Комп'ютерне моделювання об'єктів і процесів. Комп'ютерний експеримент

року
Урок 10

знаєте, що моделювання є одним зі способів пізнання навколишнього світу

як створенням зменшених або збільшених копій реальних об'єктів

так й описом явищ за допомогою математичних формул чи алгоритмів

Для різних явищ і процесів бувають доречними різні способи моделювання, які залежать від цілей побудови моделей.

який отримують у результаті моделювання, називається моделлю.

об'єкт, який замінює досліджувану систему, зберігаючи суттєві властивості оригіналу.

і може бути точною копією оригіналу, але найчастіше в моделях

Графічна модель многокутника

Комп'ютерна модель динозавра

Комп'ютерна модель Сонячної системи

подано за допомогою спрощеного матеріального об'єкта, то отримують
Якщо модель

матеріальну модель

інформаційною моделлю

моделей:
Це знакові моделі, що описують певні числові співвідношен-ня.
Візуальне подання об'єктів,

Дозволяють спостерігати зміну поведінки елементів системи-моделі, проводити експерименти, змінюючи деякі значення параметрів моделі. Одним з видів імітаційних моделей є комп'ютерні моделі.

Математичні моделі

Графічні моделі

Імітаційні моделі

для опрацювання на комп'ютері, то для них у різних середовищах

Комп'ютерне моделювання — процес відтворення поведінки системи за допомогою комп'ютерної програми, що реалізує подання об'єкта, системи або поняття у формі, відмінній від реальної, за допомогою алгоритмічного опису, що включає залежності між величинами й набір даних, які характеризують властивості системи та динаміку їх зміни із часом (імітаційну модель). Така програма називається комп'ютерною моделлю.

в отриманні кількісних і якісних висновків щодо наявної моделі.
Якісні

її структуру

динаміку розвитку

стійкість

цілісність та ін.

Кількісні висновки в основному носять характер прогнозу деяких майбутніх або пояснення минулих значень змінних, що характеризують систему.

вивчаються об'єкти та явища, які,
неможливо
дорого
небезпечно
відтворювати в реальних умовах. Це дає

моделей дає змогу визначити основні фактори, що визначають властивості досліджуваного

Предметом комп'ютерного моделювання можуть бути:

виробнича чи економічна діяльність

промислове підприємство

комп'ютерна мережа

будь-який реальний об'єкт або процес

бути різними, однак найчастіше моделювання є складовою процедурою системного аналізу

економічного

організаційного

соціального

або технічного характеру

моделей:
Фізичні моделі, у яких комп'ютер є частиною експериментальної установки або

моделі вимагають розв'язування систем рівнянь методами обчислювальної математики та проведення

фізичних

біологічних

соціальних та інших явищ

моделі — комп'ютерні програми, що імітують поведінку складної технічної, економічної

технічної

економічної

біологічної

соціальної

дослідження поведінки об'єктів обраної системи дослідження, для створення комп'ютерних ігор,

Наприклад, гру Minecraft можна використати для імітації археологічних розкопок, зміни ландшафту залежно від кліматичних умов, будівництва власних будинків, застосовуючи стилі різних епох тощо.

моделі потрібні для багаторазового проведення випробувань з подальшою статистичною обробкою

Статистичні моделі застосовують при вирішенні ймовірнісних задач, а також при обробці великих масивів даних.

моделі використовують у створенні інфографіки, тобто сукупності спеціальним чином організованих

До них належать різноманітні схеми, графи, графіки, таблиці, діаграми, малюнки, анімації, ЗD-моделі, побудовані за допомогою комп'ютера, у тому числі цифрова карта зоряного неба, комп'ютерна модель земної поверхні.

знань передбачають побудову системи штучного інтелекту, в основі якої лежить

Наприклад, комп'ютерна програма, яка вміє грати в шахи, повинна оперувати даними про «властивості» різних шахових фігур і «знати» правила гри. До даного виду моделей відносять семантичні мережі, логічні моделі знань, експертні системи, логічні ігри.

програмними засобами
працювати практично миттєво на персональних комп'ютерах
що працюють протягом декількох

на абстрагуванні від конкретної природи явищ або досліджуваного об'єкта-оригіналу і

спочатку створення якісної

а потім і кількісної моделі

Що більше значущих властивостей буде виявлено й перенесено на комп'ютерну модель, то більш наближеною вона виявиться до реальної моделі й більшими можливостями зможе володіти система, яка використовує дану модель.

проведенні серії обчислювальних експериментів на комп'ютері, метою яких є:

при моделюванні приділяється не тільки побудові моделі, а й проведенню

Експеримент (від лат. experimentum — проба, дослід)  — метод дослідження деякого явища в керованих спостерігачем умовах.

від спостереження активною взаємодією з досліджуваним об'єктом і має такі

експерименту встановлюється реакція об'єкта на всі ці дії. На уроках:
біології
хімії
фізики
часовий

техніка безпеки

матеріальне оснащення

ви використовували метод натурного експерименту. Існує досить багато обмежень для проведення експерименту з достатньою повнотою:

— вплив на комп'ютерну модель інструментами програмного середовища з метою

проведення комп'ютерного експерименту включає в себе ряд послідовних операцій, пов'язаних

має чітко відображати послідовність роботи з моделлю.
Першим пунктом такого

Тест — набір вихідних даних, що дає змогу визначити правильність побудови моделі.

Кінцева мета моделювання — ухвалення рішення, яке повинно бути вироблено на основі всебічного аналізу результатів моделювання.

рішення є результати тестування й експериментів. Якщо результати не відповідають

Якщо такі помилки виявлено, то потрібне коригування моделі, тобто повернення до одного з попередніх етапів. Процес повторюється доти, поки результати експерименту не відповідатимуть цілям моделювання.

комп'ютерного імітаційного моделювання є чисельним методом, тому, як будь-який чисельний

Отримані результати відповідають певним значенням параметрів системи й початкових умов. Для аналізу системи доводиться багаторазово моделювати процес її функціонування, варіюючи вхідні дані моделі.

повинна, за можливості, відображати всі основні фактори й взаємозв'язки, що

Модель має бути достатньо універсальною, щоб описувати близькі за призначенням об'єкти, і в той же час досить простою, щоб дати змогу виконати необхідні дослідження з розумними витратами.

правильності
коректності вхідних даних
Результат роботи моделі не може бути точнішим, ніж

є лише інструментом для створення й дослідження моделей, але він

використовують моделі? Якими можуть бути ці моделі?
Які ознаки комп'ютерної моделі?

Які особливості комп'ютерного моделювання?

У чому суть комп'ютерного експерименту?

Які є обмеження у здійсненні комп'ютерного моделювання? Наведіть приклади.