Bilgisayar modeli doğaldır. Bilgisayar modellemesi her yerde kullanılır ve gerçek sistemlerin, makinelerin, mekanizmaların, malların, ürünlerin tasarımını ve üretimini ekonomik, pratik ve verimli hale getirir. Sonuç her zaman önceden simüle edilmiş olanlardır.
İnsan her zaman modeller inşa etti, ancak bilgisayar teknolojisinin ortaya çıkmasıyla birlikte matematiksel, hesaplamalı ve yazılım yöntemleri fikirleri ve modelleme teknolojilerini olağanüstü bir yüksekliğe çıkardı, uygulamalarını geniş bir yelpazede yaptı: ilkel teknik seviyeden yüksek seviyeye. sanat ve yaratıcılık.
Bir bilgisayar modeli, yalnızca sosyal bilinci anlamak için daha gelişmiş bir uzay aracı veya kavramsal bir sistem değil, aynı zamanda gezegendeki iklim değişikliğini değerlendirmek veya birkaç yüz yıl içinde bir kuyruklu yıldız düşüşünün sonuçlarını belirlemek için gerçek bir fırsattır.
Teknik Modelleme
Bugün birkaç uzman bilmiyor ve bu program zaten bir düzine daha gelişmiş çözümle rekabet ediyor.
Modern bir uçağın veya bisikletin modellenmesi, nihayetinde yalnızca çizim üretiminin otomasyonunu ve belgelerin hazırlanmasını gerektirmez. Modelleme programı teknik kısmı yapmakla yükümlüdür: çizimler ve belgeler hazırlayın - bu temeldir.
Program ayrıca gerçek bir ürünü gerçek kullanımda üç boyutlu uzayda zamanında göstermelidir: uçuşta, hareket halinde, olası kazalar, enerji değişimi, olumsuz insan veya çevresel etkiler, korozyon, iklim veya diğer koşullar dahil kullanımda.
Sistem Modelleme
Bir takım tezgahı modeli, bir ürün, bir konveyör sistemlerdir, ancak bir kez yapılmış net bir yapıya ve içeriğe sahip sistemlerdir. Her biri için bilgisayar modellerinin kullanımına ilişkin deneyim, bilgi ve örnekler vardır.
Teknik gerçeklik, toplumdaki ilişkiler sistemi, bir reklam kampanyası sistemi, insan ruhunun modeli veya dolaşım sistemi ile aynı sistemdir.
Örneğin, bugün bir hastalığın güvenilir bir teşhisi şu şekilde elde edilebilir:
- doktorun yetkili eylemlerinin sonucu;
- hastanın durumunun bir modelini oluşturan bir bilgisayar programının çıktısı.
Bu iki seçenek giderek aynı sonuca yol açar.
Bir kişi bir sistemler dünyasında yaşar ve bu sistemler ilk verileri gerektiren kararları gerektirir: çevreleyen gerçekliğin anlaşılması ve algılanması. Modelleme olmadan sistemlerin doğasını anlamak ve karar vermek imkansızdır.
Yalnızca bir bilgisayar matematiksel modeli, orijinal sistemin nesnelliğini ve anlama düzeyini değerlendirmeyi mümkün kılar ve oluşturulan sanal görüntüyü kademeli olarak orijinale yaklaştırır.
Modellemede soyutlama
Bilgisayar modelleri ve modelleme, son derece umut verici ve dinamik olarak gelişen bir teknoloji alanıdır. Burada, yüksek teknoloji çözümleri tanıdık (sıradan, günlük) bir olaydır ve modellerin ve modellemenin olanakları her türlü karmaşık hayal gücünü hayrete düşürür.
Ancak insan henüz soyut sistem modellemesine ulaşmamıştır. Bilgisayar modellerini kullanma örnekleri, gerçek sistemlerin gerçek örnekleridir. Her modelleme yönü için, her model türü, her ürün türü, konveyör vb. için ayrı bir program veya programın menüsünde nispeten geniş bir sistem yelpazesinde simülasyon sağlayan ayrı bir öğe vardır.
Yazılımın kendisi bir modeldir. Bir programcının çalışmasının sonucu her zaman bir modeldir. Kötü bir program veya iyi bir program, ancak her zaman ilk verileri alan ve sonucu üreten belirli bir sorunu çözmek için bir modeldir.
Klasik programlama - klasik modeller, soyutlama yok: Geliştirme tamamlandıktan sonra dinamik seçenekleri olmayan kesin bir problem. Gerçek bir makine, gerçek bir ürün, katı nicel ve nitel özelliklere sahip herhangi bir ürün gibidir: tamam - mevcut olanın sınırları içinde kullanın, ancak yapılmış olanın ötesinde bir şey değil.
Nesne yönelimli programlama, yapı ve özelliklerin soyutlanması ve dinamiği iddiasına sahip, yani amacını uygulama ortamı veya çözülmekte olan görev tarafından belirleyen dinamik bir model oluşturmaya odaklanan bir sistem modelidir.
Burada model, yaratıcısı (yazar) olmadan tek başına uygulama alanında kendisini bulduktan sonra “yaşayabilir” ve kullanıcılarla bağımsız olarak “işbirliği” yapacaktır.
Modelleme: sürecin özü
Bugün bir bilgisayar modeli kavramı çeşitli görüşlerle temsil edilmektedir, ancak hepsi programın çalışması ve bağlamda hemfikirdir: model, belirli bir modelleme ortamında çalışan bir uzmanın eylemlerinin sonucuna eşittir. belirli bir program.
Üç tür model vardır: bilişsel, pragmatik ve araçsal.
İlk durumda, modelleme yönü, en çok, bilginin somutlaşması, teori bilgisi, küresel süreç biçiminde bir model elde etme arzusu olarak ifade edilir. Pragmatik model - pratik eylemler, işçi, üretim yönetim sistemi, ürün, makine hakkında fikir verir. Üçüncü seçenek, genel olarak tüm modelleri oluşturmak, analiz etmek ve test etmek için bir ortam olarak anlaşılmaktadır.
Genellikle, bilgisayar modellemesi, incelenen sistemin yerini alan, ancak temel yönlerini, niteliksel ve niceliksel özelliklerini yeterince yansıtan bir malzeme veya ideal (sanal) nesnenin inşası ve incelenmesinde bir uzmanın faaliyetidir.
Simüle edilmiş sistemlerin tür çeşitliliği
Yüksek teknolojilerin, bilimin, mühendisliğin ve programlamanın tüm ileri sınırlarında olduğu gibi, modelleme alanında da, modellenen sistemlerin tür çeşitliliğinin sınıflandırılması ve tanımlanması hakkında birçok görüş vardır.
Ancak uzmanlar ve uzmanlar her zaman bir konuda hemfikirdir: bilgisayar modeli türleri objektif noktalarla belirlenebilir:
- zaman;
- sunum yöntemi;
- modellenen tarafın doğası;
- belirsizlik seviyesi;
- uygulama seçeneği.
Zaman anı statik ve dinamik modellerdir. Birincisi istediğiniz kadar geliştirilebilir, ancak dinamik modeller gelişir ve her an farklılık gösterir. Temsil yolu genellikle ayrık veya sürekli olarak anlaşılır. Modellenen tarafın karakteri bilgilendirici, yapısal veya işlevseldir (sibernetik).
Pek çok durumda, modellenen sisteme belirsizlik parametrelerinin dahil edilmesi yalnızca gerekçelendirilmekle kalmaz, aynı zamanda ilgili bilgi alanlarındaki bilimsel başarıların bir sonucudur. Örneğin, belirli bir coğrafi bölgede bir iklim modeli oluşturmak, çok sayıda stokastik faktör olmaksızın gerçekçi olmayacaktır.
Modern modelleme araçları
Bugün modelleme, genel olarak yüzyıllarca modelleme ve özellikle matematiksel modelleme algoritmaları ve programları şeklinde sunulan bilgisayar endüstrisinin onlarca yıllık gelişiminin büyük bir deneyimidir.
Popüler yazılım araçları, yaygın olarak bilinen küçük bir ürün ailesi tarafından temsil edilir: AutoCAD, 3D Max, Wings 3D, Blender 3D, SketchUp. Bu ürünlere dayalı birçok özel uygulama bulunmaktadır.
Bilinenlere ek olarak, önemli bir özel, örneğin coğrafi, kartografik, jeodezik pazar; önemli sayıda az bilinen yazılım ürünüyle temsil edilen film ve video endüstrisi pazarı. Aileler GeoSoft, TEPLOV, Houdini ve diğerleri, yetkinlik alanlarında kalite, kullanışlılık ve verimlilik açısından kimseden daha düşük değildir.
En iyi yazılım aracını seçerken, en iyi çözüm, önerilen modelleme alanını, gelecekteki modelin varlığı için ortamı değerlendirmektir. Bu, gerekli araçları belirlemenizi sağlayacaktır.
Küçük ve yaratıcı modeller
Modern bir hava otobüsü, spor araba veya uzay aracının tasarımında "çok az yaratıcılık" kalırken, iş süreçlerinin gerçek programlanması ve organizasyonu en yakın ilginin konusu ve en maliyetli ve karmaşık modelleme süreçlerinin hedefi haline geldi. .
Modern iş sadece yüzlerce çalışan, ekipman parçası değil, aynı zamanda şirket içi ve dışı binlerce üretim ve sosyal bağlantıdır. Bu tamamen yeni ve keşfedilmemiş bir yön: bulut teknolojileri, ayrıcalıklı erişim organizasyonu, kötü niyetli saldırılara karşı koruma, çalışanların suistimali.
Modern programlama çok karmaşık hale geldi ve özel bir türe ve kendine özgü bir hayata dönüştü. Bir geliştirme ekibi tarafından oluşturulan bir yazılım ürününün başka bir geliştirme şirketi için modellenmesi ve incelenmesi amaçlanır.
Yetkili Örnek
Bir Windows sistemini veya bir Linux ailesini modelleme konusu olarak sunmak ve birini yeterli modeller oluşturmaya zorlamak mümkündür. Buradaki pratik önem o kadar düşüktür ki, sadece çalışmak ve bu sistemlerin eksikliklerini görmezden gelmek daha ucuzdur. Geliştiricileri, ihtiyaç duyduğu geliştirme yolu hakkında kendi fikrine sahiptir ve onu kapatmayacaktır.
Veritabanları ve gelişimlerinin dinamikleri hakkında tam tersi söylenebilir. Oracle büyük bir şirkettir. Çok sayıda fikir, binlerce geliştirici, yüz binlerce mükemmel çözüm.
Ancak Oracle, her şeyden önce modelleme için bir temel ve güçlü bir nedendir ve bu sürece yapılan yatırımın inanılmaz bir geri dönüşü olacak gibi görünüyor.
Oracle en başından beri liderliğin raylarındaydı ve veritabanları oluşturma, bilgiye karşı sorumlu bir tutum sağlama, koruma, taşıma, depolama vb. alanında hiç kimseden aşağı değildi. Bilgi görevlerini yerine getirmek için gereken tek şey Oracle'dır. .
Oracle'ın Diğer Yüzü
Acil bir sorunu çözmek için en iyi geliştiricilerin yatırımları ve çalışmaları nesnel bir zorunluluktur. Oracle, onlarca yıllık liderliği boyunca yüzlerce fiili görev ve binlerce uygulama ve güncelleme gerçekleştirdi.
Bilgisayar uygulamaları bağlamında bilginin kapsamı 80'li yıllardan bu yana değişmemiştir. Kavramsal olarak, bilgisayar çağının başlangıcı ve günümüzün veritabanları, güvenlik düzeyi ve uygulanan işlevsellik farkıyla ikiz kardeşlerdir.
Mevcut "güvenlik ve uygulanan işlevsellik" seviyesine ulaşmak için Oracle, özellikle şunları gerçekleştirdi:
- büyük heterojen bilgi akışlarının uyumluluğu;
- veri taşıma ve dönüştürme;
- uygulamaların doğrulanması ve test edilmesi;
- genelleştirilmiş ilişkisel evrensel erişim işlevselliği;
- veri/uzman geçişi;
- kurumsal veri tabanlarının temellerinin dağıtık bir internet ortamına dönüştürülmesi;
- maksimum entegrasyon, toplayıcılar, sistemleştirme;
- uygunluk spektrumunun belirlenmesi, çoğaltma işlemlerinin ortadan kaldırılması.
Bunlar, Oracle'ın mevcut yazılım ürünlerinin çok ciltli açıklamalarını oluşturan konuların sadece küçük bir kısmıdır. Aslında, üretilen çözümlerin yelpazesi çok daha geniş ve daha güçlüdür. Hepsi Oracle ve binlerce kalifiye uzman tarafından desteklenmektedir.
gelir modeli
1980'lerde Oracle, gerçek, eksiksiz çözümler biçiminde somut kapasite oluşturma yerine modelleme yolunu seçmiş olsaydı, durum çok daha farklı olurdu. Genel olarak, bir kişi veya kuruluş, bir bilgisayar bilgi sisteminden çok fazla bir şeye ihtiyaç duymaz. Burada, bilgisayar modelinin incelenmesi ilgi çekici değildir.
Her zaman sadece ortaya çıkan sorunun çözümünü almanız gerekir. Bu kararın nasıl karşılanacağı tüketicinin hiç umurunda değil. Veri geçişinin ne olduğunu veya herhangi bir veri üzerinde çalışması için uygulama kodunun nasıl test edileceğini bilmekle tamamen ilgisizdir ve öngörülemeyen bir durumda sakince rapor edebilir ve mavi ekran yapmaz veya sessizce takılmaz.
Bir sonraki ihtiyacı programlı olarak modelleyerek ve zihnini ve bilgisini kodun bir sonraki bölümünü oluşturmak için harcayacak bir sonraki uzmana yatırım yaparak değil, daha fazlasını başarabilirsiniz.
Herhangi biri, en iyi uzman, her şeyden önce, statik bir koddur, yazara bir anıt biçiminde en iyi bilginin sabitlenmesidir. Sadece kod. En iyinin çalışmasının sonucu gelişmez, ancak gelişimi için yeni geliştiriciler, yeni yazarlar gerektirir.
Gelir modeli uygulama olasılığı
Geliştiriciler ve bir bütün olarak BT endüstrisi, geçmiş yılların ilgi dalgalarına eşlik eden coşkuyla dinamikler, bilgi ve yapay zeka ile ilişki kurmayı çoktan bıraktı.
Tamamen resmi olarak, birçoğu ürünlerini veya çalışma alanlarını yapay zeka konusuyla ilişkilendirir, ancak aslında kesin olarak tanımlanmış algoritmaların, bulut çözümlerinin uygulanmasıyla uğraşırlar, güvenliğe ve her türlü tehdide karşı korumaya önem verirler.
Bu arada, bilgisayar modeli dinamiktir. Bilgisayar modellemesi sonuçlarıdır. Bu nesnel durum henüz iptal edilmedi. İptal etmek tamamen imkansız. Oracle örneği, diğerlerinin en iyisi ve en göstergesidir, bilgi yoluyla otomatik olarak değil, binlerce uzmanın çalışmasıyla gerçekten çalışan modeller oluşturmanız gerektiğinde, zorunlu modellemeye girmenin ne kadar zahmetli, pahalı ve verimsiz olduğunu gösterir. sistemin kendisi tasarlanıyor - gerçek pratikte dinamiklerdeki modeller!
Modelleme kelimesinin tanımıyla başlayalım.
Modelleme, bir model oluşturma ve kullanma sürecidir. Bir model, çalışma sürecinde, bu çalışma için önemli olan özelliklerini koruyarak orijinal nesnenin yerini alan böyle bir materyal veya soyut nesne olarak anlaşılır.
Bir biliş yöntemi olarak bilgisayar modellemesi, matematiksel modellemeye dayanmaktadır. Matematiksel model, incelenen nesnenin veya olgunun temel özelliklerini yansıtan bir matematiksel ilişkiler sistemidir (formüller, denklemler, eşitsizlikler ve işaret mantıksal ifadeleri).
Bazı bilgisayar modellerinin oluşturulmasını kaçınılmaz olarak gerektiren bilgisayar teknolojisi kullanılmadan belirli hesaplamalar için matematiksel bir model kullanmak çok nadiren mümkündür.
Bilgisayar simülasyonu sürecini daha ayrıntılı olarak düşünün.
2.2. Bilgisayar modellemeye giriş
Bilgisayar simülasyonu, karmaşık sistemleri incelemek için etkili yöntemlerden biridir. Bilgisayar modelleri, gerçek deneylerin finansal veya fiziksel engeller nedeniyle zor olduğu veya öngörülemeyen sonuçlar verebileceği durumlarda, hesaplamalı deneyler yapabilme yetenekleri nedeniyle daha kolay ve daha uygundur. Bilgisayar modellerinin mantığı, incelenen orijinal nesnenin (veya bütün bir nesne sınıfının) özelliklerini belirleyen ana faktörleri, özellikle de simüle edilmiş fiziksel sistemin parametrelerindeki değişikliklere tepkisini araştırmayı mümkün kılar ve başlangıç koşulları.
Yeni bir bilimsel araştırma yöntemi olarak bilgisayar modellemesi aşağıdakilere dayanmaktadır:
1. İncelenen süreçleri tanımlamak için matematiksel modellerin oluşturulması;
2. En yeni yüksek hızlı bilgisayarların kullanımı (saniyede milyonlarca işlem) ve bir kişiyle diyalog yürütme yeteneği.
Ayırmak analitik Ve taklit modelleme. Analitik modellemede, gerçek bir nesnenin matematiksel (soyut) modelleri cebirsel, diferansiyel ve diğer denklemler şeklinde ve ayrıca kesin çözümlerine yol açan açık bir hesaplama prosedürünün uygulanmasını içerenler şeklinde incelenir. Simülasyon modellemede, matematiksel modeller, çok sayıda temel işlemi sırayla gerçekleştirerek incelenen sistemin işleyişini yeniden üreten bir algoritma şeklinde incelenir.
2.3. Bir bilgisayar modeli oluşturma
Bir bilgisayar modelinin oluşturulması, fenomenlerin belirli doğasından veya incelenen orijinal nesneden soyutlamaya dayanır ve iki aşamadan oluşur - ilk önce niteliksel ve ardından niceliksel bir modelin oluşturulması. Öte yandan, bilgisayar modellemesi, amacı analiz edilen, yorumlanan ve simülasyon sonuçlarını incelenen nesnenin gerçek davranışıyla karşılaştırmak ve gerekirse daha da ileri gitmek olan bir bilgisayarda bir dizi hesaplama deneyi yapmaktan oluşur. modeli düzeltin, vb.
Böyle, Bilgisayar modellemesinin ana aşamaları şunları içerir:
1. Problemin ifadesi, modelleme nesnesinin tanımı:
Bu aşamada bilgi toplanır, soru formüle edilir, hedefler tanımlanır, sonuçların sunulması için formlar ve verilerin tanımı yapılır.
2. Sistemin analizi ve incelenmesi:
sistem analizi, nesnenin anlamlı tanımı, bir bilgi modelinin geliştirilmesi, donanım ve yazılımın analizi, veri yapılarının geliştirilmesi, matematiksel bir modelin geliştirilmesi.
3. Biçimlendirme, yani matematiksel bir modele geçiş, bir algoritmanın oluşturulması:
algoritma tasarlama yöntemi seçimi, algoritma yazma biçimi seçimi, test yöntemi seçimi, algoritma tasarımı.
4. Programlama:
modelleme için bir programlama dili veya uygulama ortamı seçimi, veri düzenleme yöntemlerinin açıklığa kavuşturulması, seçilen programlama dilinde (veya bir uygulama ortamında) bir algoritmanın yazılması.
5. Bir dizi hesaplama deneyi yapmak:
sentaks, semantik ve mantıksal yapı hatalarının ayıklanması, test hesaplamaları ve test sonuçlarının analizi, programın sonlandırılması.
6. Sonuçların analizi ve yorumlanması:
gerekirse program veya modelin revizyonu.
Modeller oluşturmanıza ve incelemenize izin veren birçok yazılım paketi ve ortamı vardır:
Grafik ortamlar
Metin editörleri
Programlama ortamları
E-tablolar
Matematik paketleri
HTML editörleri
2.4. hesaplama deneyi
Deney, bir nesne veya modelle gerçekleştirilen bir deneydir. Deneysel numunenin bu eylemlere nasıl tepki vereceğini belirlemek için bazı eylemlerin gerçekleştirilmesini içerir. Bir hesaplama deneyi, resmileştirilmiş bir model kullanan hesaplamaları içerir.
Matematiksel olanı uygulayan bir bilgisayar modeli kullanmak, gerçek bir nesneyle deney yapmaya benzer, ancak bir nesneyle gerçek bir deney yapmak yerine, modeliyle bir hesaplama deneyi gerçekleştirilir. Modelin ilk parametreleri için belirli bir değer kümesi ayarlanarak, bir hesaplama deneyi sonucunda, istenen parametrelerin belirli bir değer kümesi elde edilir, nesnelerin veya işlemlerin özellikleri incelenir, optimalleri parametreler ve çalışma modları bulunur ve model iyileştirilir. Örneğin, belirli bir sürecin gidişatını tanımlayan bir denkleme sahip olmak, katsayılarını, başlangıç ve sınır koşullarını değiştirerek, nesnenin bu durumda nasıl davranacağını araştırmak mümkündür. Ayrıca, çeşitli koşullar altında bir nesnenin davranışını tahmin etmek mümkündür. Bir nesnenin davranışını yeni bir başlangıç veri seti ile incelemek için yeni bir hesaplama deneyi yapmak gerekir.
Matematiksel modelin ve gerçek nesnenin, sürecin veya sistemin yeterliliğini kontrol etmek için, bir bilgisayardaki araştırma sonuçları, deneysel tam ölçekli bir örnek üzerindeki bir deneyin sonuçlarıyla karşılaştırılır. Doğrulamanın sonuçları matematiksel modeli düzeltmek için kullanılır veya oluşturulan matematiksel modelin verilen nesnelerin, süreçlerin veya sistemlerin tasarımına veya çalışmasına uygulanabilirliği sorusuna karar verilir.
Hesaplamalı deney, pahalı bir tam ölçekli deneyi bilgisayar hesaplamalarıyla değiştirmeyi mümkün kılar. Kısa sürede ve önemli malzeme maliyetleri olmadan, çeşitli çalışma modları için tasarlanmış nesne veya süreç için çok sayıda seçeneğin incelenmesini sağlar, bu da karmaşık sistemlerin geliştirilmesi ve bunların tanıtılması için gereken süreyi önemli ölçüde azaltır. üretime geçiyor.
2.5. Çeşitli ortamlarda modelleme
2.5.1. Programlama ortamında simülasyon
Programlama ortamında modelleme, bilgisayar simülasyonunun ana aşamalarını içerir. Bir bilgi modeli ve algoritma oluşturma aşamasında, hangi niceliklerin girdi parametresi hangilerinin sonuç olduğunun belirlenmesi ve bu niceliklerin tipinin belirlenmesi gerekmektedir. Gerekirse, seçilen programlama dilinde yazılmış bir akış şeması şeklinde bir algoritma derlenir. Bundan sonra, bir hesaplama deneyi gerçekleştirilir. Bunu yapmak için, programı bilgisayarın RAM'ine yüklemeniz ve yürütmek için çalıştırmanız gerekir. Bir bilgisayar deneyi, mutlaka, problemi çözmenin tüm aşamalarının (matematiksel model, algoritma, program) düzeltilebileceği temelinde elde edilen sonuçların bir analizini içerir. En önemli aşamalardan biri algoritmanın ve programın test edilmesidir.
Program hata ayıklama (İngilizce terimi hata ayıklama (debugging), 1945'te bir güvenin ilk Mark-1 bilgisayarlarından birinin elektrik devrelerine girip binlerce röleden birini bloke etmesiyle ortaya çıkan "hataları yakalama" anlamına gelir) bulma işlemidir. ve hesaplamalı deney sonuçlarına göre üretilen programdaki hataların ortadan kaldırılması. Hata ayıklama, sözdizimi hatalarını ve açık kodlama hatalarını yerelleştirir ve ortadan kaldırır.
Modern yazılım sistemlerinde hata ayıklama, hata ayıklayıcı adı verilen özel yazılım araçları kullanılarak gerçekleştirilir.
Test, programın bir bütün olarak veya bileşenlerinin doğru çalıştığının doğrulanmasıdır. Test sürecinde, bariz hatalar içermeyen programın çalışabilirliği kontrol edilir.
Program ne kadar dikkatli bir şekilde hata ayıklanırsa yapılsın, işe uygunluğunu belirlemedeki belirleyici adım, programın test sistemi üzerindeki yürütme sonuçlarına göre kontrolüdür. Seçilen test girdi verileri sistemi için her durumda doğru sonuçlar elde edilirse, bir program doğru kabul edilebilir.
2.5.2. Elektronik tablolarda modelleme
Elektronik tablolarda modelleme, farklı konu alanlarında çok geniş bir görev sınıfını kapsar. E-tablolar, bir nesnenin nicel özelliklerinin hesaplanması ve yeniden hesaplanması üzerinde emek yoğun çalışmaları hızlı bir şekilde gerçekleştirmenize olanak tanıyan evrensel bir araçtır. Elektronik tabloları kullanarak modelleme yaparken, sorunu çözme algoritması bir şekilde dönüştürülür ve bir hesaplama arayüzü geliştirme ihtiyacının arkasına saklanır. Hücreler arasındaki ilişkilerde, hesaplama formüllerinde veri hatalarının ortadan kaldırılması da dahil olmak üzere hata ayıklama aşaması kaydedilir. Ek görevler de ortaya çıkar: ekranda sunumun rahatlığı üzerinde çalışın ve alınan verileri kağıda çıkarmak gerekirse, sayfalara yerleştirmeleri üzerine çalışın.
Elektronik tablolarda modelleme süreci genel şemaya göre gerçekleştirilir: hedefler belirlenir, özellikler ve ilişkiler belirlenir ve matematiksel bir model derlenir. Modelin özellikleri mutlaka amaca göre belirlenir: ilk (modelin davranışını etkileyen), orta ve sonuç olarak elde edilmesi gerekenler. Bazen nesnenin temsili diyagramlar, çizimler ile desteklenir.
İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın
Öğrenciler, yüksek lisans öğrencileri, bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan genç bilim adamları size çok minnettar olacaktır.
Yayınlanan http://www.allbest.ru/
Tanıtım
2.2. Görev 2. Otomatik dalga süreçlerinin modellenmesi
Çözüm
bibliyografya
Tanıtım
Bilimsel araştırmalarda modelleme eski zamanlarda kullanılmaya başlandı ve yavaş yavaş tüm yeni bilimsel bilgi alanlarını ele geçirdi. Her fizikçinin "görünmeyeni görme", yani fiziksel bir fenomenin gidişatına bakma ve doğrudan algıdan gizlenmiş olsa bile mekanizmayı görme arzusu vardır. Ve burada bilgisayar teknolojileri kurtarmaya geldi, yani "sanal" deneyler, modeller oluşturmanıza ve görmenize izin veren bilgisayar modelleme.
Bilgisayar simülasyon yöntemleri 1950'lerin sonlarında ve 1960'ların başlarında fizikte ortaya çıktı. Bunlardan başlıcaları dinamik yöntem ve Monte Carlo yöntemidir. Bilgisayar simülasyon yöntemlerinin geliştirilmesi, fizik üzerinde güçlü bir etkiye sahipti, çünkü ilk kez, parçacıkların birbirleriyle oldukça karmaşık bir etkileşimi olan sistemleri teorik olarak incelemek mümkün hale geldi. Günümüzde bu yöntemler katı hal fiziğinde, faz geçişleri fiziğinde başarıyla kullanılmaktadır. Bu yöntemler sıvıların özelliklerini, yoğun plazmaları, yüzey olaylarını, radyasyonun maddeden geçişini ve diğer süreçleri incelemek için kullanılır. Bütün bunlar, fiziği deneysel, teorik ve hesaplamalı olarak alt bölümlere ayırmanın artık alışılmış olduğu gerçeğine yol açtı. Hesaplamalı fizik, deneysel ve teorik arasında bir ara konuma sahiptir: bir yandan, çalışmasının amacı gerçek bir deney değildir, diğer yandan, hesaplamalı fizik modelleri birkaç yaklaşım içerdiğinden ve tam olarak bir teori değildir. çok gerçekçi. Bu nedenle, bu bağlamda, genellikle bir sanal veya bilgisayar deneyinden söz edilir. 80'lerin sonuna kadar, bilgisayar simülasyon yöntemleri pek çoğu için mevcut değildi, bir bilgisayar deneyi oldukça pahalıydı, çok fazla bilgisayar zamanı gerektiriyordu, ayrıca bilgisayarların hızı ve RAM'leri nispeten küçüktü, bu da grafiklerini ciddi şekilde sınırlıyordu. makine ve kullanıcı arasında tam teşekküllü bir diyalog yetenekleri. Ancak son on yılda meydana gelen bilgisayar patlaması, bir dizi ucuz ve uygun fiyatlı bilgisayar üretti. Hızlarındaki keskin bir artış, eğitimde bilgisayar simülasyon yöntemlerinin kullanımını yalnızca bu konularda geleceğin uzmanlarını yetiştirmek için değil, aynı zamanda herhangi bir bilgisayar destekli herhangi bir kullanıcı tarafından kullanılabilecek eğitsel fiziksel modeller oluşturmak için de uygun hale getirdi.
Ders çalışmasının alaka düzeyi. Tüm Rusya bilgisayarlaşma programı kapsamında okulların kitlesel olarak bilgisayarlarla donatılmasıyla bağlantılı olarak, bilgisayarların konu eğitiminde kullanımına olan ilgi derinleşti. Teknik bir araç olarak bilgisayar, eğitim sürecini geliştirmek için büyük fırsatlar sunar. Ancak özellikle fizik konularının öğretiminde bilgisayar kullanımı yaygınlaşmamış ve sınırlıdır. Bir yandan bu, yazılım araçlarının ve eğitim programlarının metodolojik olarak yetersiz geliştirilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu sorunun tespiti A.M. Korotkova, L.Yu. Kravchenko, E.A. Loktyushina, N.A. Gomulina, A.Ş. Kameneva, Ş.D. Mahmudova. Öte yandan, geliştiriciler tarafından sunulan fizikteki bilgisayar programları çoğunlukla kullanıcıya kapalıdır: bunlar, her zaman öğretmenin öğretim metodolojisi ile birleştirilmeyen ve her zaman bir araya gelmeyen hazır bir görev bankası, testler, teoriler ve gösteriler içerirler. genellikle ne örgütsel ne de metodik olarak eğitim süreciyle bağlantılı değildir. Kullanıcı için açıklık elde etmeyi sağlayan programlar genellikle fiziksel problemlerin çözümünü desteklemez veya eğitimde oldukça hantaldır, programlama dilleri - Pascal, C ++, Delphi veya sayısal yöntemler - Mathcad, Excel bilgisi gerektirir. Bu nedenle, bir bilgisayar yardımıyla fizik öğretiminin etkinliğini artıran ortak yaklaşım ve yöntemlerin araştırılması uygun olmaya devam etmektedir. Özellikle, geleneksel ve bilgisayar temelli öğretim yöntemlerinin organik olarak birleştirildiği böyle bir ortamın yaratılması sorunu önemlidir. Fiziksel problemleri çözmeyi öğretmek için etkili yöntemlerden biri, problem çözmeyi öğretmede didaktik olasılıkları bütünleştiren ve öğrencilerin zihinsel ve yaratıcı yeteneklerini geliştirmenin bir yolu olan bilgisayar simülasyonu yöntemidir. Ve eğitim sürecinde yeni eğitim teknolojilerinin tanıtılması, geleneksel problem çözme yöntemleriyle birlikte modellemenin uygulanmasına izin verir.
Ders çalışmasının amacı, fizik alanında bilgisayar modellemenin özelliklerini incelemek ve incelemektir.
Hedefe dayalı olarak, kurs çalışmasının aşağıdaki görevleri belirlenir: bilgisayar modellemesinin temel kavramlarını incelemek; fizik alanında bilgisayar modellemesi üzerine materyali sistematize etmek; belirli problemleri çözme örneğinde bilgisayar modellemesini düşünün.
Ders çalışmasının yapısı. Ders çalışması içerik, giriş, iki bölüm, sonuç ve kaynakçadan oluşur.
1. Teorik kısım. bilgisayar modelleme
1.1 Bilgisayar modelleme kavramı
Bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, uygulamalı ve bilimsel problemlerin çözümünde bilgisayar simülasyonunun rolü giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bilgisayar deneyleri yapmak için uygun bir matematiksel model oluşturulur ve uygun yazılım geliştirme araçları seçilir. Programlama dili seçiminin, ortaya çıkan modelin uygulanması üzerinde büyük etkisi vardır.
Geleneksel olarak, bilgisayar modellemesi sadece simülasyon modellemesi olarak anlaşıldı. Bununla birlikte, diğer modelleme türlerinde, bir bilgisayarın, genel olarak bir bilgisayarın da kullanılabileceği fiziksel modelleme dışında, ancak daha çok modelleme sürecini kontrol etme amacıyla son derece yararlı olabileceği görülebilir. Örneğin, matematiksel modellemede, ana aşamalardan birinin uygulanması - deneysel verilere dayalı matematiksel modellerin oluşturulması - şu anda bilgisayar olmadan düşünülemez. Son yıllarda grafik arayüz ve grafik paketlerinin gelişmesi sayesinde bilgisayar, yapısal ve fonksiyonel modelleme yaygınlaşmıştır. Bilgisayarın kavramsal modellemede bile kullanılmaya başlaması, örneğin yapay zeka sistemlerinin yapımında kullanıldığı yerlerde.
Dolayısıyla, "bilgisayar modelleme" kavramının geleneksel "bilgisayar modelleme" kavramından çok daha geniş olduğunu ve günümüz gerçekleri dikkate alınarak açıklığa kavuşturulması gerektiğini görüyoruz.
"Bilgisayar modeli" terimiyle başlayalım.
Şu anda, bir bilgisayar modeli en çok şu şekilde anlaşılmaktadır:
§ birbirine bağlı bilgisayar tabloları, akış şemaları, diyagramlar, grafikler, çizimler, animasyon parçaları, hiper metinler vb. kullanılarak açıklanan bir nesnenin veya bazı nesneler sisteminin (veya süreçlerin) koşullu görüntüsü. ve nesnenin öğeleri arasındaki yapı ve ilişkileri görüntülemek. Bu tip bilgisayar modellerini yapısal-fonksiyonel olarak adlandıracağız;
§ ayrı bir program, bir dizi program, bir dizi hesaplama ve sonuçlarının grafiksel bir gösterimini kullanarak, bir nesnenin, bir nesne sisteminin, etkiye tabi olarak işleyen süreçlerini yeniden üretmeye (simülasyona) izin veren bir yazılım paketi çeşitli, genellikle rastgele faktörlerin nesnesi üzerine. Bu tür modellere simülasyon modelleri olarak değineceğiz.
Bilgisayar modellemesi, bilgisayar modelinin uygulanmasına dayalı olarak karmaşık bir sistemi analiz etme veya sentezleme problemini çözmek için bir yöntemdir.
Bilgisayar modellemesinin özü, mevcut modelden nicel ve nitel sonuçların elde edilmesinde yatmaktadır. Analiz sonuçlarından elde edilen nitel sonuçlar, karmaşık bir sistemin önceden bilinmeyen özelliklerini keşfetmeyi mümkün kılar: yapısı, gelişme dinamikleri, kararlılığı, bütünlüğü, vb. Nicel sonuçlar esas olarak bazı geleceği tahmin etme veya geçmiş değerleri açıklama niteliğindedir Sistemi karakterize eden değişkenler. Yeni bilgilerin doğuşu için bilgisayar modellemesi, bir bilgisayar yardımıyla güncellenebilen herhangi bir bilgiyi kullanır.
Simülasyonda bilgisayarın ana işlevleri:
§ geleneksel bilgi işlem araçları, algoritmalar, teknolojiler tarafından çözülen sorunları çözmek için yardımcı bir araç rolü oynamak;
§ geleneksel yöntemlerle, algoritmalarla, teknolojilerle çözülemeyen yeni sorunları belirleme ve çözme aracı olarak hareket etmek;
§ bilgisayar öğretimi ve modelleme ortamları tasarlamanın bir aracı olarak hareket etmek;
§ yeni bilgi edinmek için bir modelleme aracı olarak hareket etmek;
§ yeni modeller (kendi kendine öğrenen modeller) "öğrenme" rolünü oynamak.
Bilgisayar simülasyonu türlerinden biri, hesaplamalı bir deneydir.
Bir bilgisayar modeli, bilgisayar araçlarıyla uygulanan gerçek bir süreç veya olgunun modelidir. Sistemin durumu zamanla değişirse, modellere dinamik, aksi halde statik denir.
Sistemdeki süreçler, sistemin bulunduğu koşullara bağlı olarak farklı şekilde ilerleyebilir. Gerçek bir sistemin davranışını çeşitli koşullar altında gözlemlemek zor ve bazen imkansız olabilir. Bu gibi durumlarda, bir model oluşturduktan sonra, tekrar tekrar başlangıç durumuna geri dönebilir ve davranışını gözlemleyebilirsiniz. Sistemleri incelemek için bu yönteme simülasyon modellemesi denir.
Simülasyon modellemesine bir örnek, Monte Carlo yöntemiyle =3.1415922653... sayısının hesaplanmasıdır. Bu yöntem, diğer yöntemlerle hesaplanması zor olan şekillerin (gövdelerin) alanlarını ve hacimlerini bulmanızı sağlar. Bir dairenin alanını bulmak istediğinizi varsayalım. Etrafına bir kare tanımlayalım (alanı bilindiği gibi kenarının karesine eşit) ve her seferinde noktanın dairenin içinde olup olmadığını kontrol ederek kareye rastgele noktalar atalım. Çok sayıda nokta ile, dairenin alanının karenin alanına oranı, daireye düşen noktaların toplam terk edilen noktaların sayısına oranı eğiliminde olacaktır.
Bu yöntemin teorik temeli uzun zamandır biliniyordu, ancak bilgisayarların ortaya çıkmasından önce, bu yöntem herhangi bir geniş uygulama bulamadı, çünkü rastgele değişkenleri manuel olarak simüle etmek çok zahmetli bir iştir. Yöntemin adı, kumar evleriyle ünlü Monako Prensliği'ndeki Monte Carlo kentinden geliyor, çünkü rastgele değerler elde etmek için mekanik cihazlardan biri rulet.
Bir dairenin alanını hesaplamanın bu yönteminin, yalnızca noktalar sadece rastgele değil, aynı zamanda kare boyunca eşit olarak dağılmışsa doğru bir sonuç vereceğine dikkat edilmelidir. 0 ile 1 aralığında eşit olarak dağıtılmış rasgele sayıları simüle etmek için, özel bir bilgisayar programı olan rasgele sayı üreteci kullanılır. Aslında bu sayılar bir algoritma tarafından belirlenir ve bu nedenle tamamen rastgele değildirler. Bu şekilde elde edilen sayılara genellikle sözde rasgele sayılar denir. Rastgele sayı üreteçlerinin kalitesi sorunu çok zordur, ancak çok karmaşık olmayan sorunları çözmek için çoğu programlama sistemine ve elektronik tabloya yerleştirilmiş sensörlerin yetenekleri genellikle yeterlidir.
Aralıktan xxii[i] dizisine r sayıları üreten ve t + Ät zamanında elemanların hızlarını hesaplayan, düzgün dağılmış rasgele sayılardan oluşan bir üretecine sahip olduğuna dikkat edin:
зi(t+Ät)=çi(t)+ v2[(оi+1-2оi +оi-1)/h2]Ät.
onları o[i] dizisine yazmak.
5. Döngüde tüm elemanlar sıralanır ve ofsetleri aşağıdaki formüle göre hesaplanır:
oi(t+Ät)=оi(t)+ зi(t+Ät)Ät.
6. Bir döngüde tüm elemanlar sıralanır, önceki görüntüleri silinir ve yenileri çizilir.
7. İşleme dön 2. Döngü over t bittiyse döngüden çık.
4. Bilgisayar programı. Önerilen program, "iki ortam arasındaki arayüzden" bir darbenin geçişini ve yansımasını simüle eder.
PROGRAMMA1 programı;
crt, grafik kullanır;
sabit n=200; h=1; dt=0.05;
var i, j, DriverVar,
ModeVar, ErrorCode: tamsayı;
eta,xi,xxii: gerçek dizisi;
Prosedür Graph_Init;
başla (- Grafik başlatma -)
DriverVar:=Algıla;
InitGraph(DriverVar,ModeVar,"c:\bp\bgi");
ErrorCode:=GraphResult;
Hata Kodu ise<>grOK ardından Dur(1);
prosedür hesaplaması; (ofset hesaplama)
i için başla:=2'den N-1'e do
Eğer ben eta[i]:=eta[i]+vv*(xi-2*xi[i]+xi)/(h*h)*dt; i:=2 ila N-1 için do xi[i]:=xi[i]+eta[i]*dt; xi[N]:=0; (Son sabit) ( xi[N]:=xi;)( gevşek) başla (- Ekran çıktısı -) setcolor(siyah); satır(i*3-3,240-yuvarlak(xxii*50),i*3,240-yuvarlak(xxii[i]*50)); setcolor(beyaz); satır(i*3-3,240-yuvarlak(xi*50),i*3,240-yuvarlak(xi[i]*50)); BAŞLA (- Ana program -) eğer t<6.28 then xi:=2*sin(t) else xi:=0; Raşet; i için:=1'den N'ye Beraberlik; Tuşa Basılana kadar; Grafiği Kapat; Yukarıda ele alınan bilgisayar modeli, bir dizi sayısal deney gerçekleştirmeyi ve aşağıdaki fenomenleri incelemeyi mümkün kılar: 1) elastik ortamın sabit ve sabit olmayan ucundan bir dalganın (tek darbe, katar) yayılması ve yansıması; 2) bir gelen dalganın yansımasından veya iki uyumlu dalganın radyasyonundan kaynaklanan dalgaların girişimi (tek darbeler, trenler); 3) iki ortam arasındaki arayüz üzerinden bir dalganın (tek darbe, tren) yansıması ve yayılması; 4) dalga boyunun yayılma frekansına ve hızına bağımlılığının incelenmesi; 5) dalga hızının daha düşük olduğu bir ortamdan yansıma üzerine yansıyan dalganın fazındaki bir değişikliğin p ile gözlemlenmesi. 2.2 Problem 2. Otomatik dalga süreçlerinin modellenmesi 1. Görev: Her biri üç farklı durumda olabilen öğelerden oluşan iki boyutlu bir aktif ortam vardır: dinlenme, uyarılma ve dirençsizlik. Dış etkinin yokluğunda, eleman dinlenme halindedir. Eylemin bir sonucu olarak, eleman, komşu elemanları uyarma yeteneği kazanarak uyarılmış bir duruma geçer. Uyarma işleminden bir süre sonra, eleman uyarılamayacağı bir refrakterlik durumuna geçer. Daha sonra elementin kendisi orijinal dinlenme durumuna geri döner, yani tekrar uyarılmış bir duruma geçme yeteneğini kazanır. Ortamın çeşitli parametreleri ve uyarılmış elemanların ilk dağılımı için iki boyutlu bir aktif ortamda meydana gelen süreçleri simüle etmek gerekir. 2. Teori. Genelleştirilmiş Wiener-Rosenbluth modelini düşünün. Bilgisayar ekranını zihinsel olarak i, j indeksleri tarafından tanımlanan ve iki boyutlu bir ağ oluşturan öğelere bölelim. Her elementin durumu, yi,j(t) fazı ve uij(t) aktivatörünün konsantrasyonu ile tanımlansın, burada t ayrı bir zaman anıdır. Eğer eleman hareketsiz ise, o zaman yi,j(t) = 0 olduğunu varsayıyoruz. Uyarılmış elemanların yakınlığından dolayı, uij(t) aktivatörünün konsantrasyonu h eşik değerine ulaşırsa, eleman uyarılır ve 1. duruma geçer. Ardından, bir sonraki adımda 2. duruma, sonra 3. duruma geçer ve bu şekilde, heyecanlı kalırken. r durumuna ulaşan eleman, refrakterlik durumuna geçer. Uyarma sonrası (s - r) adımlarından sonra, eleman dinlenme durumuna geri döner. s durumundan 0 durağan duruma geçişte, aktivatörün konsantrasyonunun 0'a eşit olduğunu varsayacağız. Uyarılmış durumda olan bir komşu elemanın varlığında 1 artar. uyarılır, ardından uygun adımda, uyarılmış komşuların sayısına aktivatör konsantrasyonunun önceki değeri eklenir: uij (t + Ät) = uij (t) + p. Kendimizi en yakın sekiz komşu öğeyi hesaba katmakla sınırlayabiliriz. 3. Algoritma. Otomatik dalga işlemlerini aktif bir ortamda simüle etmek için, ortamın elementlerinin fazlarının sonraki anlarda ve aktivatörün konsantrasyonunun hesaplandığı, uyarılmış elementlerin önceki dağılımının silindiği bir zaman döngüsü oluşturmak gerekir. ve yenisi yapılır. Model algoritması aşağıda sunulmuştur. 1. Aktif ortamın eleman sayısını, parametrelerini s, r, h, uyarılmış elemanların ilk dağılımını ayarlayın. 2. Döngünün t ile başlaması. Zamanda bir artış verirler: t değişkenine t + Dt değeri atanır. 3. Aktif ortamın tüm elemanları, yi,j (t + Dt) fazları ve t + Dt anında aktivatör ui,j (t + Dt) konsantrasyonu belirlenerek sıralanır. 4. Ekranı temizleyin ve aktif ortamın heyecanlı öğelerini oluşturun. 5. İşleme dön 2. Döngü over t bittiyse döngüden çık. 4. Bilgisayar programı. Aşağıda aktif ortamı ve içinde meydana gelen süreçleri simüle eden bir program bulunmaktadır. Program, aktif ortamın tüm elemanlarının yi,j (t + Дt) fazının başlangıç değerlerini belirtir ve ayrıca yi,j (t + Дt) değerlerinin hesaplandığı bir zaman döngüsü vardır. bir sonraki anda t + Ät ve sonuçlar ekranda grafik olarak görüntülenir. Ortamın parametreleri r = 6, s = 13, h = 5'tir, yani dinlenme durumuna ek olarak her bir eleman 6 uyarılmış durumda ve 7 refrakterlik durumunda olabilir. Aktivatör konsantrasyonunun eşik değeri 5'tir. Program tek kollu bir dalga, bir osilatör ve bir engel oluşturur. PROGRAMMA2 programı; dos, crt, grafik kullanır; SabitN=110; M=90; s=13; r=6; h=5; Var y, yy, u: tamsayı dizisi; ii, jj, j, k, Gd, Gm: tamsayı; ben: Longint; Gd:= Tespit; InitGraph(Gd, Gm, "c:\bp\bgi"); Eğer GraphResult<>grOk o zamanDur (1); set rengi(8); setbkcolor(15); (* y:=1; ( Tek dalga ) *) j:=1 ila 45 do için (Tek Kol Dalgası) i:=1 ila 13 için y:=i; (* j:=1 ila M do için ( İki kollu dalga ) i:=1 ila 13 için y:=i ile başlar; j>40 ise y:=14-i; son; *) k=yuvarlak(k/20)*20 ise y:=1; (Osilatör 1) (* k=yuvarlak(k/30)*30 ise y:=1; (Osilatör 2) *) i:=2 ila N-1 için j:=2 ila M-1 için do başla (y>0) ve (y ise y=s ise yy:=0; u:=0; son; eğer y<>0 sonra bir araya geldi; ii için:=i-1'den i+1'e do jj için:=j-1'den j+1'e do başla (y>0) ve (y ise<=r) then u:=u+1; u>=h ise yy:=1; son; bir araya geldi:son; gecikme(2000); (Gecikme) i için:=21 ila 70 başla yy:=0; yy:=0; (İzin vermek) daire(6*i-10.500-6*60.3); daire(6*i-10.500-6*61.3); son; i için:=1'den N'ye j için:=1'den M'ye başlangıç:=yy; set rengi(12); Eğer (y>=1) ve (y<=r) then circle(6*i-10,500-6*j,3); (y>6) ve (y ise<=s) then circle(6*i-10,500-6*j,2); Tuşa Basılana kadar; Çözüm Hemen hemen tüm doğa ve sosyal bilimlerde, modeller oluşturmak ve kullanmak güçlü bir araştırma aracıdır. Gerçek nesneler ve süreçler o kadar çok yönlü ve karmaşıktır ki, onları incelemenin en iyi yolu, gerçekliğin yalnızca bir kısmını yansıtan ve dolayısıyla bu gerçeklikten birçok kez daha basit bir model oluşturmaktır. Bilgisayar biliminin araştırma ve geliştirme konusu, bilgisayar ekipmanı ve teknolojilerinin kullanımıyla ilgili bilgi modelleme metodolojisidir. Bu anlamda bilgisayar simülasyonundan bahsediliyor. Bilişimin disiplinler arası önemi, büyük ölçüde, çeşitli bilimsel ve uygulamalı alanlarda bilgisayar modellemesinin tanıtılmasıyla kendini gösterir: fizik ve teknoloji, biyoloji ve tıp, ekonomi, yönetim ve diğerleri. Günümüzde bilgisayar teknolojisinin gelişmesi ve deneysel tesislerin bileşenlerinin maliyetlerinin artmasıyla birlikte bilgisayar simülasyonunun fizikteki rolü önemli ölçüde artmaktadır. Öğrenme sürecinde çalışılan bağımlılıkların daha iyi anlaşılması ve ezberlenmesi için görsel bir gösterime ihtiyaç olduğuna şüphe yoktur. Aynı zamanda, eğitim kurumlarındaki öğrencilere bilgisayar okuryazarlığının ve bilgisayar modellemesinin temellerini öğretmekle ilgilidir. Mevcut aşamada, fizik alanında bilgisayar modellemesi çok popüler bir eğitim şeklidir. bibliyografya 1. Boev V.D., Sypchenko R.P., Bilgisayar modellemesi. - INTUIT.RU, 2010. - 349 s. 2. Bulavin L.A., Vygornitsky N.V., Lebovka N.I. Fiziksel sistemlerin bilgisayar modellemesi. - Dolgoprudny: "Intellect" Yayınevi, 2011. - 352 s. 3. Gould H., Tobochnik Ya. Fizikte bilgisayar modellemesi: 2 kısımda. Bölüm Bir. - E.: Mir, 2003. - 400 s. 4. Desnenko S.I., Desnenko M.A. Fizikte Modelleme: Eğitici metodolojik rehber: 2 saatte - Chita: ZabGPU Yayınevi, 2003. - Bölüm I. - 53 s. 5. Kuznetsova Yu.V. Özel kurs "Fizikte bilgisayar modellemesi" / Yu.V. Kuznetsova // Okulda fizik. - 2008. - No. 6. - 41 s. 6. Lychkina N.N. Simülasyon modellemede modern eğilimler. - Üniversite Bülteni, Seri Bilgi Yönetim Sistemleri No. 2 - M., GUU., 2000. - 136 s. 7. Maxwell JK Makaleler ve konuşmalar. M.: Nauka, 2008. - 422 s. 8. Novik I.B. Modelleme ve doğa bilimleri ve teknolojisindeki rolü. - M., 2004.-364 s. 9. Newton I. Doğa felsefesinin matematiksel ilkeleri / Per. BİR. Krylova, 2006. - 23 s. 10. Razumovskaya N.V. Fizik derslerinde bilgisayar / N.V. Razumovskaya // Okulda fizik. - 2004. - No. 3. - itibaren. 51-56 11. Razumovskaya N.V. Eğitim sürecinde bilgisayar modellemesi: Tez özeti. dis. cand. ped. Bilimler / N.V. Razumovskaya-SPb., 2002. - 19 s. 12. Taraseviç Yu.Yu. Matematiksel ve bilgisayar modellemesi. AST-Basın, 2004. - 211 s. 13. Tolstik A. M. Bilgisayar deneyinin beden eğitimindeki rolü. Üniversitelerde beden eğitimi, cilt 8, sayı 2, 2002, s. 94-102 Allbest.ru'da barındırılıyor Matematiksel modeller ve bilgisayar simülasyonu hakkında genel bilgiler. Göz önünde bulundurulan teknik nesneden tasarım şemasına gayri resmi bir geçiş. En basit tipik biyoteknolojik süreç ve sistemlerin bilgisayar simülasyonu örnekleri. özet, 24/03/2015 eklendi Bilgisayar modelleme bir tür teknolojidir. Bir bilgisayar simülasyon sistemi kullanarak dış etki ile ikinci dereceden devrelerde elektriksel süreçlerin analizi. Sayısal yaklaşım ve enterpolasyon yöntemleri ve bunların Mathcad ve Matlab'da uygulanması. dönem ödevi, 21/12/2013 eklendi Bilgisayar simülasyonunun değeri, simülasyon nesnesiyle ilişkili olayları tahmin etme. Modelleme amaçları için önemli olan birbiriyle ilişkili öğeler topluluğu. Modelleme özellikleri, Turbo Pascal programlama ortamına aşinalık. dönem ödevi, 17/05/2011 eklendi İnternet teknolojileri ve bilgisayar modellemesine giriş. HTML kullanarak WEB sayfaları oluşturma. JavaScript kullanarak dinamik WEB sayfaları oluşturma. Adobe Photoshop ve Flash CS'de grafiklerle çalışma. Bilgisayar modellemenin temelleri. sunum, 25.09.2013 eklendi Dağıtılmış parametreler, rastgele süreçler ve sistemler ile bir termodinamik sistemin modellenmesi. Fiziksel süreçlerin istatistiksel (simülasyon) modellemesi, sonuçları. VisSim paketini kullanarak kontrol sistemlerinin bilgisayar simülasyonu. eğitim kılavuzu, 24.10.2012 eklendi JavaScript ve PHP kullanarak HTML kullanarak Web sayfaları oluşturma. Adobe Photoshop ve Flash CS'de grafiklerle çalışma. Veritabanları ve PHP. Web altında "Rus ekonomisinin ekonometrik modelinin" uygulanmasına bir örnek. Bilgisayar modellemenin temelleri. sunum, 25.09.2013 eklendi Bilgisayar modellemenin temel kavramları. Robotun fonksiyonel diyagramı. Bilgisayar matematik sistemleri. MathCAD sistemini kullanarak robotun bir bağlantısının davranışının incelenmesi. Değişken parametrenin değerlerinin dönüş açısının genliği üzerindeki etkisi. dönem ödevi, eklendi 03/26/2013 Yapılandırılmış programlama ve problem çözme algoritması kavramları. Makine dillerinden montaj dillerine ve üst düzey dillere kadar programlama dillerinin gelişiminin kısa bir tarihçesi. C# ile prosedürel programlama. Modelleme için yöntemler ve programlar. öğretici, 26/10/2010 eklendi Acil bir durumun matematiksel modelleme yönteminin incelenmesi. Maddelerin ve enerji akışlarının dönüşümünün makrokinetik modelleri. Simülasyon modelleme. Matematiksel bir model oluşturma süreci. Teknosferde kaza modellemenin yapısı. özet, eklendi 03/05/2017 Bilgisayar ve bilgi modeli kavramı. Bilgisayar modellemenin görevleri. Yapı modellerinin tümdengelim ve tümevarım ilkeleri, yapım teknolojisi. Bilgisayarda model geliştirme ve araştırma aşamaları. Simülasyon yöntemi. Veya bir nesnenin, sistemin veya kavramın temsilini gerçek olandan farklı, ancak algoritmik açıklamaya yakın bir biçimde, sistemin özelliklerini ve zaman içindeki değişimlerinin dinamikleri. 1
/
3 ✪ Yeni başlayanlar için 3D modelleme programları. Bölüm iki ✪ Bilgisayar giyim modelleme programı InvenTexStudio 2010 ✪ Tasarım çalışmalarında bilgisayar programları: neye ve neden ihtiyaç duyulur? Bilgisayar modelleri matematiksel modelleme için yaygın bir araç haline geldi ve fizik, astrofizik, mekanik, kimya, biyoloji, ekonomi, sosyoloji, meteoroloji, diğer bilimlerde ve radyo elektroniği, makine mühendisliği, otomotiv endüstrisi vb. çeşitli alanlarda uygulamalı problemlerde kullanılmaktadır. Bilgisayar modelleri, bir nesne hakkında yeni bilgiler elde etmek veya analitik çalışma için çok karmaşık olan sistemlerin davranışını tahmin etmek için kullanılır. Bilgisayar simülasyonu, karmaşık sistemleri incelemek için etkili yöntemlerden biridir. Bilgisayar modelleri, sözde gerçekleştirme yetenekleri nedeniyle çalışmak için daha kolay ve daha uygundur. hesaplamalı deneyler, finansal veya fiziksel engeller nedeniyle gerçek deneylerin zor olduğu veya öngörülemeyen sonuçlar verebileceği durumlarda. Bilgisayar modellerinin mantığı ve formalitesi, incelenen orijinal nesnenin (veya tüm bir nesne sınıfının) özelliklerini belirleyen ana faktörleri, özellikle de simüle edilmiş fiziksel sistemin kendi yapısındaki değişikliklere tepkisini araştırmayı mümkün kılar. parametreler ve başlangıç koşulları. Bir bilgisayar modelinin inşası, fenomenlerin belirli doğasından veya incelenen orijinal nesneden soyutlamaya dayanır ve iki aşamadan oluşur - ilk önce niteliksel ve ardından niceliksel bir modelin oluşturulması. Bilgisayar modeline ne kadar önemli özellikler tanımlanır ve aktarılırsa, gerçek modele o kadar yakın olur, bu modeli kullanan sistem o kadar fazla fırsata sahip olur. Öte yandan, bilgisayar modellemesi, amacı analiz edilen, yorumlanan ve simülasyon sonuçlarını incelenen nesnenin gerçek davranışıyla karşılaştırmak ve gerekirse daha da ileri gitmek olan bir bilgisayarda bir dizi hesaplama deneyi yapmaktan oluşur. modeli düzeltin, vb. Analitik ve simülasyon modelleme vardır. Analitik modellemede, gerçek bir nesnenin matematiksel (soyut) modelleri cebirsel, diferansiyel ve diğer denklemler şeklinde ve ayrıca kesin çözümlerine yol açan açık bir hesaplama prosedürünün uygulanmasını içerenler şeklinde incelenir. Simülasyon modellemede, matematiksel modeller, çok sayıda temel işlemi sırayla gerçekleştirerek incelenen sistemin işleyişini yeniden üreten bir algoritma (lar) şeklinde incelenir. Bilgisayar modellemesi şunları mümkün kılar: 1.2. Hangi ilk sonuçların ve hangi biçimde elde edilmesi gerektiğini netleştirin. 1.3. Modeli oluşturmak için hangi girdi verilerinin gerekli olduğunu belirleyin. 2.2. Belirli bir görev için hangi parametrelerin etkili olduğunu ve hangilerinin ihmal edilebileceğini değerlendirin. 2.3. Model parametreleri arasındaki ilişkiyi matematiksel olarak açıklayın. 3.2. Seçilen yöntemleri kullanarak sonuç elde etmek için bir algoritma derleyin. 3.3. Algoritmanın doğruluğunu kontrol edin. 4.2. Bir bilgisayar modeli geliştirin. 4.3. Oluşturulan bilgisayar modelinin doğruluğunu kontrol edin. 5.2. Oluşturulan bilgisayar modeline dayalı bir deney yapın. 5.3. Sonuçları analiz edin. 5.4. Prototip modelin özellikleri hakkında sonuçlar çıkarın. Bir deney yapma sürecinde, ihtiyacınız olduğu ortaya çıkabilir: Bu durumda ilgili aşamaya dönüş gerçekleşir ve süreç yeniden başlar. Bilgisayar modelleme, aşağıdakiler gibi çok çeşitli görevler için kullanılır: BİLGİSAYAR MODELLEME(İng. hesaplama simülasyonu), bilgisayar ve bilgisayar cihazları (3D tarayıcılar, 3D yazıcılar, vb.) kullanılarak inşa etme sembolik [bkz. sembolik modelleme(s-modelleme)] ve bilimde (fizik, kimya, vb.), teknolojide (örn. uçak mühendisliğinde, robotikte), tıpta (örn. implantolojide, tomografide), sanatta (örn. , mimaride, müzikte) ve insan faaliyetinin diğer alanlarında. K. m., bilgisayar olmayan modelleme ve tam ölçekli testler gerçekleştirme yöntemlerine kıyasla, model geliştirme maliyetini birçok kez azaltmanıza olanak tanır. Fiziksel modeller oluşturmanın imkansız olduğu nesnelerin sembolik bilgisayar modellerini oluşturmayı mümkün kılar (örneğin, klimatolojide incelenen nesne modelleri). Teknoloji, ekonomi ve diğer faaliyet alanlarındaki karmaşık sistemleri modellemek için etkili bir araç olarak hizmet eder. Bilgisayar destekli tasarım sistemlerinin (CAD) teknolojik temelidir. Fiziksel bilgisayar modelleri, sembolik modeller temelinde yapılır ve simüle edilmiş nesnelerin (makinelerin parçaları ve montajları, bina yapıları, vb.) prototipleridir. Prototiplerin üretimi için, düzlemsel olmayan nesnelerin katman katman oluşumu için teknolojileri uygulayan 3D yazıcılar kullanılabilir. Sembolik prototip modeller, CAD, 3D tarayıcılar veya dijital kameralar ve fotogrametrik yazılımlar kullanılarak geliştirilebilir. KM sistemi, modellerin inşasının matematik uygulayan bilgisayar programları yardımıyla gerçekleştirildiği bir insan-makine kompleksidir (bkz. Matematiksel modelleme) ve uzman (örn. simülasyon) modelleme yöntemleri. Hesaplamalı deney modunda, araştırmacı, ilk verileri değiştirerek, nesne modelinin çok sayıda varyantını bilgisayar simülasyon sisteminde nispeten kısa bir sürede elde etme ve kaydetme fırsatına sahiptir. İncelenen nesne hakkındaki fikirlerin netleştirilmesi ve modellemesi için yöntemlerin iyileştirilmesi, donanım değişmeden kalabilirken bilgisayar simülasyon sisteminin yazılımının değiştirilmesini gerekli kılabilir. Bilgisayar simülasyonunun bilim, teknoloji ve diğer faaliyet alanlarındaki yüksek performansı, donanımın (süper bilgisayarlar dahil) ve yazılımın [enstrümental sistemler dahil (bkz. Bilgisayar biliminde enstrümantal sistem) süper bilgisayarlar için paralel programların geliştirilmesi]. Bilgisayar modelleri, bugünlerde cephaneliğin hızla büyüyen bir parçası.Benzer Belgeler
Ansiklopedik YouTube
Altyazılar
Bilgisayar simülasyonu hakkında
Bilgisayar simülasyonunun avantajları
Bilgisayar simülasyonunun ana aşamaları
Sahne adı
Eylemlerin yürütülmesi
1. Sorunun ifadesi ve analizi
1.1. Modelin hangi amaçla oluşturulduğunu öğrenin.
2. Bir bilgi modeli oluşturmak
2.1. Modelin parametrelerini belirleyin ve aralarındaki ilişkiyi belirleyin.
3. Bir bilgisayar modelinin uygulanması için bir yöntem ve algoritmanın geliştirilmesi
3.1. İlk sonuçları elde etmek için bir yöntem seçin veya geliştirin.
4. Bir bilgisayar modelinin geliştirilmesi
4.1. Bilgisayarda algoritmanın yazılım uygulama araçlarını seçin.
5. Bir deney yapmak
5.1. Bir araştırma planı geliştirin.
Pratik kullanım
Sigortalının kişisel hesabı
Otomatik tanımlama sistemi Elektronik harita sistemi ile AIS'nin ortak kullanımı
Wargame: Red Dragon başlamıyor mu?
Üzücü escobar "Ukrayna yargı sisteminin yüzü"
ROME Total War - tüm grupların kilidi nasıl açılır?