1000139328

1. Компьютерное моделирование

КОМПЬЮТЕРНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ

2.

Моделирование – замена одного объекта
(процесса или явления) другим, но
сохраняющим все существенные свойства
исходного объекта (процесса или явления)
Модель – аналог (заменитель) оригинала,
отражающий некоторые его характеристики
Модельное представление – единственный
способ мыслительной обработки
воспринимаемой человеком окружающей
действительности
Цель моделирования не в стремлении упростить
изучаемый объект (процесс или явление), а в
представлении его в такой форме, чтобы для
исследования интересующего объекта можно
было применить имеющийся у человека
инструментарий.

3.

Наиболее распространенные виды
классификации моделей, определяемых
следующими признаками:
областью использования;
учетом в модели временного фактора
(динамики)
способом представления моделей;
областью знаний (биологические,
экономические социологические, исторические
и т.п)
множество других факторов

4.

Классификация моделей по области использования
Учебные - наглядные пособия, тренажеры, обучающие программы
Опытные - уменьшенные или увеличенные копии проектируемых
объектов (модель водохранилища, гидроэлектростанции)
Научно-технические - для исследования процессов и явлений
(стенд для проверки телевизоров,
синхротрон – ускоритель электронов)
Игровые – военные, экономические, спортивные, деловые игры
(репетируют поведение объекта в различных ситуациях)
Имитационные – не просто отражают реальность с той или иной
степенью точности, но и имитируют ее
(проверка действия лекарств на животных, экспериментальное
обучение в школах по изучению нового предмета)

5.

Классификация моделей
по способу представления
Материальные
(предметные)
Отражают:
внешние свойства исх.
объектов
внутреннее устройство
суть процессов и явлений,
происходящих с
объектами-оригиналами
Информационные
По форме
представления
Образно-знаковые
Геометрические (карта,чертеж,
рисунок, фотография, план)
Структурные (таблица, граф,
схема, диаграмма)
Словесные (на естеств. языке)
Алгоритмические (блок-схема)
По способу реализации
Компьютерные
Некомпьютерные
(карандаш, линейка,
ручка)
Знаковые:
Математические (формулы
алгоритмические (пр-мы)
специальные модели
(ноты, химич. Формулы)

6.

Информационная модель – модель,
представляющая объект, процесс или
явление набором параметров и связей
между ними.
Математическая модель –
информационная модель, в которой
параметры и зависимости между ними
выражены в математической форме.
Компьютер – инструмент
решения задач на основе
информационных
моделей

7.

Этапы построения
информационной модели:
1.
2.
3.
Выделение существенных факторов
для построения модели
Формализация - описание факторов
с помощью параметров
Установка связей между
параметрами и их описание

8.

Хорошо поставленная задача – задача, для
которой построена модель, учитывающая
существенные факторы
Плохо поставленная задача – для которой
неизвестно заранее, какие факторы
существенны, не выявлены параметры или
не указаны связи между ними (т.е. не
построена модель)

9.

Этапы решения задач на ЭВМ:
I. Математическая модель:
1. Предположения, на которых основана модель
(выделение существенных свойств)
2. Формализация (описание факторов с помощью
параметров)
3. Математическое описание, связь (формулы,
уравнения, неравенства)
II. Алгоритм
III. Программа
IV. Получение и анализ результатов:
1. ввод и отладка программы
2. Тестирование:
- проверка основных частных случаев исходных данных
- проверка граничных случаев
- проверка недопустимых случаев исходных данных

10.

Укажите, какие модели вы обычно используете для решения
следующих жизненных задач и какие существенные факторы
определяют использование той или иной модели при решении
жизненной задачи?
Задача
Модель
Существ. факторы
1) Афиша с информацией Существенно содержание
фильма или место
расположения кинотеатра
Купить
о том, какие фильмы и в
билет в каких кинотеатрах идут
кино
3) План расположения
мест в кинотеатре и
указатель цен на них.
Существенен фактор
времени
Фактор комфорта или
финансовых
ограничений
Рецепт приготовления
торта
(алгоритм)
Норма и порядок
смешивания
компонентов
2) Расписание сеансов
Испечь
торт

11.

Какие модели являются имитационными, какие – информационными, но
нематематическими, а какие – математическими?
№
Модель
Имитац
ионная
Информацион Математич
ная (нематем)
еская
1
План местности
+
2
Формула химического вещества
+
3
Литературная повесть
+
4
Формула равноускоренного движения
5
Компьютерная игра «Пасьянс»
6
Классный журнал
+
7
Ж/д расписание поездов
+
8
Карта климатических поясов
+
9
Картина И. Репина «Бурлаки на Волге»
+
+
+
10 Зависимость между t тела и
количеством полученной этим телом
теплоты
+
Электрическая схема
+
12 Компьютерная игра «Гонки»
+
11
13 Прямоугольный параллелепипед
+

12. Системный подход и информационные модели

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД И ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
Системный подход к построению моделей был предложен в 1950 г.
Американским биологом Л. Фон Берталанфи и получил развитие в самых
различных направлениях.
Система – модель, представляющая собой некоторую совокупность элементов и
связей между ними.
Совокупность отношений, которыми наделена система, называют структурой
этой системы.
Связи элементов создают систему только тогда, когда в результате этих связей
образуется новый целостный объект, обладающий такими свойствами, которые
без этих связей не были присущи совокупности данных элементов. Появление
таких свойств называют системным эффектом.
Системный подход – общие методы построения системных моделей
Всякая информационная модель является системной.
Не всякая системная модель является информационной (натуральные модели:
скелет, самолет, авто. Т.к нет никаких параметров, описывающих действие
каких-либо факторов)

13. Классификация моделей по фактору времени

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ПО ФАКТОРУ ВРЕМЕНИ
Модели
Статические –
неизменяемость системы
в определенный промежуток времени
(карта местности, обследование
в стоматологической
поликлинике
Динамические –
изменение объектов системы и
связей между ними во времени
(функционирование, эволюция)
Медицинская карта ученика
Функционирование системы:
Внешние
воздействия,
вызывающие
изменение
системы
В
Х
О
Д
ы
С
И
С
Т
Е
М
А
В
Ы
Х
О
Д
Результаты
функционирования
системы
Внутреннее устройство системы часто оказывается несущественным.
Примеры: переход через улицу, покупка билета через автомат, просмотр телевизора