運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)與案例指導(dǎo) 課件 第1章 運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件簡介及操作

第1章運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件簡介及操作運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和軟件概述LINDO軟件簡介Lingo軟件簡介WinQSB

軟件簡介MATLAB軟件簡介運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和軟件概述

運(yùn)籌學(xué)的定義:運(yùn)籌學(xué)（OperationsResearch）是一門應(yīng)用學(xué)科，至今還沒有統(tǒng)一的定義。莫爾斯（Morse）和金博爾（Kimball）曾對運(yùn)籌學(xué)下定義：“為決策機(jī)構(gòu)在對其控制下業(yè)務(wù)活動(dòng)進(jìn)行決策時(shí)，提供以數(shù)量化為基礎(chǔ)的科學(xué)方法?！薄吨袊髽I(yè)管理百科全書》中運(yùn)籌學(xué)的定義：“運(yùn)籌學(xué)運(yùn)用分析、試驗(yàn)、量化的方法，對經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)中人、財(cái)、物（時(shí)間）等有限資源進(jìn)行統(tǒng)籌安排，為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案（滿意方案），以實(shí)現(xiàn)最有效的管理?！边\(yùn)籌學(xué)的發(fā)展我國古代有很多有關(guān)運(yùn)籌學(xué)的思想方法的典故。例如，田忌賽馬、丁謂建宮等故事。運(yùn)籌學(xué)作為一門現(xiàn)代學(xué)科是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，早期主要用于研究軍事領(lǐng)域問題，成功地解決了當(dāng)時(shí)許多重要的作戰(zhàn)問題。第二次世界大戰(zhàn)以后，運(yùn)籌學(xué)得到了快速的發(fā)展，除軍事方面的應(yīng)用研究外，其相繼在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等領(lǐng)域應(yīng)用，形成了許多分支，如數(shù)學(xué)規(guī)劃，圖與網(wǎng)絡(luò)，排隊(duì)論，存儲(chǔ)論，決策論，博弈論，等等。此外，計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得運(yùn)籌學(xué)的方法能解決大量經(jīng)濟(jì)管理中的決策問題，極大地推動(dòng)了運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用與普及。今天，運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用已涉及服務(wù)、管理、規(guī)劃、決策、組織、生產(chǎn)、建設(shè)等諸多方面，甚至可以說，很難找出它涉及不到的領(lǐng)域。運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和軟件概述

運(yùn)籌學(xué)的特點(diǎn)：①運(yùn)籌學(xué)已被廣泛應(yīng)用于工商企業(yè)、軍事部門、民政事業(yè)等研究組織內(nèi)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)問題，故其應(yīng)用不受行業(yè)、部門的限制；②運(yùn)籌學(xué)既對各種經(jīng)營進(jìn)行創(chuàng)造性的科學(xué)研究，又涉及組織的實(shí)際管理問題，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性；③它以整體最優(yōu)為目標(biāo)，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，力圖以整個(gè)系統(tǒng)最佳的方式來解決該系統(tǒng)各部門之間的利害沖突。運(yùn)籌學(xué)解決實(shí)際問題一般要經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟：闡述問題、建立模型、求解模型、解的檢驗(yàn)和修改、解的實(shí)施。在實(shí)踐中，求解運(yùn)籌學(xué)問題的主要算法是優(yōu)化算法。根據(jù)優(yōu)化算法理論發(fā)展與算法原型將現(xiàn)有的優(yōu)化算法分為兩大類：經(jīng)典優(yōu)化算法和啟發(fā)式優(yōu)化算法。這兩類優(yōu)化算法都是迭代算法。規(guī)模較小的部分問題，可通過手工計(jì)算的方法求解。問題規(guī)模較大時(shí)，計(jì)算量往往大得難以承受。有很多種計(jì)算機(jī)軟件可以用來求解如LINDO、Lingo、WinQSB、MATLAB等。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容主要包括線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、運(yùn)輸問題、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)、排隊(duì)論、決策論、博弈論等。運(yùn)籌學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)工具對運(yùn)籌學(xué)模型優(yōu)化求解的方法步驟，熟悉各種運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化軟件的使用，特別是常見優(yōu)化軟件（如Lingo、WinQSB、MATLAB等）功能的使用。同時(shí)，通過熟悉優(yōu)化軟件的操作激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加深對運(yùn)籌學(xué)基本理論的理解。運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和軟件概述

運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件概述:LINDO/Lingo:美國芝加哥大學(xué)的LinusSchrage教授于1980年前后開發(fā)了一套專門用于求解最優(yōu)化問題的軟件包，后來又對其進(jìn)行了多年的不斷完善和擴(kuò)充，并成立了LINDO系統(tǒng)公司（LINDOSystemsInc.）進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作，取得了巨大成功，這款軟件的主要產(chǎn)品有四種：LINDO、Lingo、LINDOAPI和What’sBest!LINDO（LinearInteractiveandDiscreteOptimizer）即“交互式的線性離散優(yōu)化求解器”，可以用來求解線性規(guī)劃（LinearProgramming，LP）和二次規(guī)劃（QuadraticProgramming，QP）問題。Lingo（LinearInteractiveandGeneralOptimizer）即“交互式的線性和通用優(yōu)化求解器”，它除具有LINDO軟件的全部功能外，還可以用于求解非線性規(guī)劃問題，也可以用于一些線性和非線性方程組的求解。LINDO軟件和Lingo軟件的最大特色在于，允許決策變量是整數(shù)（即整數(shù)規(guī)劃，包括0-1規(guī)劃），而且執(zhí)行速度很快。運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和軟件概述

Lingo實(shí)際上還是最優(yōu)化問題的一種建模語言，包括許多常用的數(shù)學(xué)函數(shù)，供使用者建立優(yōu)化模型時(shí)調(diào)用，并可以接收其他數(shù)據(jù)文件（如文本文件、Excel電子表格文件、數(shù)據(jù)庫文件等）此外，LINDO系統(tǒng)公司還提供了LINDO和Lingo軟件與其他開發(fā)工具（如C++和Java等語言）的接口軟件LINDOAPI（LINDOApplicationProgramInterface），因此能融入到用戶應(yīng)用軟件的開發(fā)中去。What’sBest！軟件提供了LINDO和Lingo軟件與電子表格軟件（如Excel等）的接口，能夠直接集成到電子表格軟件中使用。因此，LINDO、Lingo軟件在教學(xué)、科研、工業(yè)、商業(yè)、服務(wù)等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。WinQSB:QSB是QuantitativeSystemsforBusiness的縮寫形式，早期的版本是在DOS操作系統(tǒng)下運(yùn)行的，后來發(fā)展成為在Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行的WinQSB軟件。該軟件是由美籍華人Yih-LongChang和KiranDesai共同開發(fā)的，可廣泛應(yīng)用于解決管理科學(xué)、決策科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)及生產(chǎn)管理等領(lǐng)域的問題。該軟件界面設(shè)計(jì)友好，使用簡單，使用者很容易學(xué)會(huì)操作方法并用它來解決管理和商務(wù)問題，表格形式的數(shù)據(jù)錄入以及表格與圖形形式的輸出結(jié)果都給使用者帶來極大方便，同時(shí)使用者只需要借助于軟件中的幫助文件就可以學(xué)會(huì)每一步的操作。運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和軟件概述

MATLAB:MATLAB是英文MatrixLaboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的縮寫形式，最早是由C.Moler用FORTRAN語言編寫的，用來方便地調(diào)用LINPACK和EISPACK矩陣代數(shù)軟件包的程序。后來C.Moler創(chuàng)立了MathWorks公司，對MATLAB軟件做了大量的、卓有成效的改進(jìn)?，F(xiàn)在MATLAB軟件已經(jīng)更新至2022版。MATLAB軟件是目前為止最流行的科學(xué)計(jì)算工具之一，幾乎覆蓋了科學(xué)計(jì)算的所有領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通信、圖像處理、信號檢測、動(dòng)態(tài)仿真、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB軟件的優(yōu)化工具（OptimizationToolbox）箱提供了對各種優(yōu)化問題的完整的解決方案，其內(nèi)容涵蓋線性規(guī)劃、二次規(guī)劃、非線性規(guī)劃、最小二乘、非線性方程求解、多目標(biāo)決策、最小最大、半無限等優(yōu)化問題。MATLAB軟件簡潔的函數(shù)表達(dá)、多種優(yōu)化算法的任意選擇、對算法參數(shù)的自由設(shè)置，可使用戶方便靈活地使用優(yōu)化函數(shù)。除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB軟件的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可修改源文件和加入自己的文件，擴(kuò)展其功能。LINDO軟件簡介

LINDO軟件是由美國LINDO系統(tǒng)公司開發(fā)的用于解決優(yōu)化問題的一種工具軟件。LINDO軟件的特點(diǎn)是程序執(zhí)行速度快，易于輸入和輸出，能夠求解并分析線性規(guī)劃、二次規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃等問題。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉LINDO軟件的安裝和菜單、選項(xiàng)的各項(xiàng)功能。（2）了解LINDO文件類型和常用函數(shù)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

LINDO軟件的安裝LINDO6.1英文測試版可以從LINDO系統(tǒng)公司網(wǎng)站下載，該版本最多可以處理150個(gè)約束條件、300個(gè)變量和30個(gè)整數(shù)變量的規(guī)劃問題。雙擊lnd61.exe安裝文件，出現(xiàn)安裝提示界面，根據(jù)提示，選擇安裝的目錄安裝即可。在本實(shí)驗(yàn)中，以LINDO6.1英文測試版為例，學(xué)習(xí)LINDO軟件的基本工作界面和操作。LINDO軟件簡介

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容LINDO軟件界面簡介打開LINDO軟件后，可以看到軟件界面上有標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄和編輯窗口，LINDO軟件界面如圖1-1所示。菜單欄上有“File”、“Edit”、“Solve”、“Reports”、“Window”和“Help”六個(gè)菜單，圖1-2～圖1-7顯示了每個(gè)菜單的選項(xiàng)，圖中選項(xiàng)名稱右側(cè)是其快捷鍵。工具欄上的每個(gè)按鈕與一個(gè)選項(xiàng)對應(yīng)。下面對主要選項(xiàng)的功能進(jìn)行簡單說明，其余選項(xiàng)的功能與一般Windows菜單中的大致相同。圖1-1LINDO軟件界面LINDO軟件簡介

LogOutput：打開或關(guān)閉記錄日志文件。TakeCommands：打開和執(zhí)行一個(gè)命令腳本文件。BasisRead：讀出這個(gè)基，并且從這個(gè)基開始繼續(xù)運(yùn)行單純形法。BasisSave：將單純形法當(dāng)前的基以指定的文件名和文件格式保存。Title：顯示當(dāng)前模型標(biāo)題。Date：在報(bào)告窗口中顯示當(dāng)前日期。ElapsedTime：顯示所用時(shí)間。Options：設(shè)置LINDO系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)部參數(shù)。GoToLine：光標(biāo)移動(dòng)到指定的行。PasteSymbol：在模型中插入“PasteSymbol”對話框中的符號。ChooseNewFont：從“字體”對話框中選擇需要顯示的字體、字形和文字的大小。圖1-2“File”菜單圖1-3“Edit”菜單LINDO軟件簡介

Solve：求解模型。CompileModel：對模型進(jìn)行編譯。Debug：分析線性規(guī)劃問題無解和無界解的原因。Pivot：由當(dāng)前解出發(fā)進(jìn)行一次單純形法迭代。PreemptiveGoal：依次按照多個(gè)目標(biāo)求解模型。Solution：顯示模型的解。Range：顯示解的靈敏度分析結(jié)果。Parametrics：分析約束條件右端項(xiàng)變化時(shí)，最優(yōu)值如何變化。Statistics：顯示當(dāng)前模型的統(tǒng)計(jì)信息。Peruse：按要求顯示當(dāng)前解的各種信息。Picture：按照圖形或文本方式顯示模型中的非零系數(shù)。BasisPicture：只顯示當(dāng)前基的非零系數(shù)。Tableau：顯示當(dāng)前單純形表。Formulation：顯示當(dāng)前模型。ShowColumn：顯示模型中選定列的信息。PositiveDefinite：判斷二次規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)中的二次型是否正定。圖1-4“Solve”菜單圖1-5“Reports”菜單LINDO軟件簡介

OpenCommandWindow：打開命令窗口。OpenStatusWindow：打開狀態(tài)窗口。LINDO軟件的文件類型LINDO有模型文件和求解文件兩種類型的文件格式。前者有模型文件，后綴為.ltx；LINDOPacked文件，后綴為.lpk；MPS格式文件，后綴為.MPS。后者有PUNCH格式文件，后綴為.pun；FBS格式文件，后綴為.fbs；SDBC格式文件，后綴為.sdb。LINDO軟件的常用函數(shù)FREEx：表示變量x可取任意實(shí)數(shù)。GINx：表示變量x取非負(fù)整數(shù)。INTx：表示變量x取0或1。SLBxL：表示變量x的下界為L。SUBxU：表示變量x的上界為U。TITLETitle：定義模型名稱為<Title>。圖1-6“Window”菜單圖1-7“Help”菜單Lingo軟件簡介

Lingo軟件與LINDO軟件是LINDO系統(tǒng)公司的同一系列軟件工具。Lingo軟件除了具有LINDO軟件的全部功能，還可以用于求解非線性規(guī)劃問題，也可以用于一些線性和非線性方程組的求解。Lingo軟件包含了內(nèi)置的建模語言和許多常用的數(shù)學(xué)函數(shù)，可供使用者在編輯程序時(shí)調(diào)用，而且提供了與其他數(shù)據(jù)文件的交互接口，方便輸入、求解和分析大規(guī)模優(yōu)化計(jì)算問題，從而被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)與銷售規(guī)劃、運(yùn)輸、財(cái)務(wù)金融、投資分配、資本預(yù)算、混合排程、庫存管理、資源配置等領(lǐng)域中。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解Lingo軟件的安裝、界面、文件類型和常用函數(shù)。（2）能用Lingo軟件與Office文檔交換數(shù)據(jù)。（3）了解LINDO軟件和Lingo軟件的區(qū)別。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容Lingo軟件的安裝Lingo14.0版本的安裝很方便，直接運(yùn)行Lingo14.exe安裝文件，根據(jù)安裝提示安裝即可。Lingo14.0的測試版最多處理150個(gè)約束條件、300個(gè)變量、30個(gè)整數(shù)變量、30個(gè)非線性形式和5個(gè)全局變量的規(guī)劃問題。Lingo軟件簡介

軟件界面簡介打開Lingo軟件后，可以看到軟件界面上有標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄和編輯窗口，Lingo軟件界面如圖1-8所示。菜單欄上有“File”、“Edit”、“LINGO”、“Window”和“Help”五個(gè)菜單，圖1-9～圖1-14顯示了每個(gè)菜單的選項(xiàng)，圖中選項(xiàng)名稱右側(cè)是其快捷鍵。工具欄上的每個(gè)按鈕與一個(gè)選項(xiàng)對應(yīng)。下面對主要選項(xiàng)的功能進(jìn)行簡單說明，其余選項(xiàng)的功能與LINDO軟件和一般Windows菜單中的大致相同。圖1-8Lingo軟件界面Lingo軟件簡介

ExportFile：輸出文件（MPS格式和MPI格式）。DatabaseUserInfo：數(shù)據(jù)庫用戶信息。PasteSpecial：特殊粘貼。MatchParenthesis：匹配小括號。PasteFunction：將Lingo的內(nèi)部函數(shù)粘貼到插入點(diǎn)。InsertNewObject：插入新對象。圖1-9“File”菜單圖1-10“Edit”菜單圖1-14“Help”菜單Lingo軟件簡介

Solve：求解模型。Solution：顯示模型的解。Range：顯示解的靈敏度分析結(jié)果。Options：選項(xiàng)，可設(shè)置求解模型的一些參數(shù)（見圖1-12）。Generate：模型的一般形式。Picture：模型的矩陣形式。Debug：調(diào)試。ModelStatistics：模型統(tǒng)計(jì)。Look：查看。CommandWindow：打開命令行窗口，在命令行窗口中可以獲得命令行界面，在“:”提示符后可以輸入Lingo的命令行命令。StatusWindow：打開求解狀態(tài)窗口。圖1-11“LINGO”菜單圖1-13“Window”菜單圖1-12“LingoOptions”對話框Lingo軟件簡介

Lingo軟件的文件類型Lingo軟件的文件類型有模型文件（Lingo格式，后綴為.lg4；文本格式，后綴為.lng）、Lingo數(shù)據(jù)文件（后綴為.ldt）、Lingo命令腳本文件（后綴為.ltf）、Lingo報(bào)告文件（后綴為.ltx）和數(shù)學(xué)規(guī)劃系統(tǒng)格式的模型文件（后綴為.mps）。Lingo軟件的常用函數(shù)Lingo軟件包含了內(nèi)置的建模語言和許多常用的數(shù)學(xué)函數(shù)，可供使用者在編輯程序時(shí)調(diào)用。函數(shù)名和變量名不區(qū)分大小寫，函數(shù)以“@”開頭，變量名可以超過8個(gè)，不能超過32個(gè)，須以字母開頭。對變量的取值范圍附加限制，如下所述。@BND(L,X,U)：限制L小于等于X小于等于U。@BIN(X)：限制X為0或1。@FREE(X)：取消對X的符號限制（即可取負(fù)數(shù)、0或正數(shù)）。@GIN(X)：限制X為整數(shù)。Lingo軟件簡介

基本數(shù)學(xué)函數(shù)如下所述。@ABS(X)：絕對值函數(shù)，返回X的絕對值。@EXP(X)：指數(shù)函數(shù)（以自然對數(shù)e為底），返回eX的值。@LOG(X)：自然對數(shù)函數(shù)，返回X的自然對數(shù)值。@POW(X,Y)：指數(shù)函數(shù)，返回XY的值。@SQR(X)：平方函數(shù)，返回X2的值。@SQRT(X)：平方根函數(shù)，返回X的平方根。@FLOOR（X）：取整函數(shù)，返回X的整數(shù)部分。@COS（X）、@SIN（X）、@TAN（X）：三角函數(shù)。@SMAX(X1,X2,…,Xn)：返回X1,X2,…,Xn

中的最大值。@SMIN(X1,X2,…,Xn)：返回X1,X2,…,Xn

中的最小值。@FILE('file')：從外部文件中輸入數(shù)據(jù)，可以放在模型中任何地方，file是文件名，可以采用相對路徑和絕對路徑兩種表示方式。@TEXT('file')：把解輸出至文本文件中，file是文件名，可以采用相對路徑和絕對路徑兩種表示方式。Lingo軟件簡介

邏輯運(yùn)算符如下所述。#not#：否定該操作數(shù)的邏輯值，是一種一元運(yùn)算符。#eq#：若兩個(gè)運(yùn)算數(shù)相等，則為true；否則為false。#ne#：若兩個(gè)運(yùn)算符不相等，則為true；否則為false。#gt#：若左邊的運(yùn)算符嚴(yán)格大于右邊的運(yùn)算符，則為true；否則為false。#ge#：若左邊的運(yùn)算符大于或等于右邊的運(yùn)算符，則為true；否則為false。#lt#：若左邊的運(yùn)算符嚴(yán)格小于右邊的運(yùn)算符，則為true；否則為false。#le#：若左邊的運(yùn)算符小于或等于右邊的運(yùn)算符，則為true；否則為false。#and#：僅當(dāng)兩個(gè)參數(shù)都為true時(shí)，結(jié)果為true；否則為false。#or#：僅當(dāng)兩個(gè)參數(shù)都為false時(shí)，結(jié)果為false；否則為true。Lingo軟件簡介

Lingo軟件與Excel文件之間的數(shù)據(jù)傳遞：Lingo軟件可通過@OLE函數(shù)實(shí)現(xiàn)與Excel文件傳遞數(shù)據(jù)，使用@OLE函數(shù)既可以從Excel文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)，也能把計(jì)算結(jié)果寫入Excel文件。從Excel文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)@OLE函數(shù)的使用格式可以分成以下類型。（1）變量名1,變量名2=@OLE('文件名','數(shù)據(jù)塊名稱1','數(shù)據(jù)塊名稱2');：從指定的Excel文件中讀取數(shù)據(jù)，文件名可以包括擴(kuò)展名（.xls），還可以包含完整的路徑目錄名稱，如果沒有指定路徑，則默認(rèn)路徑是Lingo軟件的當(dāng)前工作目錄。該文件中定義了兩個(gè)數(shù)據(jù)塊，其中的數(shù)據(jù)分別用來對變量1和變量2初始化。（2）變量名1,變量名2=@OLE('文件名','數(shù)據(jù)塊名稱');：@OLE函數(shù)的參數(shù)僅指定一個(gè)數(shù)據(jù)塊名稱，該數(shù)據(jù)塊應(yīng)當(dāng)包含類型相同的兩列數(shù)據(jù)，第1列賦值給變量1，第2列賦值給變量2。（3）變量名1,變量名2=@OLE('文件名');：沒有指定數(shù)據(jù)塊名稱，默認(rèn)使用Excel文件中與變量名同名的數(shù)據(jù)塊。Lingo軟件簡介

把計(jì)算結(jié)果寫入Excel文件@OLE函數(shù)把計(jì)算結(jié)果寫入Excel文件的格式有以下三種。（1）@OLE('文件名','數(shù)據(jù)塊名稱1','數(shù)據(jù)塊名稱2')=變量名1,變量名2;：將兩個(gè)變量的內(nèi)容分別寫入指定文件的兩個(gè)預(yù)先已經(jīng)定義了名稱的數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊的大小不應(yīng)小于變量所包含的數(shù)據(jù)。（2）@OLE('文件名','數(shù)據(jù)塊名稱')=變量名1,變量名2;：兩個(gè)變量的數(shù)據(jù)寫入同一個(gè)數(shù)據(jù)塊，先寫入變量1，變量2寫入另外1列。（3）@OLE('文件名')=變量名1,變量名2;：不指定數(shù)據(jù)塊的名稱，默認(rèn)使用Excel文件中與變量名同名的數(shù)據(jù)塊。LINDO軟件和Lingo軟件的區(qū)別（1）在LINDO軟件中編輯窗口輸入模型的目標(biāo)函數(shù)以“MAX”開頭，在Lingo軟件中則以“MAX=”或“MIN=”開頭。（2）在LINDO軟件中輸入模型的“SUBJIECTTO”或“ST”在Lingo軟件中不用書寫。（3）在LINDO軟件中系數(shù)和變量之間不能含有運(yùn)算符；而在Lingo軟件中每個(gè)系數(shù)和變量之間均增加了運(yùn)算符“*”，而且不可以省略。（4）在Lingo軟件中每行后面均增加了一個(gè)分號“;”(英文狀態(tài)下輸入)。（5）在Lingo軟件中模型以“MODEL:”開始，以“END”結(jié)束，對于簡單的模型，這兩個(gè)語句都可以省略。WinQSB軟件簡介

WinQSB

軟件是運(yùn)籌學(xué)領(lǐng)域比較受歡迎的工具，里面有大量的模型，運(yùn)籌學(xué)的主干教學(xué)內(nèi)容可以在WinQSB

軟件的計(jì)算工具包中找到大部分對應(yīng)的工具箱。WinQSB

軟件對于非大型的問題一般都能計(jì)算，對于較小的問題還能演示中間的計(jì)算過程。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)會(huì)WinQSB

軟件的安裝和啟動(dòng)方法。（2）了解WinQSB

軟件的基本構(gòu)成、運(yùn)行界面和基本操作方法，熟練掌握WinQSB

軟件的常用命令和功能。（3）能用WinQSB

軟件與Office文檔交換數(shù)據(jù)，了解WinQSB

軟件在Windows環(huán)境下的文件管理操作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安裝與啟動(dòng)WinQSB

軟件的安裝非常容易，運(yùn)行WinQSB

安裝目錄下的WinQSBSetup.exe文件，根據(jù)提示選擇安裝目錄，輸入相關(guān)信息，確認(rèn)之后，安裝程序就會(huì)自動(dòng)完成全部后續(xù)安裝過程。WinQSB

軟件包大小約為4MB，所以安裝過程很快就可以完成。詳細(xì)安裝過程參考以下步驟。WinQSB軟件簡介

首先雙擊WinQSB

安裝目錄下的WinQSBSetup.exe文件，彈出如圖1-15所示的“WinQSBSetup”對話框。在“InstallTo”文本框中輸入WinQSB

軟件的安裝目錄（默認(rèn)為C:\WinQSB），單擊“Continue”按鈕，彈出如圖1-16所示的“LimitedUseLicenseAgreement”對話框。圖1-15“WinQSBSetup”對話框圖1-16“LimitedUseLicenseAgreement”對話框在對應(yīng)文本框中輸入用戶信息（用戶名和公司/組織名稱），單擊“Continue”按鈕繼續(xù)安裝，安裝完成后彈出如圖1-17所示的安裝完成提示對話框。單擊“確定”按鈕完成安裝，安裝完畢之后，WinQSB

菜單自動(dòng)生成在系統(tǒng)程序中。圖1-17安裝完成提示對話框WinQSB軟件簡介

WinQSB

軟件共有19個(gè)模塊，分別對應(yīng)軟件可以求解的運(yùn)籌學(xué)中的19類問題。在軟件安裝完成后，選擇“開始”→“程序”→“WinQSB”菜單命令，我們可以看到WinQSB

軟件中有19個(gè)菜單選項(xiàng)，如圖1-18所示。圖1-18WinQSB

軟件中的19個(gè)菜單選項(xiàng)WinQSB軟件簡介

每個(gè)菜單選項(xiàng)對應(yīng)運(yùn)籌學(xué)中的一類問題，針對不同的問題，選擇不同的菜單選項(xiàng)，運(yùn)行相應(yīng)的程序，然后使用“File”菜單中的“New

Problem”選項(xiàng)來輸入所需數(shù)據(jù)。WinQSB

軟件中各模塊及其功能如表1-2所示。表1-2

WinQSB

軟件中各模塊及其功能此外，在WinQSB

軟件安裝完成后，每一個(gè)模塊都提供了一些典型的例題數(shù)據(jù)文件，用戶可以使用“File”菜單中的“Load

Problem”選項(xiàng)打開已有的數(shù)據(jù)文件，了解數(shù)據(jù)的輸入格式、系統(tǒng)能夠求解的問題、結(jié)果的輸出格式等內(nèi)容。表1-2WinQSB軟件中各模塊及其功能WinQSB軟件簡介

工作界面及基本操作WinQSB

軟件工作界面主要有三種窗口：啟動(dòng)窗口、數(shù)據(jù)輸入窗口、結(jié)果輸出窗口?，F(xiàn)以“LinearandIntegerProgramming”窗口為例加以說明。啟動(dòng)窗口。選擇“開始”→“程序”→“WinQSB”→“LinearandIntegerProgramming”菜單命令，出現(xiàn)如圖1-19所示的“LinearandIntegerProgramming”窗口。標(biāo)題欄：顯示程序的名稱。菜單欄：共有兩個(gè)菜單，即“File”和“Help”?！癋ile”菜單中只有三個(gè)選項(xiàng)：“New

Problem”、“Load

Problem”和“Exit”。New

Problem：新建問題。Load

Problem：裝載問題。Exit：退出。Help

菜單為幫助菜單（略）。工具欄：快速執(zhí)行常用的功能項(xiàng)。信息欄：把鼠標(biāo)移動(dòng)到工具欄按鈕上時(shí)，信息欄會(huì)給出相應(yīng)的說明信息。圖1-19“LinearandIntegerProgramming”窗口WinQSB軟件簡介

數(shù)據(jù)輸入窗口。選擇“File”→“NewProblem”菜單命令（或在工具欄上單擊圖標(biāo)），出現(xiàn)如圖1-20所示的“LP-ILPProblemSpecification”對話框。需要注意的是，對于不同的模塊，彈出的對話框是不同的，具體可見各章的WinQSB

軟件實(shí)驗(yàn)。單擊“OK”按鈕，進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入窗口，如圖1-21所示。菜單欄共有9個(gè)菜單：“File”、“Edit”、“Format”、“SolveandAnalyze”、“Results”（此處為灰色不可用）、“Utilities”、“Window”、“WinQSB”和“Help”。圖1-20“LP-ILPProblemSpecification”對話框圖1-21數(shù)據(jù)輸入窗口WinQSB軟件簡介

數(shù)據(jù)輸入窗口中的“File”

菜單如圖1-22所示。New

Problem：新建問題。Load

Problem：裝載問題。Close

Problem：關(guān)閉問題。Save

Problem：保存問題。Save

Problem

As：問題另存為。Print

Problem：打印問題。Print

Font：打印字體設(shè)置。PrintSetup：打印設(shè)置。Exit：退出。數(shù)據(jù)輸入窗口中的“Edit”菜單如圖1-23所示。Cut:剪切。Copy：復(fù)制。Paste：粘貼。Clear：清除。Undo：恢復(fù)。需要注意的是，除了包含“Cut”“Copy”等選項(xiàng)的第一部分和含有“Undo”選項(xiàng)的第二部分，其他部分的選項(xiàng)會(huì)由于所選程序的不同而不同。具體見后面實(shí)驗(yàn)中各問題的詳細(xì)解法。圖1-22數(shù)據(jù)輸入窗口中的“File”菜單圖1-23數(shù)據(jù)輸入窗口中的“Edit”菜單WinQSB軟件簡介

數(shù)據(jù)輸入窗口中的“Format”菜單如圖

1-24

所示。Number：選擇數(shù)字的顯示格式。選擇此選項(xiàng)，彈出如圖

1-25

所示的“Number

Format”對話框。Font：選擇顯示字體（為

Windows

標(biāo)準(zhǔn)的字體對話框）。選擇此選項(xiàng)，彈出如圖

1-26

所示的“字體”對話框。Alignment：電子表格文字的對齊方式。選擇此選項(xiàng)，彈出如圖1-27

所示的“Alignment”對話框。在圖1-27中，左上部分為文字對齊方式（左、右、中）。右上部分為對齊方式的應(yīng)用范圍（應(yīng)用于所有列、首行、首列、選定的列）。RowHeight：調(diào)節(jié)電子表格行高。ColumnWidth：調(diào)節(jié)電子表格列寬。根據(jù)子程序的不同，“Format”菜單中會(huì)有不同的選項(xiàng)。具體見后面實(shí)驗(yàn)中各問題的詳細(xì)解法。

圖1-24數(shù)據(jù)輸入窗口中的“Format”菜單圖1-25“NumberFormat”對話框圖1-26“字體”對話框圖1-27“Alignment”對話框WinQSB軟件簡介

數(shù)據(jù)輸入窗口中的“SolveandAnalyze”菜單如圖1-28所示。它也會(huì)根據(jù)不同的子程序而有不同的選項(xiàng)，主要的選項(xiàng)如下所述。SolvetheProblem：求解問題。SolveandDisplaySteps：求解并顯示過程?！癠tilities”菜單較簡單，主要提供了幾個(gè)小工具，有“Calculator”（計(jì)算器）、“Clock”（時(shí)鐘）和“Graph/Chart”（圖表）等。數(shù)據(jù)輸入窗口中的“Window”菜單如圖1-29所示。此處會(huì)顯示已經(jīng)打開的子窗口的名稱，可方便地進(jìn)行切換。Cascade：層疊。Tile：平鋪。ArrangeIcons:重排圖標(biāo)。圖1-28數(shù)據(jù)輸入窗口中的“SolveandAnalyze”菜單圖1-29數(shù)據(jù)輸入窗口中的“Window”菜單WinQSB軟件簡介

“WinQSB”菜單提供了19個(gè)功能的選項(xiàng)，可在此處方便地打開其他子程序?！癏elp”菜單提供了WinQSB

軟件的幫助。工具欄：快速執(zhí)行常用的功能項(xiàng)。編輯窗口：在此處輸入具體問題的數(shù)據(jù)，WinQSB

軟件中主要的數(shù)據(jù)輸入形式是表格。結(jié)果輸出窗口：在輸入數(shù)據(jù)之后，選擇“Solve

and

Analyze”→“Solve

the

Problem”菜單命令，問題求解后彈出結(jié)果輸出窗口，如圖

1-30所示。圖1-30結(jié)果輸出窗口WinQSB軟件簡介

菜單欄有6個(gè)菜單：“File”、“Format”、“Results”、“Utilities”、“Window”和“Help”。結(jié)果輸出窗口中的“File”菜單如圖1-31所示Print：打印。QuickPrintWindow：快速打印窗口。SaveAs：結(jié)果另存為。CopytoClipboard：復(fù)制到剪貼板。PrintFont：打印字體設(shè)置。PrintSetup：打印設(shè)置。Exit：退出?！癛esults”菜單主要是對問題進(jìn)行各種不同的分析和顯示，根據(jù)不同的子程序會(huì)有所不同?！癋ormat”、“Utilities”、“Window”和“Help”菜單的選項(xiàng)同數(shù)據(jù)輸入窗口中對應(yīng)的菜單。工具欄：快速執(zhí)行常用的功能項(xiàng)。結(jié)果顯示窗口：在此顯示問題的求解結(jié)果，有表格或圖形的形式。圖1-31結(jié)果輸出窗口中的“File”菜單WinQSB軟件簡介

數(shù)據(jù)的錄入與保存（1）數(shù)據(jù)可以采用直接錄入方式，同時(shí)也可以從Excel文件或Word文檔中復(fù)制數(shù)據(jù)到WinQSB軟件中。首先選中要復(fù)制的電子表格中單元格的數(shù)據(jù)，選用復(fù)制功能，然后在WinQSB

軟件的電子表格編輯狀態(tài)下選中要粘貼的單元格（在WinQSB

軟件中選中的單元格應(yīng)與在電子表格中選中的單元格行列數(shù)相同，否則只能復(fù)制部分?jǐn)?shù)據(jù)），粘貼即可。（2）把WinQSB

軟件數(shù)據(jù)輸入窗口中的數(shù)據(jù)復(fù)制到Office文檔：先清空剪貼板（可用Excel文件或Word文檔中“Edit”菜單中的“剪貼板”選項(xiàng)來清空），然后在WinQSB

軟件的表格中選中要復(fù)制的數(shù)據(jù)，選擇“Edit”菜單中的“Copy”選項(xiàng)，粘貼到Excel文件或Word文檔中。（3）計(jì)算結(jié)果的保存，只需要選擇“File”→“SaveAs”菜單命令即可，只是需要注意系統(tǒng)以文本格式（*.txt）保存結(jié)果，使用者可以編輯該文本文件。也可以把WinQSB

軟件結(jié)果輸出窗口中的數(shù)據(jù)復(fù)制到Office文件中進(jìn)行保存，方法：問題求解后，先清空“剪貼板”，選擇“File”菜單中的“CopytoClipboard”選項(xiàng)，然后粘貼到Excel文件或Word文檔中。MATLAB軟件簡介

MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（MatrixLaboratory）的簡稱，是由美國MathWorks公司研制開發(fā)的一種面向工程和科學(xué)計(jì)算的軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB軟件將高性能的數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)可視化和程序設(shè)計(jì)融合在一種簡單易用的交互式工作環(huán)境中，并且提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而使其廣泛應(yīng)用于數(shù)學(xué)計(jì)算和分析、自動(dòng)控制、系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號處理、圖形圖像分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、通信工程、金融系統(tǒng)等領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉MATLAB軟件的工作環(huán)境、菜單和選項(xiàng)的功能、基本操作。（2）了解MATLAB軟件的文件類型和MATLAB工具箱。（3）掌握簡單的命令運(yùn)算和M文件的基本操作。MATLAB軟件簡介

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容MATLAB軟件界面介紹MATLAB軟件的界面主要有菜單欄、工具欄、命令窗口、歷史命令窗口、工作空間窗口和當(dāng)前目錄窗口等。MATLAB軟件界面如圖1-32所示。命令窗口位于界面的中間，在窗口中顯示命令提示符“>>”，可在“>>”之后輸入命令，按下“Enter”鍵后，MATLAB軟件會(huì)立即顯示運(yùn)行結(jié)果并將結(jié)果自動(dòng)賦予變量ans。若要禁止顯示計(jì)算的中間結(jié)果，則可以通過分號“;”來實(shí)現(xiàn)。如果求解較為復(fù)雜的問題，可以采用給變量賦值的方法。圖1-32MATLAB軟件界面MATLAB軟件簡介

工作空間是用于儲(chǔ)存運(yùn)算中的各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間，而工作空間窗口則用于顯示變量的名稱、大小、字節(jié)數(shù)及數(shù)據(jù)類型等，我們可以通過工作空間窗口對變量進(jìn)行觀察、編輯、保存和刪除等操作。歷史命令窗口用來記錄用戶在命令窗口中執(zhí)行過的命令行，包括已運(yùn)行過的命令、函數(shù)、表達(dá)式、使用時(shí)間等信息。在歷史命令窗口中可進(jìn)行歷史命令的查找、檢查等工作。用鼠標(biāo)選中歷史命令窗口中的命令行，單擊右鍵彈出操作菜單，我們可以選擇相應(yīng)選項(xiàng)對這些歷史命令進(jìn)行復(fù)制、執(zhí)行及刪除等操作；雙擊這些命令可使它們再次執(zhí)行。當(dāng)前目錄窗口用于顯示和設(shè)置當(dāng)前工作目錄，同時(shí)顯示當(dāng)前工作目錄下的文件名、文件類型及目錄的修改時(shí)間等信息。用鼠標(biāo)選中當(dāng)前目錄窗口中的文件，單擊右鍵可以進(jìn)行打開、運(yùn)行、重命名及刪除等操作。設(shè)置當(dāng)前目錄可以在當(dāng)前目錄窗口上方的輸入欄中直接輸入。菜單欄中有“File”、“Edit”、“Debug”、“Parallel”、“Desktop”、“Window”和“Help”七個(gè)菜單，圖1-33～圖1-39顯示了每個(gè)菜單的選項(xiàng)，圖中選項(xiàng)名稱右側(cè)是其快捷鍵。工具欄上的每個(gè)按鈕與一個(gè)選項(xiàng)對應(yīng)。下面對主要選項(xiàng)的功能進(jìn)行簡單說明，其余選項(xiàng)的功能與一般Windows菜單中的大致相同。MATLAB軟件簡介

CloseCommandWindow：關(guān)閉命令窗口。ImportData：工作空間導(dǎo)入數(shù)據(jù)。SetPath：設(shè)定路徑。Preferences：設(shè)置MATLAB軟件系統(tǒng)的屬性參數(shù)。圖1-33“File”菜單圖1-34“Edit”菜單ClearCommandWindow：清除命令窗口。ClearCommandHistory：清除命令記錄。ClearWorkspase：清除工作空間。MATLAB軟件簡介

OpenFileswhenDebugging：打開文件的調(diào)