Лабораторная работа № 1. “Представление информации о связях в электрической принципиальной схеме для ввода в ЭВМ.”
1. Постановка задачи.
Изучить принципы построения и разметки схемы электрической принципиальной и подготовить информацию о связях в данной схеме для представления в ЭВМ.
Представить информацию о связях в схеме электрической принципиальной в матричном виде (матрица цепей или список цепей). В результате после ввода в программу составленной матрицы цепей, о которой говорилось выше, получить представление информации о связях в схеме электрической принципиальной в виде матрицы элементных комплексов и матрицы смежности. По окончанию работы сравнить результаты, полученные с помощью программной реализации, с результатами, полученными аналитическим методом.
2. Ход работы.
2.1 Основание для разработки.
Программа разработана на основании задания на лабораторные работы по приказу преподавателя в соответствии с требуемыми нормами (ограничениями).
2.2 Описание методики выполнения работы
Перед составлением матрицы цепей схему электрическую принципиальную необходимо подготовить к кодированию.
Подготовка заключается в том, что на схеме электрической
принципиальной нумеруются все цепи. Нумерация должна быть сквозной и начинаться с единицы. Внешние выводы схемы (цепи, выходящие на внешний соединитель) приписывают одному или нескольким фиктивным модулям. Нумерация модулей по возможности должна совпадать с позиционным обозначением модулей в схеме, быть сквозной и начинаться с единицы. Фиктивным модулям присваиваются последние номера. Если
конструктивный модуль на принципиальной схеме разделен на части и условные графические изображения этих частей расположены в различных местах схемы, то им присваивается один и тот же номер.
Матрица цепей представляет собой таблицу, номерам строк которой соответствуют номера модулей, а номерам столбцов - номера контактов этих модулей. На пересечении i-й строки и j-го столбца записывается номер цепи, к которой подключен j-й контакт i-го модуля. Размерность матрицы цепей равна n*m, где n-количество модулей в схеме (включая и фиктивные, соответствующие внешним разъемам); m-максимальное количество контактов у модулей.
Матрица элементных комплексов Q - это прямоугольная таблица (Q[i, j])n*k, в которой номера строк соответствуют номерам цепей, а номера столбцов - элементным комплексам (цепям) КС. Элемент матрицы Q[i, j]=1, если модуль Ei коммутационной цепи принадлежит элементному комплексу (цепи). В противном случае Q[i, j]=0. Размерность матрицы (Q[i, j])n*k, где n - количество модулей в схеме, k - количество элементных комплексов (цепей) в схеме. Эта матрица может быть получена непосредственно по принципиальной схеме либо построена
алгоритмическим путем из матрицы цепей T.
Матрица смежности S - это квадратная таблица (S[i, j])n*n, номера строк и номера столбцов которой соответствуют номерам модулей схемы. Элемент матриц (S[i, j]) равен количеству связей между i-м и j-м модулями. Размерность матрицы n*n, где n - количество модулей в схеме. Матрица S может быть построен непосредственно на коммутационной схеме, однако даже для схем средней сложности это весьма трудоемкая задача, зачастую приводящая к ошибкам. Поэтому обычно матрица S формируется алгоритмическим путем на основании матрицы цепей или матрицы элементных комплексов.
Произведем разметку схемы электрической принципиальной:
Составленная матрица цепей примет вид:
Количество модулей в схеме: 7.
Максимальное количество контактов модуля: 6.
3. Результаты, полученные с помощью программы.
В результате выполнения данной программы (после ввода в нее
составленной прежде матрицы цепей) были получены две матрицы: матрица элементных комплексов и матрица смежности, как того и требовало поставленное задание.
Матрица цепей имеет следующий вид:
|
T |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
1 |
7 |
6 |
6 |
2 |
8 |
|
2 |
1 |
8 |
7 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
6 |
7 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
4 |
8 |
3 |
10 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
9 |
10 |
4 |
0 |
0 |
0 |
|
6 |
4 |
10 |
5 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
0 |
Выходные матрицы выглядят следующим образом:
матрица элементных комплексов Q:
1 1 0 0 0 1 1 1 0 0
1 0 0 0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1 1 0
0 0 1 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 1 0 0 0 0 1 1
0 0 0 1 1 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
матрица смежности S:
0 3 3 1 0 0 2
3 0 2 1 0 0 1
3 2 0 1 1 0 0
1 1 1 0 1 1 1
0 0 1 1 0 2 1
0 0 0 1 2 0 2
2 1 0 1 1 2 0
4. Анализ результатов.
Т. к. полученные результаты выбранной методики представления информации о связях в электрической принципиальной схеме для ввода ее в ЭВМ (матрица цепей) до ввода непосредственно в программу, были заранее протестированы (матрица элементных комплексов и матрица смежности), то следовало сравнить результаты выполнения программы с результатами, полученными аналитическим методом. В итоге оное было проделано и выявлено, что предполагаемые и полученные результаты совпадают, что говорит о правильности составления входных данных и корректной работе программы.
5. Вывод.
Совпадение ожидаемых и полученных результатов предполагает, что в общем случае условия эксплуатации данной электрической принципиальной схемы нормированы. В схеме учитывается возможность соединения разрабатываемого изделия с другими изделиями (приборами). Вследствие вышесказанного следует сделать вывод о том, что конструкторами не было выявлено некорректных ситуаций при выполнении работы и информация о связях в схеме для ввода в компьютер представлена верно.