A modellezés kezdeti szakaszában azonosítják a vizsgált objektum lényeges jellemzőit, és részletes és értelmes leírást adnak a köztük fennálló kapcsolatról (rendszerelemzés), azaz informális problémameghatározásra kerül sor. A modellezés következő fontos szakasza a kiválasztott jellemzők közötti kapcsolatok értelmes leírásának formalizálása valamilyen kódolási nyelv segítségével: a sémák nyelve, a matematika nyelve stb. (a kapott struktúra "lefordítása" valamilyen előre meghatározott formára).

A természetes nyelveket szöveges leíró információs modellek létrehozására használják. Például egy ilyen irodalmi műfaj, mint a mese vagy a példabeszéd, közvetlenül kapcsolódik a modell fogalmához, mivel ennek a műfajnak az a jelentése, hogy az emberek közötti kapcsolatokat az állatok közötti kapcsolatokra, a kitalált emberekre stb.

A formális nyelvek segítségével bizonyos típusú információs modellek épülnek fel - formálisan logikai modellek. Például a logikai algebra segítségével logikai modelleket készíthet a számítógép fő összetevőiről.

Formalizálás - az átmenet szakasza az objektum kiválasztott jellemzői közötti kapcsolatok értelmes leírásától (szóbeli vagy szöveges formában) valamilyen kódolási nyelvet (sémanyelv, matematikai nyelv stb.) használó leíráshoz.

Formalizálás - az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamata.

Az egyik leggyakoribb formális nyelv az algebrai nyelv képletek a matematikában , amely lehetővé teszi a mennyiségek közötti funkcionális függőségek leírását. A matematikai fogalmak és képletek felhasználásával felépített modelleket ún matematikai modellek.

Bármely rendszer modellezése lehetetlen előzetes formalizálás nélkül. Valójában a formalizálás az első és nagyon fontos lépés a modellezési folyamatban.

Egy modell informális leírására példa egy kulináris recept vagy egy vitorlásmodell szóbeli leírása, vagy Newton második törvényének verbális megfogalmazása.

Azokban az esetekben, amikor a modellezés a modellek számítógépes tanulmányozására irányul, a modellek formalizálásának eredményeként szoftveres eszköznek kell lennie. Ezért a formalizálás alapelvei a következőképpen fogalmazhatók meg:

a modell informális leírásának kidolgozása (a vizsgált tárgy jellemzőinek és a közöttük fennálló, a vizsgált feladat szempontjából lényeges kapcsolatok szóbeli leírása);

formalizált leírás készítése valamilyen kódoló nyelven (matematikai relációk és szövegek felhasználásával);

formalizált leírás megvalósítása program formájában valamilyen programnyelven.

Például az F=m*a képlet Newton második törvényének formalizált leírása.

Modell - egy valós tárgy valamilyen leegyszerűsített hasonlósága, amely a vizsgált valós tárgy, jelenség vagy folyamat lényeges jellemzőit (tulajdonságait) tükrözi.

Modellezés - egy megismerési módszer, amely modellek létrehozásából és tanulmányozásából áll. Azok. tárgyak tanulmányozása modellek építésével és tanulmányozásával.

Formalizálás – az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamata.

Egy tárgy - a környező világ egy része, amelyet az ember egészének tekint. Minden objektumnak van neve és paraméterei.

Paraméter - olyan jel vagy mennyiség, amely egy tárgy valamely tulajdonságát jellemzi, és különböző értékeket vesz fel.

szerda egy tárgy létezésének feltétele.

Művelet – olyan művelet, amely megváltoztatja egy objektum tulajdonságait.

Rendszer - egymással összefüggő objektumok halmaza, egyetlen egészként érzékelve.

Szerkezet - a rendszer összetételét, elemeinek tulajdonságait, kapcsolataikat, kapcsolataikat egymással.

Modellezés lépései:

A probléma megfogalmazása : feladatleírás, modellezési cél, feladat formalizálása

Modellfejlesztés : információs modell, számítógépes modell

számítógépes kísérlet – kísérleti terv, kutatás

Szimulációs eredmények elemzése

Adja meg az információs modellek osztályozását!

A modellek teljes választéka három osztályba sorolható:

Anyagi (természetes) modellek (néhány valódi tárgy - modellek, próbabábuk, szabványok) - kicsinyített vagy nagyított másolatok, amelyek reprodukálnak kinézet a modellezett objektum, szerkezete vagy viselkedése;

képzeletbeli modellek (geometriai pont, matematikai inga, ideális gáz, végtelen);

információs modellek - a modellezett objektum leírása az információs kódolási nyelvek egyikén (szóbeli leírás, diagramok, rajzok, térképek, rajzok, tudományos képletek, programok stb.).

Az információs modellek teljes osztályozása:

Információs (absztrakt) modell- az objektum leírása bármely nyelven. A modell absztraktsága abban nyilvánul meg, hogy összetevői jelek és jelek (vagy inkább a bennük rejlő jelentés), nem pedig fizikai testek.

Leíró modell- egy tárgy szóbeli leírása, egy adott nyelven kifejezve.

Matematikai modell- 1) a matematika nyelvén írt összefüggések (képletek, egyenlőtlenségek, egyenletek, logikai összefüggések) halmaza, amelyek meghatározzák egy objektum állapotának jellemzőit annak elemeitől, tulajdonságaitól, paramétereitől, külső hatásától függően, 2) hozzávetőleges leírása a tárgy matematikai szimbólumokkal kifejezve.

Statikus modellek egy objektumot egy adott időpontban jelenít meg, anélkül, hogy figyelembe venné a benne bekövetkező változásokat, mint nyugalmi vagy egyensúlyi állapotot (nincs időparaméter).

Dinamikus modellekírja le egy objektum viselkedését az időben.

Determinisztikus modellek olyan folyamatok megjelenítése, amelyekben nincsenek véletlenszerű hatások.

Valószínűségi (sztochasztikus) modellek– olyan objektumok leírása, amelyek viselkedését véletlenszerű (külső vagy belső) hatások határozzák meg; valószínűségi folyamatok és események leírása, időbeni változásuk természete nem jelezhető pontosan előre.

Szimulációs számítógépes modell– külön program, egy sor program, Szoftver csomag, amely lehetővé teszi a számítások sorozata és az eredmények grafikus megjelenítése segítségével egy objektum, objektumrendszer működési folyamatainak reprodukálását (szimulálását), különféle tényezők tárgyra gyakorolt ​​hatásának függvényében.

Utánzás algoritmikus modell - az objektum értelmes leírása algoritmus formájában, amely tükrözi az objektum időbeni működésének szerkezetét és folyamatait, figyelembe véve a véletlenszerű tényezők hatását.

Gnoseológiai modell- a természet objektív törvényeinek leírása.

fogalmi modell leírja az azonosított ok-okozati összefüggéseket és mintázatokat, amelyek a vizsgált tárgyban rejlenek, és egy adott vizsgálat keretében jelentősek.

Érzéki modellek- érzések, érzelmek modelljei, vagy emberi érzésekre ható modellek (zene, költészet, festészet, tánc).

analóg modell- egy objektum analógja, amely valódi tárgyként viselkedik, de nem úgy néz ki.

15. Mi a modellkedés? Nevezze meg a szakaszait.

Modellezés- Ez:

valós tárgyak (tárgyak, jelenségek, folyamatok) modelljeinek építése;

valódi tárgy cseréje megfelelő másolatával;

tudástárgyak tanulmányozása modelljeiken.

Modellezés lépései:

1. Célok kitűzése a modellezéshez.

2. Objektummodellezés elemzése és összes ismert tulajdonságának kiválasztása.

3. A kiválasztott tulajdonságok elemzése és a lényegesek meghatározása.

4. A modellbemutató forma kiválasztása.

5. Formalizálás.

6. A kapott modell inkonzisztencia elemzése.

7. A kapott modell a modellezés tárgyának és céljának megfelelőségének elemzése.

16. Mi a formalizálás lényege?

Formalizálás- ez a modellező objektum lényeges tulajdonságainak és jellemzőinek redukálása a kiválasztott formára.

Modell készítéséhez formát kell adni az objektumnak. lényeg formalizálás a tárgy és a kijelölésének alapvető lehetőségéből áll. Egy objektum kijelöléséhez meg kell adnia egy bizonyos karakterkészletet.

Egy objektum kijelöléséhez meg kell adnia egy bizonyos karakterkészletet.

Jel különböző elemek véges halmazának eleme. Megjegyzendő, hogy a jel fogalma a tudomány egyik alapfogalma. Lehetetlen pontos meghatározást adni. Ezért érdemes a jel főbb jellemzőinek megjelölésére korlátozni magunkat:

1. A jel azon képessége, hogy helyettesítő denotációként (tárgyként) működjön.

2. A jel és a denotáció nem azonossága - a jel soha nem helyettesítheti teljesen a jelöltet.

3. A „jel – denotáció” megfeleltetési poliszémiája.

Nyelv- megismerési és kommunikációs célt szolgáló jelrendszer. Figyelembe kell vennie a nyelv jellemzőit, és jeleznie kell, hogy a nyelvek lehetnek természetesek és mesterségesek. A mesterséges nyelv szabályai szigorúan és egyedileg meghatározottak, ezért az ilyen nyelvet formalizáltnak nevezzük.

formalizálási folyamat szöveges információk(információ ábrázolása grafikon, rajz, diagram stb. formájában) annak egyértelmű megértése, feldolgozásának megkönnyítése, gyorsítása érdekében történik. A szöveg elrendezését is formalizálhatja. Ez a folyamat előre meghatározott és gyakran jogilag jóváhagyott nyomtatványok, nyomtatványok, sablonok használatából áll.

táblázatok- információ-megjelenítési forma elemzésre és feldolgozásra alkalmas formában. A táblák "objektum - objektum", "objektum - tulajdonság", "objektumok - tulajdonságok - objektumok" típusúak. A táblázatot a név, az oszlopok száma és azok elnevezése, a sorok száma és elnevezése, a cellák tartalma jellemzi.

Grafikon- vonalakkal összekapcsolt pontok gyűjteménye. Ezeket a pontokat a gráf csúcsainak nevezzük. A csúcsokat összekötő egyeneseket ívnek nevezzük, ha az irány egyik csúcsból a másikba van, vagy éleknek, ha az irány kétirányú.

18. Határozza meg az „információs folyamat” fogalmát.

Az információ önmagában nem létezik, információs folyamatokban nyilvánul meg. A legtöbbben Általános nézet az információs folyamatot az információkon (adatok, információk, tények, ötletek, hipotézisek, elméletek stb. formájában) végrehajtott, egymást követő cselekvések (műveletek) összességeként határozzuk meg, hogy valamilyen eredményt (a cél elérését) érjenek el. Az információs folyamatok lehetnek célirányosak vagy spontánok, szervezettek vagy kaotikusak, determinisztikusak vagy valószínűségiek. Meg kell jegyezni, hogy az információs folyamat mindig megtörténik egyeseknél tájékoztatási rendszer- biológiai, szociális, technikai, szociotechnikai.

Attól függően, hogy milyen információ az információs folyamat tárgya, és ki az alanya ( műszaki eszköz, személy, csapat, társadalom egésze), beszélhetünk globális információs folyamatokról, vagy makrofolyamatokról, illetve lokális információs folyamatokról, vagy mikrofolyamatokról.

19. Milyen típusú információs folyamatokat ismer?

A leggyakoribb információs folyamat három folyamat: Gyűjtemény, átalakítás, használat információ. E folyamatok mindegyike számos folyamatra bomlik, és ez utóbbiak egy része bekerülhet az egyes megkülönböztetett általánosított folyamatokba.

Így az információgyűjtés folyamatokból áll keresésÉs kiválasztás. Ugyanakkor az információkeresés az eljárások végrehajtásának eredményeként történik célmeghatározásés specifikus használata keresési módszerek.

A keresési módszerek „kézi” vagy automatizáltak. Ezek közé tartoznak az olyan eljárások, mint a keresési kép létrehozása (explicit vagy implicit formában), a bejövő információ megtekintése a keresési képpel való összehasonlítás érdekében.

Az információ kiválasztása annak elemzése és tulajdonságainak értékelése alapján történik a kiválasztott értékelési szempontnak megfelelően. A kiválasztott információ mentésre kerül.

Tárolás az információ annak időbeni eloszlása. Az információ tárolása folyamatok végrehajtása nélkül lehetetlen kódolás, formalizálás, strukturálás, elhelyezés, az információ-átalakítás általános folyamatával kapcsolatos.

A kódolás, formalizálás, strukturálás pedig ésszerűen a folyamatokhoz köthető feldolgozás információ. Az információfeldolgozási folyamatok a fentieken túl az információmodellezést, a képletekkel történő számításokat (numerikus számításokat), az általánosítást, rendszerezést, osztályozást, sematizálást stb.

Az információfeldolgozás az információátalakítási folyamat alapja.

Az információ továbbítható (térben terjeszthető) későbbi felhasználás, feldolgozás vagy tárolás céljából. Az információátadás folyamata folyamatokat foglal magában kódolás, érzékelés, dekódolás stb.

A legfontosabb folyamat használat az információ tárgya a folyamat előkészítés és döntéshozatal. Ezzel együtt az információ felhasználása gyakran a dokumentált információk generálásának folyamataira vezethető vissza az információ előkészítése vagy a hatás ellenőrzése céljából.

A valós gyakorlatban a folyamatban szereplő eljárások széles körben használatosak. védelem információ. Az információvédelem fontos eleme az információ tárolásának, feldolgozásának és továbbításának folyamatainak bármilyen típusú rendszerben, különösen a társadalmi és technikai rendszerekben. Magába foglalja kód (rejtjel) fejlesztés, kódolás (titkosítás), összehasonlítás, elemzés, jelszavas védelem stb.

Az ókor óta az emberi civilizáció kialakulása elválaszthatatlanul összefügg a modellezéssel, vagyis a különféle tárgyak, folyamatok és jelenségek modelljeinek megalkotásával, tanulmányozásával és használatával. Például egy beszélgetés során úgy tűnik, hogy a valódi tárgyakat a nevükkel helyettesítjük. A névből pedig semmi sem szükséges, kivéve a szükséges objektum egyértelmű kijelölését.

Tevékenységében - a gyakorlati, művészi, tudományos szférában - az ember mindig létrehoz egy bizonyos szereposztást, annak a tárgynak, folyamatnak vagy jelenségnek a helyettesítését, amellyel meg kell küzdenie:

lehet teljes méretű másolat - festmény vagy szobor;

lehet egy repülőgép modellje (például aerodinamikai jellemzőinek tanulmányozására);

bármilyen termék modellje lehet, amely szerint a jövőben az eredeti készül;

egy matematikai képlet, amely egy bizonyos folyamatot ír le (például a gravitáció törvényét).

Így gyermekkorunk óta szembesülünk a „modell” fogalmával. A modell egy valós tárgy vagy jelenség képét ad nekünk, vagyis a modell egy tárgynak valamilyen formában való reprezentációja, amely eltér a valóságos létezésének formájától. A modell a tudás hatékony eszköze.

Modellek létrehozásához akkor folyamodunk, ha a vizsgált objektum vagy nagyon nagy (a naprendszer modellje), vagy nagyon kicsi (az atom modellje), ha a folyamat nagyon gyorsan (belső égésű motor modellje) vagy nagyon lassan megy. (geológiai modellek), az objektum tanulmányozása annak megsemmisüléséhez vezethet (repülőgép-modell), vagy egy modell elkészítése nagyon költséges (a város építészeti modellje) stb.

Minden tárgynak van nagyszámú különféle tulajdonságok. A modell felépítése során azonosítják a fő, legjelentősebb tulajdonságokat, azokat, amelyek a kutatót érdeklik. Ez a modellek fő jellemzője és fő célja.

Így a modell alatt olyan tárgyat fogunk megérteni, amely a vizsgált valós objektumot felváltja annak leglényegesebb tulajdonságainak megőrzésével.

Nincs egyszerű modell, a „modell” olyan kifejezés, amely minősítő szót vagy kifejezést igényel, például: egy atom modellje, az Univerzum modellje. Bizonyos értelemben modellnek tekinthető egy művész képe vagy egy színházi előadás (ezek olyan modellek, amelyek az emberi lelki világ egyik vagy másik oldalát tükrözik).

A modellezés fő céljai:

1.megérteni, hogyan van elrendezve egy adott objektum , mi a felépítése, alapvető tulajdonságai, a fejlődés törvényei és a külvilággal való interakció (MEGÉRTÉS).

2. megtanulni irányítani a tárgyat (folyamat), és meghatározza a legjobb gazdálkodási módokat adott célokkal és kritériumokkal (MENEDZSMENT).

3. megjósolni a közvetlen és közvetett következményeket a meghatározott módszerek és hatásformák megvalósítása az objektumra (PREDICTION).

Még egyszer megjegyezzük, hogy bármely modell nem az objektum másolata, hanem csak a legfontosabb jellemzőket és tulajdonságokat tükrözi, amelyek az objektum számára elengedhetetlenek, figyelmen kívül hagyva az objektum többi jellemzőjét, amely a tárgy keretein belül jelentéktelen. feladat.

Vannak modellek:

1. anyag (természetes) - valami objektíven alapulnak, amely az emberi tudattól függetlenül létezik (egyes testeken vagy folyamatokon). Fizikai (például repülőgép-modellek) és analógra oszthatók, amelyek a vizsgálthoz bizonyos tekintetben hasonló folyamatokon alapulnak (például az elektromos áramkörökben végbemenő folyamatok hasonlóak sok mechanikai, kémiai és egyéb folyamathoz, és modellezésükre használhatók). A fizikai és analóg határvonal feltételes.

2. ideál - elválaszthatatlanul kapcsolódnak az emberi gondolkodáshoz, képzelethez, észleléshez. Az intuitív modellek megkülönböztethetők - színház, irodalom, festészet stb. Az ideális modellek osztályozására nincs egységes megközelítés. Ez így lehetséges:

szóbeli (szöveg) modellek - mondatsorozatokat használnak természetes nyelvi dialektusokban a valóság egy adott területének leírására. Például egy rendőrségi feljelentés.

matematikai modellek – matematikai módszereket alkalmazó modellek széles osztálya.

információs modellek - az információs folyamatokat (az információ megjelenését, átvitelét, átalakulását és felhasználását) leíró modellek osztálya sokféle természetű rendszerekben.

A felosztás ismét feltételes - az információs felosztás a matematikai egyek alosztálya lehet. Az informatika a legközvetlenebbül az információs és matematikai modellekhez kapcsolódik, hiszen ezek képezik az alapját a számítógép használatának különféle jellegű problémák megoldásában (nukleáris tél).

Vonatkozó számítógépes szimuláció- a számítógép nem "gondolkodik" - képes ember által összeállított programokat megvalósítani. Ezért ahhoz, hogy a számítógépet saját céljaira használhassa, a személynek:

egyértelműen fogalmazza meg a problémát;

kiindulási adatmodell kidolgozása;

meghatározza az eredmények bemutatásának modelljét;

algoritmust dolgozzon ki a probléma megoldására;

programot írni;

írja be a programot és a kezdeti adatokat a memóriába;

hibakeresés a programban, futtassa azt a végrehajtáshoz, és megjelenítse az eredményeket a nyomtatón vagy a képernyőn.

Alapvető definíciók :

Modell - egy valós objektum valamilyen leegyszerűsített hasonlósága, amely tükrözi a vizsgált valós tárgy, jelenség vagy folyamat lényeges jellemzőit (tulajdonságait)

A modellezés egy megismerési módszer, amely modellek létrehozásából és tanulmányozásából áll. Azok. tárgyak tanulmányozása modellek építésével és tanulmányozásával

A formalizálás az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamata

Egy tárgy- a környező világ egy része, amelyet az ember egészének tekint. Minden objektumnak van neve és paraméterei

Paraméter- olyan jel vagy érték, amely egy tárgy bármely tulajdonságát jellemzi, és különböző értékeket vesz fel

szerda– tárgy létezésének feltétele

Művelet- olyan művelet, amely megváltoztatja egy objektum tulajdonságait

Rendszer- egymással összefüggő tárgyak gyűjteménye, egészként érzékelve

Szerkezet- a rendszer összetételét, elemeinek tulajdonságait, kapcsolataikat, kapcsolataikat egymással

Modellezés lépései:

Problémafelvetés: a probléma leírása, a modellezés célja, a probléma formalizálása

Modellfejlesztés: információs modell, számítógépes modell

3. Számítógépes kísérlet - kísérleti terv, kutatás

Szimulációs eredmények elemzése

Modell osztályozás

A modellbesorolás jellemzői: 1) felhasználási terület szerint;

2) az időtényező szerint;

3) tudáság szerint;

4) prezentáció formájában

1) A modellek osztályozása felhasználási terület szerint:

Képzési modellek – a képzésben használatosak;

A kísérletiek a tervezett objektum kicsinyített vagy nagyított másolatai. Jövőbeli jellemzőinek tanulmányozására és előrejelzésére szolgál

Tudományos és műszaki - folyamatok és jelenségek tanulmányozására jöttek létre

Játék - a tárgy viselkedésének próbája különféle feltételek

Szimuláció - a valóság tükrözése bizonyos fokig (ez egy próba-hiba módszer)

2) A modellek osztályozása időtényező szerint:

Statikus– a rendszer állapotát leíró modellek bizonyos pillanatban idő (egyszeri információ szelet ezt a tárgyat). Modell példák: állatok osztályozása ...., a molekulák szerkezete, az ültetett fák listája, a fogak állapotának iskolai vizsgálatáról szóló jelentés stb.

dinamikus– a rendszer változási és fejlődési folyamatait leíró modellek (az objektum időbeli változásai). Példák: a testek mozgásának, az élőlények fejlődésének, a kémiai reakciók folyamatának leírása.

3) A modellek osztályozása tudáságak szerint az iparág szerinti besorolás emberi tevékenységek: Matematikai, biológiai, kémiai, társadalmi, gazdasági, történelmi stb.

4) A modellek osztályozása a bemutatási forma szerint:

anyag alanyi (fizikai) modellek. Mindig van egy igazi megtestesülésük. külső tulajdonságot tükröznek és belső szervezet eredeti tárgyak, az eredeti tárgy folyamatainak és jelenségeinek lényege. Ez egy kísérleti módszer környezet. Példák: gyerekjátékok, emberi csontváz, plüssállat, naprendszer modell, iskolai segédeszközök, fizikai és kémiai kísérletek

Absztrakt (megfoghatatlan)- nincs valódi megvalósításuk. Információn alapulnak. ez a környezet megismerésének elméleti módszere. A megvalósítás alapján ezek a következők: mentális és verbális; információs

szellemi a modellek az ember képzeletében reflexiók, következtetések eredményeként alakulnak ki, esetenként valamilyen kép formájában. Ez a modell az ember tudatos tevékenységét kíséri.

szóbeli- köznyelvi formában kifejezett mentális modellek. Gondolatok közvetítésére használják

Információs modellek- célirányosan kiválasztott információ az objektumról, amely tükrözi ennek az objektumnak a legjelentősebb tulajdonságait a kutató számára.

Az információs modellek típusai:

Táblázatos – az objektumok és tulajdonságaik listaként jelennek meg, értékeik pedig téglalap alakú cellákba kerülnek. Az azonos típusú objektumok listája az első oszlopban (vagy sorban), tulajdonságaik értékei pedig a következő oszlopokban (vagy sorokban) kerülnek elhelyezésre.

Hierarchikus – az objektumok szintek szerint vannak elosztva. Minden magas szintű elem alacsonyabb szintű elemekből áll, és egy alacsonyabb szintű elem csak egy magasabb szintű elem része lehet

Hálózat - olyan rendszerek tükrözésére szolgál, amelyekben az elemek közötti kapcsolatok összetett szerkezetűek

A formalizáltság foka szerint információs modellek figuratív jel és jel. Példák:

Átvitt jelű modellek:

Geometriai (rajz, piktogram, rajz, térkép, terv, háromdimenziós kép)

Strukturális (táblázat, grafikon, diagram, diagram)

Verbális (leírás természetes nyelveken)

Algoritmikus (számozott lista, lépésről lépésre felsorolás, blokkdiagram)

Ikonikus modellek:

Matematikai - a paraméterek kapcsolatát megjelenítő matematikai képletek képviselik

Különleges - speciálisan bemutatva. nyelvek (jegyzetek, kémiai képletek)

Algoritmikus - programok

Modellbesorolás jelei: A modellek osztályozása felhasználási terület szerint

Menedzsment folyamatmodellek

A vezetési folyamatok információs modelljei olyan modellek, amelyek leírják információs folyamatok komplex folyamatok irányítása

Nyílt hurkú vezérlés - nem veszi figyelembe a felügyelt objektum vezérlésének állapotát közvetlen csatornán keresztül

Zárt hurkú vezérlés - a vezérlőobjektum információt kap a csatornán keresztül Visszacsatolás a dolgok valós állapotáról, az irányítás pedig közvetlen csatornán keresztül történik

Minden objektum nagyszámú különböző tulajdonsággal rendelkezik. A modell felépítése során ezek közül megkülönböztetjük a főbb, legjelentősebbeket. Így egy repülőgépmodellnek geometriailag hasonlónak kell lennie az eredetihez, az atommodellnek megfelelően tükröznie kell a fizikai kölcsönhatásokat, a város építészeti modelljének tájjal kell rendelkeznie stb.

A modell a új objektum, amely a vizsgált tárgy, jelenség vagy folyamat lényeges jellemzőit tükrözi.

A különböző tudományokban a tárgyakat és folyamatokat különböző nézőpontokból vizsgálják és építik fel Különféle típusok modellek. A fizikában a tárgyak interakciós és mozgási folyamatait tanulmányozzák a kémiában - belső szerkezetüket, a biológiában - az élő szervezetek viselkedését stb.

Vegyünk példának egy személyt; a különböző tudományokban különféle modellek keretében tanulmányozzák. A mechanikában anyagi pontnak, a kémiában - mint különféle kémiai anyagokból álló tárgynak, a biológiában - mint önfenntartásra törekvő rendszernek tekinthető, stb.

Másrészt ugyanazzal a modellel különböző objektumok írhatók le. Tehát a mechanikában a különféle anyagi testeket (a bolygótól a homokszemcséig) gyakran anyagi pontnak tekintik.

Egy és ugyanannak az objektumnak néha sok modellje van, és a különböző objektumokat egy modell írja le.

Modellre akkor van szükségünk, ha valamit le akarunk írni vagy bemutatni. Például új repülőgép-hajtóművek tervezésekor a tervezőknek tesztelniük kell, hogyan teljesítenek nehéz repülési körülmények között. Valós körülmények között végrehajtani egy tesztet egy tesztpilóta életének veszélyeztetését jelenti, és ez nem mindig lehetséges. De lehetőség van az összes lehetséges repülési körülmény szimulálására speciális próbapadon. Ez biztonságosabb, és a feltételek köre sokkal szélesebb lehet. Ha pedig a fizikai törvények és a motor működésének matematikai törvényeinek ismeretén alapuló számítógépes szimulációt használ, jelentősen csökkentheti a próbapadi tesztek programját, és valódi időt, pénzt, anyagokat takaríthat meg. Hogy megmagyarázzuk, miért a január téli hónap az európaiak és a nyári hónapok az ausztrálok számára, nem nélkülözhetjük egy földgömböt vagy egy képet, amely elmagyarázza, hogyan forog a Föld a tengelye körül és a Nap körül.

Bármely modell valamilyen módon megfelel az objektumnak, hasonlít hozzá. Ezenkívül a levelezés lehet:

1) megjelenésben (hasonlóság);

2) szerkezet szerint (az objektum alkotóelemei azonosítva vannak, és kapcsolataik meg vannak jelölve);

3) viselkedés alapján (a modell ugyanúgy reagál a külső hatásokra, mint az objektum, vagy hasonló kapcsolatban áll más objektumokkal).

Bármely modell valamilyen célnak megfelelően épül fel, amelyet előre meghatároznak azok, akik a modellezéssel, azaz a modellezés alanyával foglalkoznak.

A modell vagy ábrázolás (valós, képzeletbeli vagy figuratív), vagy egy objektum bizonyos tulajdonságainak leírása. Ezeket vagy azokat a tulajdonságokat attól függően választjuk ki, hogy miért, milyen célra épül a modell, mire szánják. Az ilyen tulajdonságokat a modellezés célja szempontjából lényegesnek nevezzük egy adott modell számára. Egyes tulajdonságok, tulajdonságok lényegessége, jelentéktelensége relatív fogalom, a megoldandó probléma függvénye.

A modell úgy jön létre, hogy a probléma megoldásához szükséges információkat szerezzen az objektumról. Egyetlen modell sem helyettesítheti magát az objektumot. De egy konkrét probléma megoldása során, amikor a vizsgált objektum bizonyos tulajdonságaira vagyunk kíváncsiak, a modell hasznosnak bizonyul, és néha az egyetlen kutatási eszköznek is bizonyul.

A modellezés a következő:

Valós objektumok (tárgyak, jelenségek, folyamatok) modellek építése;

Valódi tárgy megfelelő másolattal való helyettesítése utánzat;

Tudástárgyak kutatása modelljeiken.

A modellezés minden céltudatos tevékenység szerves része.

A modellezés egy megismerési módszer, amely modellek létrehozásából és tanulmányozásából áll.

Az általános modellezési séma a következőképpen ábrázolható:

9.1. ábra. Általános séma modellezés

Bármely gyakorlati probléma megoldása mindig valamilyen tárgy (anyagi vagy információs) tanulmányozásával, átalakításával vagy kezelésével jár.

A modellezés célja akkor merül fel, amikor a modellezés alanya megoldja az előtte álló problémát, és mind a megoldandó problémától, mind a modellezés tárgyától függ. Vagyis a modellezés célja kettős természetű: egyrészt objektív, hiszen a kutatási feladatból következik, másrészt szubjektív, hiszen a modellezés tárgyától (tapasztalatától) függ. érdeklődési körök, tevékenységi motívumok stb.).

Egy objektumra egy alany több modellt is építhet, ha különböző problémákat old meg, amelyek különböző modellezési célokhoz vezetnek.

Egy objektumhoz különböző alanyok különböző modelleket készíthetnek, még akkor is, ha ugyanaz a modellezési feladatuk.

A különböző objektumok megjelenésében azonos modellekkel rendelkezhetnek, még akkor is, ha különböző alanyok építették őket különböző modellezési célok alapján.

A modellek teljes választéka három osztályba sorolható.

1. Anyag (természetes) modellek:

- néhány valós tárgy (modellek, próbabábuk, szabványok);

- kicsinyített vagy nagyított másolatok, amelyek visszaadják a szimulált tárgy megjelenését, szerkezetét (gömb, kristályrács modell) vagy viselkedését ( rádióvezérelt modell repülőgép, szobakerékpár).

2. Absztrakt modellek (geometriai pont, matematikai inga, ideális gáz, végtelen).

3. Információs modellek - a modellezett objektum leírása az információs kódolási nyelvek egyikén (a séma szóbeli leírása, rajzok, térképek, rajzok, tudományos képletek, programok stb.). Az információs modellnek, mint minden más információtípusnak, saját anyaghordozóval kell rendelkeznie. Lehet papír, tábla, lemez, hajlékonylemez stb. A modell rögzíthető erre az adathordozóra különböző utak: tintával, krétával vagy nyomdagéppel; vetítőberendezéssel nyert fénykép, monitor képernyőjén látható kép stb.

A modell létrehozásának folyamata a következő lépéseken megy keresztül:

1. A modellezés céljának kitűzése.

2. A modellezés alanya által ismert objektum összes tulajdonságának elemzése.

3. A kiválasztott tulajdonságok elemzése és a lényeges tulajdonságok, jellemzők kiválasztása modellezési szempontból. Ugyanazon objektum esetében különböző modellezési célokra különböző tulajdonságok számítanak jelentősnek. Nincs egyetlen olyan módszer (szabály, algoritmus), amely minden esetre igaz, a lényeges jellemzőket, tulajdonságokat, összefüggéseket kiemeli. Néha nyilvánvalóak, néha pedig sokat kell építeni különböző modellek Val vel különböző készletek ezeket a tulajdonságokat a modellezési cél elérése előtt. A megszerkesztett modell megfelelõsége az adott célnak, azaz a modellezési célnak való megfelelõsége attól függ, hogy a lényeges jellemzõket mennyire helyesen és teljes mértékben azonosítják.

4. A modellbemutató forma kiválasztása. A modell megfelelősége a modellezés tárgyának attól függ, hogy az általunk azonosított lényeges jellemzők milyen formában jelennek meg. A modellek ábrázolási formái lehetnek: szóbeli leírás, rajz, táblázat, diagram, algoritmus, számítógépes program stb. Példa: modellező objektum - nyaraló (a modellezés célja a telek területének meghatározása; lényeges jellemzők - a telek formája, méretei, a modellábrázolás formája - a képlet a téglalap területe, a modell - S \u003d a * b).

5. A formalizálás az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamata. A formalizálási szakasz eredménye egy információs modell.

6. Az így kapott modell konzisztencia elemzése. Ha a megszerkesztett modell inkonzisztens, akkor az összes megfigyelt ellentmondás azonosítása után azokat ki kell küszöbölni: javítani kell a rajzot, módosítani kell a programot, finomítani a képletet stb.

7. A kapott modell a modellezés tárgyának és céljának megfelelőségének elemzése.

A természet- és műszaki tudományokkal kapcsolatban szokás megkülönböztetni a következő típusok szimuláció:

Koncepcionális modellezés, amelyben a populáció már benne van ismert tények vagy a vizsgált tárgyról, rendszerről alkotott elképzeléseket valamilyen speciális jelek, szimbólumok, azokon végzett műveletek vagy természetes vagy mesterséges nyelvek segítségével értelmezik;

Fizikai modellezés, amelyben a modell és a szimulált objektum egyetlen vagy eltérő fizikai természetű valós objektumok vagy folyamatok, és az eredeti objektumban és a modellben zajló folyamatok között bizonyos, a fizikai jelenségek hasonlóságából fakadó hasonlósági viszonyok teljesülnek;

Strukturális-funkcionális modellezés, amelyben a modellek diagramok (folyamatábrák), grafikonok, rajzok, diagramok, táblázatok, rajzok, kiegészítve ezek kombinálására és átalakítására vonatkozó speciális szabályokkal;

Matematikai (logikai-matematikai) modellezés, amelyben a modellezés, beleértve a modell felépítését is, matematikai és logikai eszközökkel történik;

Szimulációs (szoftver) modellezés, amelyben a vizsgált objektum logikai-matematikai modellje az objektum működésének algoritmusa, számítógéphez való szoftvercsomagként megvalósítva.

Természetesen a fent felsorolt ​​modellezési típusok nem zárják ki egymást, és összetett objektumok tanulmányozásánál akár egyidejűleg, akár valamilyen kombinációban alkalmazhatók. Ráadásul bizonyos értelemben a fogalmi és mondjuk a szerkezeti-funkcionális modellezés nem különböztethető meg egymástól, hiszen természetesen ugyanazok a blokkdiagramok speciális karakterek bevett műveletekkel rajtuk.

Táblázatos modellek. Az információs modellek egyik leggyakrabban használt típusa a táblázat, amely sorokból és oszlopokból áll.

Építsünk például egy asztalt információs modell, amely az egyes számítógépes eszközök költségét tükrözi. A táblázat első oszlopa tartalmazza a számítógépet alkotó objektumok (eszközök) listáját, a második oszlop pedig az árát.

9.2. ábra. Táblázatos információs modell

Táblázatok segítségével információs modellek készülnek különböző tématerületeken. A matematikai függvények, statisztikai adatok, vonat- és repülőmenetrendek, órák stb. táblázatos ábrázolása széles körben ismert.

A táblázatos információs modelleket legegyszerűbben számítógépen lehet előállítani és feltárni táblázatok és adatbázis-kezelő rendszerek segítségével.

Sok különböző tárgy vesz körül bennünket, amelyek mindegyike rendelkezik bizonyos tulajdonságokkal. Néhány objektumcsoport azonban ugyanazokkal az általános tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek megkülönböztetik őket más csoportok objektumaitól.

Az azonos általános tulajdonságokkal rendelkező objektumok csoportját objektumosztálynak nevezzük. Egy osztályon belül alosztályokat lehet megkülönböztetni, amelyek objektumai bizonyos speciális tulajdonságokkal rendelkeznek, az alosztályok pedig még kisebb csoportokra oszthatók, stb. Ezt a folyamatot osztályozási folyamatnak nevezzük.

Az objektumok osztályozása során gyakran használnak olyan információs modelleket, amelyek hierarchikus (faszerű) szerkezettel rendelkeznek. A hierarchikus információs modellben az objektumok szintek szerint vannak elosztva, és az alsó szint elemei egy magasabb szint elemének részét képezik. Például az egész állatvilágot hierarchikus rendszernek tekintik (típus, osztály, rend, család, nemzetség, faj), a számítástechnikát hierarchikus rendszer jellemzi. fájlrendszer stb.

9.3. ábra. Információhierarchikus modell

A 9.3. ábra egy információs modellt mutat be, amely lehetővé teszi a modern számítógépek osztályozását. Megkapta információs szerkezet tetőtől talpig növő fához hasonlít (ezért az ilyen információs modelleket néha faszerűnek nevezik). Három szint jól látható a szerkezetben: az első, a felsőtől, amely egy elemű Számítógépek, megyünk le a harmadikra, az alsóra, amely három elemből áll Desktop, Portable, Pocket.

A hálózati információs modellek olyan összetett szerkezetű rendszerek tükrözésére szolgálnak, amelyekben az elemek közötti kapcsolat tetszőleges.

9.4. ábra. Hálózati információs modell

A természetes nyelvek leíró információs modellek létrehozására szolgálnak. A tudománytörténetben számos leíró információs modell ismeretes. Például a Kopernikusz által javasolt heliocentrikus világmodell a következőképpen fogalmazódott meg:

A Föld forog a tengelye körül és a Nap körül; Minden bolygó kering a Nap körül.

A formális nyelvek segítségével formális információs modellek (matematikai, logikai stb.) épülnek fel. Az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamatát formalizálásnak nevezik.

Az egyik legszélesebb körben használt formális nyelv a matematika. A matematikai fogalmak és képletek felhasználásával kialakított modelleket matematikai modelleknek nevezzük. A matematika nyelve formális nyelvek gyűjteménye; egy részükről (algebrai, geometriai) tanultál az iskolában, másokkal a továbbtanulás során ismerkedhetsz meg.

Az algebra nyelve lehetővé teszi a mennyiségek közötti funkcionális függőségek formalizálását. Így Newton formalizálta Kopernikusz világának heliocentrikus rendszerét, miután felfedezte a mechanika törvényeit és az egyetemes gravitáció törvényét, és leírta azokat algebrai funkcionális függőségek formájában. A fizika iskolai kurzusában számos különféle funkcionális függőséget vesznek figyelembe, az algebra nyelvén kifejezve, amelyek a vizsgált jelenségek vagy folyamatok matematikai modelljei.

A logikai algebra (állítások algebra) nyelve lehetővé teszi formális logikai modellek felépítését. A propozíciós algebra segítségével formalizálják (alakba írják). logikai kifejezések) természetes nyelven kifejezett egyszerű és összetett állítások. Logikai modellek felépítésével lehetőség nyílik logikai feladatok megoldására, számítógépes eszközök logikai modelljének (összeadó, trigger) létrehozására, stb.

A környező világ megismerésének folyamatában az emberiség folyamatosan modellezéshez és formalizáláshoz folyamodik.

A formalizálás valamilyen tartalom (a szöveg tartalma, a tudományos elmélet jelentése, az észlelt jelek stb.) redukálása a választott formára.

A formalizálás lehetősége egy alapvető állásponton alapul, amelyet a formalizálás fő tézisének nevezünk: alapvető lehetőség van egy objektum elválasztására és annak megjelölésére.

A tárgy lényege nem változik attól, ahogy mi nevezzük. Ez azt jelenti, hogy el tudjuk nevezni úgy, hogy ez a név a legjobban illeszkedjen (a mi szempontunkból) ehhez az objektumhoz. A formalizáció fő tézisének tagadása azt jelenti, hogy az objektum neve kifejezi annak lényegét. Ebben az esetben minden objektumhoz csak egy névhez kell rendelni.

Maga a modellezés gondolata a formalizálás fő téziséből következik.

Egy objektum kijelöléséhez egy bizonyos karakterkészlet kerül bevezetésre.

A jel különálló elemek véges halmazának eleme.

A jel főbb jellemzői:

1. Képes helyettesítő tárgyként működni;

2. A jel és a tárgy nem azonossága - a jel soha nem helyettesítheti teljesen a jelöltet;

3. A "jel - tárgy" megfelelés poliszémiája.

A nyelv a kommunikáció és a megismerés céljaira használt jelrendszer.

A nyelvek természetes és mesterséges nyelvekre oszthatók. A természetes (közönséges, köznyelvi) nyelvek spontán módon és idővel jönnek létre. A mesterséges nyelveket az emberek speciális célokra vagy bizonyos embercsoportok számára hozzák létre (matematika nyelve, tengerészeti nyelv, programozási nyelvek stb.). Jellemző vonásuk szókincsük egyértelmű meghatározása, a kifejezések, szerkezetek kialakításának (szigorúan formalizált) szabályai. BAN BEN természetes nyelvek részben formalizáltak.

Mindegyik nyelvet a következők jellemzik:

A használt jelek halmaza;

A nyelvi szerkezetek e jeleinek kialakulásának szabálya;

A nyelvi konstrukciók használatára vonatkozó szintaktikai, szemantikai és pragmatikai szabályok összessége.

Az ábécé egy nyelvben használt karakterek rendezett halmaza.

Az informatikában elsősorban a számítógép segítségével létrehozható és vizsgálható modellek érdekelnek bennünket. Számítógép segítségével számos objektumot készíthet és fedezhet fel: szövegeket, grafikonokat, táblázatokat, diagramokat stb. Számítógépes technológiák egyre nagyobb nyomot hagynak a modellezési folyamatban, így a számítógépes modellezés az információs modellezés egy speciális típusának tekinthető.

Az elmúlt években a grafikus felület és a grafikus csomagok fejlesztésének köszönhetően a számítógépes, szerkezeti-funkcionális modellezés széles körben fejlődött. A szimulációs számítógépes modellezés lényege abban rejlik, hogy a meglévő modell szerint kvantitatív és minőségi eredményeket kapjunk a szimulált rendszer működéséről. A modell elemzésének eredményeiből levont kvalitatív következtetések lehetővé teszik egy komplex rendszer eddig ismeretlen tulajdonságainak feltárását: szerkezetét, fejlődési dinamikáját, stabilitását, integritását stb. a rendszert jellemző paraméterek múltbeli értékei.

A számítógépes szimuláció tárgya lehet: gazdasági aktivitás cég vagy bank, ipari vállalkozás, információs és számítógépes hálózat, technológiai folyamat, inflációs folyamat stb.

A számítógépes modellezés céljai eltérőek lehetnek, de leggyakrabban olyan adatok beszerzése, amelyek segítségével gazdasági, társadalmi, szervezeti vagy technikai jellegű döntéseket lehet előkészíteni és meghozni. A számítógép használatának kezdete még a fogalmi modellezésben is, ahol például mesterséges intelligencia rendszerek építésénél használják.

Így azt látjuk, hogy a „számítógépes modellezés” fogalma sokkal tágabb, mint a „számítógépes modellezés” hagyományos fogalma, és a mai realitások figyelembevételével pontosításra szorul.

Kezdjük a „számítógépes modell” kifejezéssel.

Jelenleg a számítógépes modellt leggyakrabban a következőképpen értelmezik:

Egy objektum vagy objektumok (vagy folyamatok) valamely rendszerének feltételes képe, amelyet összekapcsolt számítógépes táblázatok, folyamatábrák, diagramok, grafikonok, rajzok, animációs töredékek, hipertextek stb. segítségével írnak le, és megjelenítik az objektum elemei közötti szerkezetet és kapcsolatokat. számítógépes modellek ezt a típust strukturális-funkcionálisnak fogjuk nevezni;

Külön program, programkészlet, szoftvercsomag, amely számítások sorozata és eredményeik grafikus megjelenítése segítségével lehetővé teszi egy objektum, objektumrendszer működésének reprodukálását (szimulálását), az objektumokra gyakorolt ​​hatás függvényében. különböző (általában véletlenszerű) tényezők tárgya. Az ilyen modellekre szimulációs modellként fogunk hivatkozni.

A számítógépes szimuláció egy komplex rendszer elemzési vagy szintézise problémájának megoldására szolgáló módszer számítógépes modelljének felhasználása alapján.

A számítógépes modellezés lényege abban rejlik, hogy a meglévő modellből kvantitatív és minőségi eredményeket kapjunk. Az elemzés eredményeiből levont kvalitatív következtetések lehetővé teszik egy komplex rendszer eddig ismeretlen tulajdonságainak feltárását: szerkezetét, fejlődési dinamikáját, stabilitását, integritását stb. a rendszert jellemző változók közül. Az új információk megszületéséhez szükséges számítógépes modellezés minden olyan információt felhasznál, amely számítógép segítségével frissíthető.

A számítógép fő funkciói a szimulációban:

Hagyományos számítástechnikai eszközökkel, algoritmusokkal, technológiákkal megoldott problémák megoldásának segédeszköz szerepét betölteni;

Új, hagyományos eszközökkel, algoritmusokkal, technológiával nem megoldható problémák felállításának és megoldásának eszköz szerepét játszani;

Számítógépes oktatási és modellezési környezetek tervezésének eszközeként játszani;

Modellező eszközként működjön új ismeretek megszerzéséhez;

Játszd el az új modellek (öntanuló modellek) „tanulását”.

Egyfajta számítógépes szimuláció egy számítási kísérlet. A számítógépes modellezés, különösen a számítási kísérlet válik új eszközzé, a tudományos ismeretek módszerévé, új technológia a rendszerek lineáris matematikai modelljeinek tanulmányozásától való egyre növekvő igény miatt is.

A számítógépes szimuláció tárgya lehet: egy cég vagy egy bank gazdasági tevékenysége, egy ipari vállalkozás, egy információs és számítógépes hálózat, egy technológiai folyamat, bármely valós tárgy vagy folyamat, például az inflációs folyamat, és általában bármely Összetett rendszer. A számítógépes modellezés céljai eltérőek lehetnek, de leggyakrabban a modellezés, mint korábban említettük, a rendszerelemzés központi eljárása, és a rendszerelemzéssel tovább értjük azon módszertani eszközök összességét, amelyek segítségével egy gazdasági, szervezeti, döntéshozatali, döntési előkészítési és döntéshozatali módszertani eszköztárat alkalmazunk. társadalmi vagy technikai jellegű.

Egy összetett rendszer számítógépes modelljének lehetőség szerint minden olyan főbb tényezőt és összefüggést meg kell jelenítenie, amely a valós helyzeteket, kritériumokat és korlátokat jellemzi. A modellnek kellően univerzálisnak kell lennie ahhoz, hogy lehetőség szerint leírja a céljukhoz közel álló objektumokat, ugyanakkor elég egyszerűnek kell lennie ahhoz, hogy ésszerű költségek mellett lehessen elvégezni a szükséges vizsgálatokat.

Mindez azt sugallja, hogy a modellezés egészében véve inkább művészet, mint kiforrott tudomány, amely önálló eszköztárral rendelkezik a való világ jelenségeinek és folyamatainak megjelenítésére.

Egy objektum vagy objektumrendszer viselkedésének számítógépen történő tanulmányozása a következő szakaszokra osztható:

Tartalmi modell felépítése;

Matematikai modell felépítése;

Információs modell és algoritmus felépítése;

Algoritmus kódolása programozási nyelven;

Számítógépes kísérlet.

Tekintsük a számítógépes matematikai modellezés folyamatát, beleértve a modellel végzett numerikus kísérletet.

A modellezés központi helyet foglal el egy tárgy, folyamat, jelenség tanulmányozásában. Lehetővé teszi ésszerű döntések meghozatalát: hogyan lehet javítani az objektumokon (folyamatokon), szükséges-e újakat létrehozni, hogyan lehet megváltoztatni a menedzsment folyamatokat, és végső soron hogyan lehet jobbá tenni a világot.

Mielőtt bármilyen munkát elkezdene, világosan el kell képzelnie a tevékenység kezdő- és végpontját, valamint hozzávetőleges szakaszait. Ugyanez mondható el a modellezésről is.

A kiindulópont itt a prototípus. Lehet létező vagy kivetített objektum vagy folyamat.

Az utolsó szakasz a döntéshozatal. Ebben a szakaszban vagy létrehozunk egy új objektumot (folyamatot), amelynek modelljét tanulmányoztuk, vagy javítjuk a meglévőt, vagy további információkat szerezünk róla.

Tekintsük egy probléma számítógépen történő megoldásának folyamatát a következő példán keresztül: tanulmányozzuk egy sportoló által kitolt ágyúgolyó repülését. Készítsünk egy értelmes modellt, amelyben figyelembe vesszük az atommag mozgását a Föld gravitációs terében. Ez a modell csak azokat a paramétereket veszi figyelembe, amelyek az atommag mozgását jellemzik (sebesség és koordináták), és figyelmen kívül hagyja a többi paramétert (maghőmérséklet, színe stb.).

Most készítsünk egy matematikai modellt, amely néhány egyszerűsítésen alapul, és ez nagyon felelősségteljessé teszi a matematikai modell felépítésének szakaszát, mert a rosszul megválasztott modell hibás eredményhez vezet.

Létező fizikai rendszer egyszerűsített matematikai modell segítségével írjuk le. A mag anyagi pont, a légellenállást, a szélsebességet és a sportoló paramétereit figyelmen kívül hagyjuk, a szabadesési gyorsulást állandónak tekintjük g = 9,8 m/s2. A magot a V sebességgel a horizonthoz képest szögben tolja ki a sportoló.

A matematikai modell egyenletek segítségével írja le a modellezés tárgyát.

Nézzük meg a lövedék koordinátáinak időbeli függésének képleteit, mivel a mozgás az X tengely mentén egyenletes, az Y tengely mentén pedig egyenletesen gyorsul:

Most építsünk fel egy információs modellt és algoritmust. Ebben a szakaszban meg kell határozni, hogy mely értékek argumentumok, és melyek az algoritmus eredményei, valamint meg kell határozni ezen értékek típusát. Esetünkben az érvek: az a lövedék kifutási szöge, V kezdősebessége és t repülési ideje. Az eredmény az X és Y koordináták, amelyek mind lebegőpontos változók. Készítsünk egy algoritmust, amely lehetővé teszi, hogy meghatározzuk az eredmények értékét különböző értékeketérvek. Az elkészített algoritmust blokkdiagram formájában írjuk le:

9.5. ábra. A lövedék repülési koordinátáinak kiszámítására szolgáló algoritmus blokkvázlata

Most elvégezhet egy számítógépes kísérletet. Ehhez le kell töltenie a programot RAM számítógépet és futni. A számítógépes kísérlet szükségszerűen magában foglalja a kapott eredmények elemzését, amely alapján a probléma megoldásának minden szakasza (matematikai modell, algoritmus, program) korrigálható.

1. Mi a modell?

2. Mire használják a modelleket?

3. Mi a szimuláció?

4. Hogyan osztályozzák a modelleket?

5. Melyek a modellalkotási folyamat szakaszai?

6. Milyen modellezési típusokat különböztetünk meg?

7. Milyen modellek jellemzik az információs modellezést?

8. Mi a formalizálás?

9. Milyen jellemzőkkel kell rendelkeznie egy jelnek?

10. Mi a célja a számítógépes szimulációnak?

11. Mit jelent számítógépes modell?

12. Melyek a számítógépes szimuláció fő funkciói és szakaszai?