件工程实习心得
转眼之间,两个月的实习期即将结束,回顾这两个月的实习工作,感触很深,收获颇丰。这两个月,在领导和同事们的悉心关怀和指导下,通过我自身的不懈努力,我学到了人生难得的工作经验和社会见识。我将从以下几个方面总结软件工程岗位工作实习这段时间自己体会和心得:
一、努力学习,理论结合实践,不断提高自身工作能力。
在软件工程岗位工作的实习过程中,我始终把学习作为获得新知识、掌握方法、提高能力、解决问题的一条重要途径和方法,切实做到用理论武装头脑、指导实践、推动工作。思想上积极进取,积极的把自己现有的知识用于社会实践中,在实践中也才能检验知识的有用性。在这两个月的实习工作中给我最大的感触就是:我们在学校学到了很多的理论知识,但很少用于社会实践中,这样理论和实践就大大的脱节了,以至于在以后的学习和生活中找不到方向,无法学以致用。同时,在工作中不断的学习也是弥补自己的不足的有效方式。信息时代,瞬息万变,社会在变化,人也在变化,所以你一天不学习,你就会落伍。通过这两个月的实习,并结合软件工程岗位工作的实际情况,认真学习的软件工程岗位工作各项政策制度、管理制度和工作条例,使工作中的困难有了最有力地解决武器。通过这些工作条例的学习使我进一步加深了对各项工作的理解,可以求真务实的开展各项工作。
二、围绕工作,突出重点,尽心尽力履行职责。
在软件工程岗位工作中我都本着认真负责的态度去对待每项工作。虽然开始由于经验不足和认识不够,觉得在软件工程岗位工作中找不到事情做,不能得到锻炼的目的,但我迅速从自身出发寻找原因,和同事交流,认识到自己的不足,以至于迅速的转变自己的角色和工作定位。为使自己尽快熟悉工作,进入角色,我一方面抓紧时间查看相关资料,熟悉自己的工作职责,另一方面我虚心向领导、同事请教使自己对软件工程岗位工作的情况有了一个比较系统、全面的认知和了解。根据软件工程岗位工作的实际情况,结合自身的优势,把握工作的重点和难点,尽心尽力完成软件工程岗位工作的任务。两个月的实习工作,我经常得到了同事的好评和领导的赞许。
三、转变角色,以极大的热情投入到工作中。
从大学校门跨入到软件工程岗位工作岗位,一开始我难以适应角色的转变,不能发现问题,从而解决问题,认为没有多少事情可以做,我就有一点失望,开始的热情有点消退,完全找不到方向。但我还是尽量保持当初的那份热情,想干有用的事的态度,不断的做好一些杂事,同时也勇于协助同事做好各项工作,慢慢的就找到了自己的角色,明白自己该干什么,这就是一个热情的问题,只要我保持极大的热情,相信自己一定会得到认可,没有不会做,没有做不好,只有你愿不愿意做。转变自己的角色,从一位学生到一位工作人员的转变,不仅仅是角色的变化,更是思想观念的转变。
四、发扬团队精神,在完成本职工作的同时协同其他同事。
在工作间能得到领导的充分信任,并在按时完成上级分配给我的各项工作的同时,还能积极主动地协助其他同事处理一些内务工作。个人的能力只有融入团队,才能实现最大的价值。实习期的工作,让我充分认识到团队精神的重要性。
团队的精髓是共同进步。没有共同进步,相互合作,团队如同一盘散沙。相互合作,团队就会齐心协力,成为一个强有力的集体。很多人经常把团队和工作团体混为一谈,其实两者之间存在本质上的区别。优秀的工作团体与团队一样,具有能够一起分享信息、观点和创意,共同决策以帮助每个成员能够更好地工作,同时强化个人工作标准的特点。但工作团体主要是把工作目标分解到个人,其本质上是注重个人目标和责任,工作团体目标只是个人目标的简单总和,工作团体的成员不会为超出自己义务范围的结果负责,也不会尝试那种因为多名成员共同工作而带来的增值效应。
五、存在的问题。
几个月来,我虽然努力做了一些工作,但距离领导的要求还有不小差距,如理论水平、工作能力上还有待进一步提高,对软件工程岗位工作岗位还不够熟悉等等,这些问题,我决心实习报告在今后的工作和学习中努力加以改进和解决,使自己更好地做好本职工作。
软件工程学习心得体会
学习了这门课程, 还有老师们的多元化教课,不但让我从理论上掌握软件工程,还有从不同的实例,让理论和实践得到了很好的结合。整一个学期下来,总的来说还是学到了很多东西的,有很多地方是值得肯定的,其实在我看来,软件工程与其说是一门课程,不如说是一门思想。是一个如何去分析和处理问题的过程,应该说其范畴已经远远不止局限于该门课程,成为了一个综合的一个能够解决问题的思想集合。
整本书的内容逻辑很清晰明了,由浅入深循序渐进,首先我就大概描述下我们所学的内容,第一章是从整体分析软件工程这门学科的发展和所处的社会环境,接着后面的几章深入分析了软件开放过程和模式、软件项目管理、计算机工程、需求分析、结构化分析建模以及基于UML面向对象分析建模等。接着我就详细介绍下我对这门课程知识点的理解概括:
软件:软件是能够完成预定功能和性能的可执行的计算机程序和使程序正常执行所需要的数据,加上描述程序的操作和使用的文档。软件的特征:①软件是一种逻辑实体,而不是具体的物理实体,因而它具有抽象性。②软件是通过人们的智力活动,把知识与技术转化成信息的一种产品。③软件成为产品后,其生产只是简单的拷贝,不同于硬件制造。④维护过程比硬件复杂的多,甚至会引发新的错误。软件危机:指的是软件开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。出现软件危机的原因:①软件维护费用急剧上升,直接威胁计算机应用的扩大。②软件生产技术进步缓慢。软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程学科。 软件生存周期:一个软件从定义到开发、使用和维护,直到最终被弃用,要经历一个漫长的时期,通常把软件经历的这个漫长的时期称为生存周期。软件的生存周期可分为八个阶段:①问题定义;②可行性研究;③需求分析;④总体(概要)设计;⑤详细设计;⑥编码与单元测试;⑦综合测试;⑧软件维护;
瀑布模式:是传统的软件开发模式,其中的“瀑布”是对这个模式的形象表达,由山顶倾泻下来的水,自顶向下、逐渐细化。其特点是:线性化过程;分为分析、设计、编码、集成等几个阶段,并且各阶段逐级推进,不允许跨越。里程碑管理;阶段评审;文档驱动;简洁便于工程应用的线性化过程步骤,并可以通过里程碑管理机制而使项目进程量化。其明显的优点就是没个阶段结束前都要对所完成的阶段成果进行评审,这使得软件的错误能够在个阶段内尽早发现并尽早解决,总的来说瀑布模式具有良好的质量保证机制,有很强的生命力。
原型进化模式:对软件进行直接模拟或仿真,只需要分析需求框架后进行原型创建,再对原型系统进行逐步细化与完善,通过版本更新逐步满足用户对于软件的多方面需要。
增量模式:开发过程有三个任务域,分别是设计结构、开发构件和集成系统,它既有完善的工程管理机制,又能适应用户需求变更,有利于质量的监控,并且各局部基于构件构造,有利于逐步构建与完善;由于先交付核心构件可利于降低项目的技术风险。
总体来讲,以上两方面代表了我国农业科技的最新成果和进展。在我国农业工程领域发挥着各自的作用。但在实际应用中,取得效果的好坏还取决于农民的自身学识和掌握程度。就农业专家系统应用来说,农民的操作、作业形式是:有问题先问“电脑”,有了结果,需要农民亲自回到田间中实施作业。这个过程中,农业专家系统仅帮助农民解决了如何干、怎样干的问题,但干的效果取决于农民的操作精准和素质。而“精准农业”的许多设备操作也需要由农民或农业科技人员去完成。那么,可以考虑将以上这些技术集成在一起构建一个大系统,以更高的角度看农业问题,即:从农业大系统的产前、产中到产后全方位的、整体性的帮助农民解决尽可能多的问题、真正降低农民的劳动投入和参与强度,提高农业系统整体产出,并节约资源。
本文将农业系统看成一个闭环大系统,从控制系统角度阐述了一个新的概念:智能农业体系。并论述了智能农业体系的模型,以及基于此解决以上问题的优势。同时建议政府部门在制定“十二五”规划时,对智能农业应给予充分的重视。
1智能农业的内涵和系统架构
早期对于智能农业的雏形议论仅仅涉及了人工智能在农业中以及智能控制技术在农业温室环境控制中的应用145。也有一些涉及到系统建模等等。但整体智能农业大系统的论述很少见到。毫无疑问,要评价一个系统的智能化,势必要借鉴工业智能化评价指标,从系统“软件”和“硬件”组模型和控制1671。基于此,农业智能化也应该具备工业智能化的几个主要特征。但是,由于农业系统自身的特殊性,有时无法采用工业领域成熟的控制模型和智能控制技术所以必须规范农业智能化的定义。这里给出了智能农业要具备的两个要素:
①反馈控制。这里要强调的是:智能农业系统首先要有控制在里面,并且是反馈控制的,也即系统要构成闭环。反馈控制是任何一个智能控制系统的首要构件。在该体系中,从信息给定、处理、核心调控,再到信号的采集、反馈,应该形成闭环,否则称不上是智能化系统。
②自主控制。所谓自主控制包含两层含义:一是系统的控制核心具备自适应的调整能力。农业系统是一个非线性系统,并且系统的外在扰动和内在扰动没有规律,如果其控制核心具备自适应、自调整能力,则具备初步智能;二是系统的控制模型具备自学习和自整定能力。由于农业系统是一个边界条件模糊、建模困难的非线性系统,很难使系统向着收敛方向调控。这一点对农业系统要求比较苛刻,但这是系统智能化的一个重要标志之一。
基于以上观点,分别构建两个智能农业体系:狭义智能和广义智能的基本框架模型。
图1所示为基于狭义智能特点构建的经典智能农业体系模型。首先将农业系统看成一个大的闭环系统,其各个环节应用控制、管理、检测等手段来调控。将农业系统的产出视为系统的输出,
而用户的参数设定、目标优化和管理决策视为系统的给定。然后根据控制模型和能耗模型来构建控制系统的前向通道。其中应用许多智能手段,如多目标优化、智能预测、自适应调控等以及智能检测技术使系统达到智能的调控、降低农业工作者的参与和劳动强度的目的,并使产出最优化。
图2是基于广义智能化在大系统控制论18基础上,构建的多级递阶智能农业体系模型。在这个大系统中,分别对农业系统的产前、产中和产后的各个子系统构建各自的农业子系统,并设计成微观级别。而各个子系统均受各自的局部控制器调控,同时应用多目标优化等智能手段做系统自适应寻优。这些局部智能控制器,可以是大田节溉系统智能控制器、农作物温室环境智能控制器、施肥及病虫害处理智能控制器、传感器网络智能控制器和网上农业智能控制器等。由于农业子系统的分散性和边界的模糊性,分别设定各自的控制参数进行闭环智能调控。同时,处于该系统宏观级的协调器通过观测递阶和递阶信息流,借助于Interne将智能决策全局优化作为给定去约束各个局部控制器,从而达到整体系统的智能能、运筹学、先进的自动控制技术、检测技术等都要综合的运用到系统的各个环节中。另外,在农业子系统中恰当的引入传感网和物联网技术也是智能农业的一个显著标志。目前农业工程中多种应用于大田数据釆集的传感器,无论是有线的还是无线的,均要通过底层的传感网进行数据交换。因此各种现代化、智能化农业机具和作业设备。
2发展智能农业的预期效益
基于以上分析,发展智能农业是将农业视为一个可控的整体来看待,是解决农业大系统的问题。既包括广义上的农业信息处理、农业专家智能决策系统,又包括自动控制系统、智能控制算法、机电一体化设备、检测技术与传感器网络、物联网络等等。所以,在我国大力发展智能农业,就是要在大系统控制背景下做大系统集成,预期效益有以下几方面:
①提高农业的整体产出和效益。智能农业把农业系统看成一个闭环的大系统,虽然有很多限制条件和不确定的制约因素,但在构建的整体系统框架下,可以有效的应用人工智能技术、运筹学技术、自动控制技术的三方融合技术进行智能系统设计和系统全局最优化调控,比如全局多目标动态优化与自适应寻优、基于约束条件的大系统最优控制等,从而增加农业系统的整体效益以及节能减排。
②有效地整合和管理各个农业子系统。在资源约束和经济效益最大化约束条件下,统筹管理整个农业体系,从而可避免顾此失彼的分散管理模式,做到集约管理和经营,为国家的农业宏观规划和管理打下基础。
③促进我国农业科技水平的整体提升,解放劳动力,带动农民致富。智能控制可以极大地减轻劳动者负担,以尽可能少的人力、财力投入来降低操作误差,提高系统效能和产出。农业智能化本身的科技含量很高,将会大大改进我国农业科技水平,促使农业技术发展进步,真正在“软件系统”和“硬件系统”两方面实现现代化。
④降低重复性科研投入。智能农业讲究按照一个整体来研究农业事情,是将农业体系拆分但又综合、协调的统一整体系统,科研成果的研发和推广按照这个整体进行任务分配,就像研发一个航天太空船一样,设立同一目标,分部门协同攻关,在构建的智能农业大系统下,整合资源,共同努力,可以减少各自为政的科研投入,大大节省开支,减少重复劳动。
此外,加大智能农业的投入还可以带动相关产业进步和发展,对于扩大内需、拉动经济有促进作用。智能农业体系不是简单的软件问题,而是控制系统问题,更是技术集成问题。其中要用到各种高科技设备和装置,特别是当今热门的农业机器人技术、传感网技术和物联网技术等。进而会带动相关设备制造业、机械加工业、计算机和通讯业、电子技术产品和检测传感器领域、网络产品、自动控制产品和生产线制造业等行业的发展,同时对运输业、仓储业和建筑业等均有提升作用。