Մոդելի և մոդելավորման հայեցակարգը: «մոդել», «մոդելավորում» հասկացությունները, մոդելների դասակարգման տարբեր մոտեցումներ։ Մոդելավորման քայլեր

«մոդել», «մոդելավորում» հասկացությունները, մոդելների դասակարգման տարբեր մոտեցումներ։ Մոդելավորման քայլեր

Մոդել (մոդել)- լատինական չափման, պատկերի, մեթոդի և այլնի մասին։

Մոդել- սա նոր օբյեկտ է, որը տարբերվում է սկզբնականից, որն ունի հատկություններ, որոնք էական են մոդելավորման նպատակների համար և այդ նպատակների շրջանակներում փոխարինում է սկզբնական օբյեկտին (օբյեկտը բնօրինակն է)

Կամ կարող եք այլ կերպ ասել. մոդելը իրական օբյեկտի, գործընթացի կամ երևույթի պարզեցված ներկայացումն է:

Եզրակացություն. Մոդելը պահանջվում է, որպեսզի.

Հասկանալ, թե ինչպես է դասավորված որոշակի օբյեկտը. որոնք են նրա կառուցվածքը, հիմնական հատկությունները, զարգացման և արտաքին աշխարհի հետ փոխգործակցության օրենքները.

Սովորեք կառավարել օբյեկտը կամ գործընթացը և որոշել լավագույն ուղիներըկառավարում տրված նպատակներով և չափանիշներով (օպտիմալացում);

Կանխատեսել օբյեկտի վրա նշված մեթոդների և ազդեցության ձևերի իրականացման ուղղակի և անուղղակի հետևանքները.

Մոդելների դասակարգում.

Հատկանիշները, որոնցով մոդելները դասակարգվում են.

1. Օգտագործման շրջանակը.

2. Ժամանակի գործոնի և օգտագործման տարածքի հաշվառում:

3. Ներկայացման կարգով.

4. Գիտելիքների ճյուղ (կենսաբանական, պատմական, սոցիոլոգիական և այլն):

5. Օգտագործման շրջանակը

Ուսումնական: տեսողական միջոցներ, ուսումնական ծրագրեր, տարբեր սիմուլյատորներ;

Փորձառու: նավի մոդելը փորձարկվում է լողավազանում՝ գլորելիս նավի կայունությունը որոշելու համար.

Գիտատեխնիկական: էլեկտրոնային արագացուցիչ, կայծակնային արտանետումը մոդելավորող սարք, հեռուստացույցի փորձարկման տակդիր;

Մոլեխաղեր: ռազմական, տնտեսական, սպորտային, բիզնես խաղեր;

սիմուլյացիա: փորձը կա՛մ կրկնվում է բազմիցս՝ իրական իրավիճակի վրա որևէ գործողության հետևանքները ուսումնասիրելու և գնահատելու համար, կա՛մ իրականացվում է միաժամանակ բազմաթիվ այլ նմանատիպ օբյեկտների հետ, բայց դրված են տարբեր պայմաններում):

2. Ժամանակի և օգտագործման տարածքի գործոնի հաշվառում

Ստատիկ մոդել - դա նման է օբյեկտի վրա մեկանգամյա շերտի:

Օրինակ. Դուք եկել եք ատամնաբուժարան՝ բանավոր հետազոտության: Բժիշկը զննել և արձանագրել է քարտի բոլոր տվյալները։ Քարտի մուտքերը, որոնք տալիս են պետության պատկերը բերանի խոռոչվրա այս պահինժամանակ (կաթի քանակը, մշտական, լցված, հեռացված ատամները) և կլինի վիճակագրական մոդել։

Դինամիկ մոդել թույլ է տալիս ժամանակի ընթացքում տեսնել օբյեկտի փոփոխությունները:

Օրինակ՝ նույն աշակերտի բացիկը, որն արտացոլում է ժամանակի որոշակի պահին նրա ատամների հետ տեղի ունեցող փոփոխությունները:

3. Դասակարգում ըստ ներկայացման

Առաջին երկուսը մեծ խմբեր: նյութ և տեղեկատվություն: Այս խմբերի անունները, կարծես, ցույց են տալիս, թե ինչից են պատրաստված մոդելները։

Նյութ մոդելներն այլ կերպ կարելի է անվանել առարկայական, ֆիզիկական: Նրանք վերարտադրում են բնօրինակի երկրաչափական և ֆիզիկական հատկությունները և միշտ իրական մարմնավորում ունեն։

Մանկական խաղալիքներ. Նրանցից երեխան առաջին տպավորությունն է ստանում իրեն շրջապատող աշխարհի մասին։ Երկու տարեկան երեխան խաղում է արջուկի հետ. Երբ տարիներ անց երեխան կենդանաբանական այգում իսկական արջ տեսնի, հեշտությամբ կճանաչի նրան։

Դպրոցական նպաստներ, ֆիզիկական և քիմիական փորձեր. Նրանք մոդելավորում են այնպիսի գործընթացներ, ինչպիսիք են ջրածնի և թթվածնի արձագանքը: Նման փորձը ուղեկցվում է խուլ պայթյունով: Մոդելը հաստատում է բնության մեջ անվնաս և տարածված նյութերի «պայթուցիկ խառնուրդի» առաջացման հետևանքները։

Քարտեզներ պատմություն կամ աշխարհագրություն ուսումնասիրելիս, Արեգակնային համակարգի և աստղազարդ երկնքի գծապատկերները աստղագիտության դասերին և շատ ավելին:

Եզրակացություն. Նյութական մոդելներն իրականացնում են առարկայի, երևույթի կամ գործընթացի ուսումնասիրության նյութական մոտեցում (հպում, հոտ, տեսնում, լսում):

Տեղեկատվական մոդելները հնարավոր չէ դիպչել կամ տեսնել սեփական աչքով, դրանք չունեն նյութական մարմնավորում, քանի որ կառուցված են միայն տեղեկատվության վրա։ Այս մոդելավորման մեթոդը հիմնված է շրջակա իրականության ուսումնասիրության տեղեկատվական մոտեցման վրա:

Տեղեկատվական մոդելներ - տեղեկատվության մի շարք, որը բնութագրում է օբյեկտի, գործընթացի, երևույթի հատկությունները և վիճակները, ինչպես նաև արտաքին աշխարհի հետ հարաբերությունները:

Օբյեկտը կամ գործընթացը բնութագրող տեղեկատվությունը կարող է ունենալ ներկայացման տարբեր ծավալ և ձև, արտահայտվել տարբեր միջոցներ. Այս բազմազանությունը նույնքան անսահման է, որքան յուրաքանչյուր մարդու հնարավորություններն ու նրա երևակայությունը: Տեղեկատվական մոդելները ներառում են նշանային և բանավոր:

Խորհրդանշական մոդել - արտահայտված տեղեկատվական մոդել հատուկ կերպարներ, այսինքն՝ ցանկացած պաշտոնական լեզվի միջոցով։

Խորհրդանշական մոդելները մեր շուրջն են: Սրանք գծագրեր, տեքստեր, գրաֆիկներ և դիագրամներ են:

Իրականացման մեթոդով նշանների մոդելները կարելի է բաժանել համակարգչային և ոչ համակարգչային:

Համակարգիչ մոդել - մոդել, որն իրականացվում է ծրագրային միջավայրի միջոցով:

Բանավոր (լատիներեն «verbalis» - բանավոր) մոդել - տեղեկատվական մոդել մտավոր կամ խոսակցական ձևով:

Սրանք մոդելներ են, որոնք ստացվել են մտորումների, եզրակացությունների արդյունքում։ Նրանք կարող են մնալ մտավոր կամ արտահայտվել բանավոր: Նման մոդելի օրինակ կարող է լինել մեր պահվածքը փողոցն անցնելիս։

Մոդելի կառուցման գործընթացը կոչվում է մոդելավորում, այլ կերպ ասած՝ մոդելավորումը մոդելի օգնությամբ բնօրինակի կառուցվածքի և հատկությունների ուսումնասիրման գործընթացն է։

Planetariums" href="/text/category/planetarii/" rel="bookmark">planetarii , ճարտարապետության մեջ՝ շենքերի մոդելներ, ինքնաթիռաշինության մեջ՝ մոդելներ Ինքնաթիռև այլն:

Իդեալական մոդելավորումը սկզբունքորեն տարբերվում է առարկայական (նյութական) մոդելավորումից:

Իդեալական մոդելավորում - հիմնված է ոչ թե օբյեկտի և մոդելի նյութական անալոգիայի վրա, այլ իդեալականի, պատկերացնելի անալոգիայի վրա:

Խորհրդանշական Մոդելավորումը մոդելավորում է, որն օգտագործում է ցանկացած տեսակի նշանների փոխակերպումներ՝ որպես մոդելներ՝ դիագրամներ, գրաֆիկներ, գծագրեր, բանաձևեր, խորհրդանիշների հավաքածուներ:

Մաթեմատիկական Մոդելավորումը մոդելավորում է, որտեղ օբյեկտի ուսումնասիրությունն իրականացվում է մաթեմատիկայի լեզվով ձևակերպված մոդելի միջոցով. Նյուտոնի մեխանիկայի օրենքների նկարագրություն և ուսումնասիրություն մաթեմատիկական բանաձևերի միջոցով:

Մոդելավորման գործընթացը բաղկացած է հետևյալ քայլերից.

Մոդելավորման գործընթացի հիմնական խնդիրն է ընտրել այն մոդելը, որն առավել համարժեք է բնօրինակին և ուսումնասիրության արդյունքները փոխանցել բնօրինակին: Բավական է ընդհանուր մեթոդներև մոդելավորման մեթոդներ:

Օբյեկտի (երևույթի, գործընթացի) մոդել կառուցելուց առաջ անհրաժեշտ է առանձնացնել դրա բաղկացուցիչ տարրերը և նրանց միջև հարաբերությունները (համակարգային վերլուծություն անցկացնելու համար) և ստացված կառուցվածքը «թարգմանել» (ցուցադրել) ինչ-որ կանխորոշված ​​ձևով. պաշտոնականացնել տեղեկատվությունը.

Ֆորմալացումը ընդգծման և թարգմանության գործընթացն է ներքին կառուցվածքըօբյեկտ, երևույթ կամ գործընթաց որոշակի տեղեկատվական կառուցվածքի` ձևի:

Ֆորմալացումը մոդելավորման օբյեկտի էական հատկությունների և առանձնահատկությունների կրճատումն է ընտրված ձևով (ընտրված ֆորմալ լեզվին):

Մոդելավորման քայլեր

Ցանկացած աշխատանք ձեռնարկելուց առաջ պետք է հստակ պատկերացնել գործունեության մեկնարկային կետն ու յուրաքանչյուր կետը, ինչպես նաև դրա մոտավոր փուլերը։ Նույնը կարելի է ասել մոդելավորման մասին։ Այստեղ մեկնարկային կետը նախատիպն է։ Դա կարող է լինել գոյություն ունեցող կամ նախագծված օբյեկտ կամ գործընթաց: Մոդելավորման վերջնական փուլը որոշում կայացնելն է՝ հիմնված օբյեկտի մասին գիտելիքների վրա:

Շղթան այսպիսի տեսք ունի.

https://pandia.ru/text/78/457/images/image007_30.jpg" width="474" height="430 src=">

ԵՍ ԲԵՄՈՒՄ. ՀԱՅՏԱՐԱՐՈՒԹՅՈՒՆ ԱՌԱՋԱԴՐԱՆՔՆԵՐ.

Առաջադրանքը խնդիր է, որը պետք է լուծվի։ Խնդիրը դնելու փուլում անհրաժեշտ է արտացոլել երեք հիմնական կետ՝ խնդրի նկարագրություն, մոդելավորման նպատակների սահմանում և օբյեկտի կամ գործընթացի վերլուծություն։

Առաջադրանքի նկարագրություն

Առաջադրանքը ձևակերպված է սովորական լեզվով, և նկարագրությունը պետք է լինի հասկանալի: Այստեղ գլխավորը մոդելավորման օբյեկտի սահմանումն է և հասկանալը, թե ինչ արդյունք պետք է լինի:

Մոդելավորման նպատակը

1) շրջակա աշխարհի իմացություն

2) նշված հատկություններով օբյեկտների ստեղծում (որոշվում է «ինչպես անել այնպես, որ ...» առաջադրանքը դնելով:

3) օբյեկտի վրա ազդեցության հետևանքների որոշում և ընդունում ճիշտ որոշում. Խնդիրների մոդելավորման նպատակը, ինչպիսին է «ինչ կլինի, եթե ...», (ինչ տեղի կունենա, եթե դուք բարձրացնեք տրանսպորտի ուղեվարձը, կամ ի՞նչ տեղի կունենա, եթե միջուկային թափոնները թաղեք այս կամ այն ​​տարածքում):

Օբյեկտների վերլուծություն

Այս փուլում հստակորեն բացահայտվում են մոդելավորված օբյեկտը և նրա հիմնական հատկությունները, ինչից է այն բաղկացած, ինչ կապեր կան դրանց միջև:

Ստորադաս առարկայի հարաբերությունների պարզ օրինակ է նախադասությունների վերլուծությունը: Սկզբում առանձնացվում են հիմնական անդամները (առարկա, նախադրյալ), ապա՝ հիմնականների հետ կապված երկրորդական անդամները, ապա երկրորդականների հետ կապված բառերը և այլն։

II ՓՈՒԼ. ՄՈԴԵԼԻ ԶԱՐԳԱՑՈՒՄ

1. Տեղեկատվական մոդել

Այս փուլում տարրական առարկաների հատկությունները, վիճակները, գործողությունները և այլ բնութագրերը պարզաբանվում են ցանկացած ձևով՝ բանավոր, դիագրամների, աղյուսակների տեսքով: Գաղափար է ձևավորվում սկզբնական օբյեկտը կազմող տարրական օբյեկտների, այսինքն՝ տեղեկատվական մոդելի մասին։

Մոդելները պետք է արտացոլեն օբյեկտիվ աշխարհի օբյեկտների ամենակարևոր հատկանիշները, հատկությունները, վիճակները և հարաբերությունները: Նրանք են, որ տալիս են ամբողջական տեղեկատվությունօբյեկտի մասին.

2. Խորհրդանշական մոդել

Նախքան մոդելավորման գործընթացը սկսելը, մարդը թղթի վրա կազմում է գծագրերի կամ դիագրամների նախնական էսքիզներ, հաշվարկման բանաձևեր է դուրս բերում, այսինքն՝ կազմում է տեղեկատվական մոդել այս կամ այն ​​խորհրդանշական ձևով, որը կարող է լինել կամ համակարգչային կամ ոչ համակարգիչ:

3. Համակարգչային մոդել

Համակարգչային մոդելը ծրագրային միջավայրի միջոցով իրականացվող մոդել է:

Կան բազմաթիվ ծրագրային փաթեթներ, որոնք թույլ են տալիս ուսումնասիրել (մոդել) տեղեկատվական մոդելները։ Յուրաքանչյուր ծրագրային միջավայր ունի իր սեփական գործիքները և թույլ է տալիս աշխատել դրա հետ որոշակի տեսակներտեղեկատվական օբյեկտներ.

Մարդն արդեն գիտի, թե որն է լինելու մոդելը և օգտագործում է համակարգիչը՝ դրան խորհրդանշական ձև հաղորդելու համար: Օրինակ՝ երկրաչափական մոդելներ կառուցելու համար օգտագործվում են դիագրամներ, գրաֆիկական միջավայրեր, բանավոր կամ աղյուսակային նկարագրությունների համար՝ տեքստային խմբագրիչ միջավայր։

ՓՈՒԼ III. ՀԱՄԱԿԱՐԳՉԱՅԻՆ ՓՈՐՁԱՐԿՈՒՄ

Համակարգչային տեխնոլոգիաների զարգացման հետ մեկտեղ հայտնվել է հետազոտության նոր յուրահատուկ մեթոդ՝ համակարգչային փորձ։ համակարգչային փորձներառում է մոդելի հետ աշխատանքի հաջորդականություն, համակարգչային մոդելի վրա օգտագործողի նպատակային գործողությունների մի շարք:

ՍԻՄՈՒԼԱՑՄԱՆ ԱՐԴՅՈՒՆՔՆԵՐԻ IV ՓՈՒԼԻ ՎԵՐԼՈՒԾՈՒԹՅՈՒՆ

Մոդելավորման վերջնական նպատակը որոշում կայացնելն է, որը պետք է մշակվի ստացված արդյունքների համապարփակ վերլուծության հիման վրա։ Այս փուլը որոշիչ է՝ կա՛մ ուսումը կշարունակես, կա՛մ ավարտում ես։ Երևի գիտեք ակնկալվող արդյունքը, ապա պետք է համեմատել ստացված և սպասվող արդյունքները։ Խաղի դեպքում կարող եք որոշում կայացնել։

Ըստ այս հատկանիշի՝ մոդելները բաժանվում են երկու լայն դասի.

• վերացական (մտավոր) մոդելներ;
• նյութական մոդելներ.

Բրինձ. 1.1.

Հաճախ մոդելավորման պրակտիկայում կան խառը, վերացական-նյութական մոդելներ։

վերացական նախշերթղթի վրա կամ այլ ընդհանուր ընդունված նշանների որոշակի կոնստրուկցիաներ են նյութական կրողկամ ձեւով համակարգչային ծրագիր.

Աբստրակտ մոդելները, առանց շատ մանրամասնելու, կարելի է բաժանել.

• խորհրդանշական;
• մաթեմատիկական.

Խորհրդանշական մոդել- սա տրամաբանական օբյեկտ է, որը փոխարինում է իրական գործընթացին և արտահայտում է իր հարաբերությունների հիմնական հատկությունները՝ օգտագործելով նշանների կամ նշանների որոշակի համակարգ: Դա կամ բառերն են բնական լեզու, կամ համապատասխան թեզաուրուսի բառեր, գրաֆիկներ, դիագրամներ և այլն։

Խորհրդանշական մոդելը կարող է ունենալ անկախ իմաստ, բայց, որպես կանոն, դրա կառուցումը ցանկացած այլ սիմուլյացիայի սկզբնական փուլն է։

Մաթեմատիկական մոդելավորում- սա որոշ մաթեմատիկական կառուցվածքի մոդելավորված օբյեկտի հետ համապատասխանության հաստատման գործընթաց է, որը կոչվում է մաթեմատիկական մոդել, և այս մոդելի ուսումնասիրությունը, որը թույլ է տալիս ստանալ մոդելավորված օբյեկտի բնութագրերը:

Մաթեմատիկական մոդելավորում - հիմնական նպատակըև ուսումնասիրվող առարկայի հիմնական բովանդակությունը։

Մաթեմատիկական մոդելները կարող են լինել.

• վերլուծական;
• իմիտացիա;
• խառը (վերլուծական և սիմուլյացիոն):

Վերլուծական մոդելներ- սրանք ֆունկցիոնալ հարաբերություններ են՝ հանրահաշվական, դիֆերենցիալ, ինտեգրո-դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգեր, տրամաբանական պայմաններ: Մաքսվելի հավասարումներ՝ էլեկտրամագնիսական դաշտի վերլուծական մոդել։ Օհմի օրենքը էլեկտրական շղթայի մոդել է:

Մաթեմատիկական մոդելների փոխակերպումն ըստ հայտնի օրենքների և կանոնների կարելի է համարել որպես փորձեր։ Վերլուծական մոդելների վրա հիմնված լուծում կարելի է ստանալ մեկ հաշվարկի արդյունքում՝ անկախ բնութագրերի հատուկ արժեքներից («ընդհանուր տերմիններով»): Սա տեսողական և հարմար է օրինաչափությունների նույնականացման համար: Այնուամենայնիվ, բարդ համակարգերի համար միշտ չէ, որ հնարավոր է կառուցել վերլուծական մոդել, որն ամբողջությամբ արտացոլում է իրական գործընթացը: Այնուամենայնիվ, կան գործընթացներ, օրինակ՝ մարկովյան, որոնց վերլուծական մոդելներով մոդելավորման արդիականությունը ապացուցված է պրակտիկայում։

Մոդելավորում. Համակարգիչների ստեղծումը հանգեցրեց մաթեմատիկական մոդելների նոր ենթադասի՝ սիմուլյացիայի զարգացմանը։

Սիմուլյացիոն մոդելավորումը ներառում է մոդելի ներկայացում ինչ-որ ալգորիթմի՝ համակարգչային ծրագրի տեսքով, որի կատարումը ընդօրինակում է համակարգում փոփոխվող վիճակների հաջորդականությունը և այդպիսով ներկայացնում է սիմուլյացված համակարգի վարքագիծը:

Նման մոդելների ստեղծման և փորձարկման գործընթացը կոչվում է սիմուլյացիոն մոդելավորում, իսկ ինքնին ալգորիթմը կոչվում է սիմուլյացիոն մոդել։

Ո՞րն է տարբերությունը սիմուլյացիայի և վերլուծական մոդելների միջև:

Անալիտիկ մոդելավորման դեպքում համակարգիչը հզոր հաշվիչ է, ավելացնող մեքենա։ Վերլուծական մոդել լուծվածհամակարգչի վրա։

Սիմուլյացիոն մոդելավորման դեպքում սիմուլյացիոն մոդելը՝ ծրագիրը. իրականացվել էհամակարգչի վրա։

Մոդելավորման մոդելները միանգամայն պարզապես հաշվի են առնում պատահական գործոնների ազդեցությունը: Վերլուծական մոդելների համար սա լուրջ խնդիր է: Պատահական գործոնների առկայության դեպքում մոդելավորված գործընթացների անհրաժեշտ բնութագրերը ստացվում են սիմուլյացիոն մոդելի բազմակի գործարկումներով (իրականացումներով) և կուտակված տեղեկատվության հետագա վիճակագրական մշակմամբ: Հետևաբար, հաճախ գործընթացների մոդելավորման մոդելավորումը պատահական գործոններկանչեց վիճակագրական մոդելավորում.

Եթե ​​օբյեկտի ուսումնասիրությունը բարդ է միայն վերլուծական կամ մոդելավորման մոդելավորման միջոցով, ապա օգտագործվում է խառը (համակցված), անալիտիկ և սիմուլյացիոն մոդելավորում։ Նման մոդելներ կառուցելիս օբյեկտի գործող գործընթացները տարրալուծվում են բաղկացուցիչ ենթապրոցեսների, և որոնց համար, հավանաբար, օգտագործվում են վերլուծական մոդելներ, իսկ մնացած ենթապրոցեսների համար կառուցվում են մոդելավորման մոդելներ։

նյութի մոդելավորումիրական տեխնիկական կառույցները ներկայացնող մոդելների կիրառման հիման վրա: Դա կարող է լինել ինքնին առարկան կամ նրա տարրերը (բնական մոդելավորում): Սա կարող է լինել հատուկ սարք՝ մոդել, որն ունի կամ ֆիզիկական կամ երկրաչափական նմանություն բնօրինակին: Դա կարող է լինել այլ սարք: ֆիզիկական բնույթքան բնօրինակը, բայց գործընթացները, որոնցում նկարագրված են նմանատիպ մաթեմատիկական հարաբերություններով: Սա այսպես կոչված անալոգային սիմուլյացիա է: Նման անալոգիա նկատվում է, օրինակ, արբանյակային կապի ալեհավաքի տատանումների քամու բեռի և տատանումների միջև. էլեկտրական հոսանքհատուկ ընտրված էլեկտրական շղթայում:

Հաճախ ստեղծված նյութական վերացական մոդելներ. Գործողության այն մասը, որը հնարավոր չէ նկարագրել մաթեմատիկորեն, մոդելավորվում է նյութապես, մնացածը վերացական է։ Այդպիսիք են, օրինակ, հրամանատարաշտաբային զորավարժությունները, երբ շտաբի աշխատանքը լայնածավալ փորձ է, իսկ զորքերի գործողություններն արտացոլվում են փաստաթղթերում։

Դասակարգումն ըստ դիտարկված չափանիշի՝ մոդելի իրականացման եղանակի, ներկայացված է նկ. 1.2.

1.3. Մոդելավորման քայլեր

Մաթեմատիկական մոդելավորումինչպես ցանկացած այլ, այն համարվում է արվեստ և գիտություն: Սիմուլյացիոն մոդելավորման ոլորտում հայտնի մասնագետ Ռոբերտ Շենոնն իր գիրքն անվանել է լայն ճանաչում գիտական ​​և ճարտարագիտական ​​աշխարհում. Մոդելավորում- արվեստ և գիտություն»: Հետևաբար, ինժեներական պրակտիկայում չկա մոդելներ ստեղծելու պաշտոնական հրահանգներ: Եվ, այնուամենայնիվ, մոդել մշակողների կողմից օգտագործվող տեխնիկայի վերլուծությունը թույլ է տալիս մեզ տեսնել մոդելավորման բավականին թափանցիկ փուլ:

Առաջին փուլՄոդելավորման նպատակների հստակեցում. Իրականում սա ցանկացած գործունեության հիմնական փուլն է։ Նպատակն էապես որոշում է մոդելավորման մնացած փուլերի բովանդակությունը։ Նկատենք, որ պարզ համակարգի և բարդ համակարգի տարբերությունը գեներացվում է ոչ այնքան դրանց էությամբ, այլ նաև հետազոտողի կողմից դրված նպատակներով։

Որպես կանոն, մոդելավորման նպատակներն են.

• օբյեկտի վարքագծի կանխատեսում նոր ռեժիմների, գործոնների համակցության և այլնի պայմաններում.
• Գործոնների համակցության և արժեքների ընտրություն, որոնք ապահովում են գործընթացի արդյունավետության ցուցանիշների օպտիմալ արժեքը.
• որոշակի գործոնների փոփոխությունների նկատմամբ համակարգի զգայունության վերլուծություն.
• ուսումնասիրվող գործընթացի պատահական պարամետրերի բնութագրերի վերաբերյալ տարբեր տեսակի վարկածների ստուգում.
• Համակարգի վարքագծի («ռեակցիա») և ազդող գործոնների միջև ֆունկցիոնալ հարաբերությունների որոշում, որը կարող է նպաստել վարքի կանխատեսմանը կամ զգայունության վերլուծությանը.
• էության պարզաբանում, ուսումնասիրության օբյեկտի ավելի լավ ըմբռնում, ինչպես նաև մոդելավորված կամ օպերացիոն համակարգի գործարկման առաջին հմտությունների ձևավորում։

Երկրորդ փուլԿոնցեպտուալ մոդելի կառուցում: հայեցակարգային մոդել(լատ. կոնցեպցիա) - մոդել որոշիչ գաղափարի մակարդակով, որը ձևավորվում է մոդելավորված օբյեկտն ուսումնասիրելիս։ Այս փուլում ուսումնասիրվում է օբյեկտը, սահմանվում են անհրաժեշտ պարզեցումներ և մոտարկումներ։ Բացահայտվում են էական ասպեկտներ, բացառվում են երկրորդականները։ Սահմանված են մոդելային փոփոխականների չափման միավորները և միջակայքերը: Եթե ​​հնարավոր է, ապա հայեցակարգային մոդելներկայացված է հայտնի և զարգացած համակարգերի տեսքով՝ հերթագրում, կառավարում, ավտոմատ կարգավորում, տարբեր տեսակիվաճառող մեքենաներ և այլն: հայեցակարգային մոդելամբողջությամբ ամփոփում է նախագծային փաստաթղթերի ուսումնասիրությունը կամ մոդելավորվող օբյեկտի փորձարարական փորձաքննությունը:

Երկրորդ փուլի արդյունքը մոդելի ընդհանրացված սխեման է՝ լիովին պատրաստված մաթեմատիկական նկարագրության համար՝ մաթեմատիկական մոդելի կառուցում:

Երրորդ փուլծրագրավորման կամ մոդելավորման լեզվի ընտրություն, ալգորիթմի և մոդելային ծրագրի մշակում: Մոդելը կարող է լինել վերլուծական կամ սիմուլյացիոն, կամ երկուսի համակցություն: Վերլուծական մոդելի դեպքում հետազոտողը պետք է տիրապետի լուծման մեթոդներին։

Մաթեմատիկայի պատմության մեջ (և սա, ի դեպ, մաթեմատիկական մոդելավորման պատմությունն է) կան բազմաթիվ օրինակներ, երբ տարբեր տեսակի գործընթացների մոդելավորման անհրաժեշտությունը հանգեցրել է նոր բացահայտումների։ Օրինակ, շարժումը մոդելավորելու անհրաժեշտությունը հանգեցրեց հայտնաբերմանը և զարգացմանը դիֆերենցիալ հաշվարկ(Լայբնից և Նյուտոն) և լուծման համապատասխան մեթոդները։ Նավերի կայունության վերլուծական մոդելավորման խնդիրները ստիպեցին ակադեմիկոս Ա.Ն.Կռիլովին ստեղծել մոտավոր հաշվարկների տեսություն և անալոգային համակարգիչ։

Մոդելավորման երրորդ փուլի արդյունքը մոդելավորման և հետազոտության համար ամենահարմար լեզվով կազմված ծրագիր է՝ ունիվերսալ կամ հատուկ։

Չորրորդ փուլ: Փորձի պլանավորում: Մաթեմատիկական մոդելփորձի առարկան է։ Փորձը պետք է լինի հնարավորինս տեղեկատվական, բավարարի սահմանափակումները, տրամադրի տվյալներ անհրաժեշտ ճշգրտությամբ և հավաստիությամբ։ Կա փորձի պլանավորման տեսություն, մենք կուսումնասիրենք այս տեսության այն տարրերը, որոնք մեզ անհրաժեշտ են դիսցիպլինի համապատասխան տեղում: GPSS World, AnyLogic և այլն) և կարող են կիրառվել ավտոմատ կերպով: Հնարավոր է, որ ստացված արդյունքների վերլուծության ընթացքում մոդելը կարող է ճշգրտվել, լրացվել կամ նույնիսկ ամբողջությամբ վերանայվել։

Մոդելավորման արդյունքները վերլուծելուց հետո դրանք մեկնաբանվում են, այսինքն՝ արդյունքները թարգմանվում են տերմինների առարկայական տարածք. Սա անհրաժեշտ է, քանի որ սովորաբար առարկայի մասնագետ(նա, ում անհրաժեշտ են հետազոտության արդյունքները) չունի մաթեմատիկայի և մոդելավորման տերմինաբանություն և կարող է կատարել իր առաջադրանքները՝ գործելով միայն իրեն քաջածանոթ հասկացություններով։

Սրանով ավարտվում է մոդելավորման հաջորդականության դիտարկումը՝ շատ կարևոր եզրակացություն անելով յուրաքանչյուր փուլի արդյունքները փաստաթղթավորելու անհրաժեշտության մասին: Սա անհրաժեշտ է հետևյալ պատճառներով.

Նախ, մոդելավորումը կրկնվող գործընթաց է, այսինքն՝ յուրաքանչյուր փուլից կարելի է վերադարձ կատարել նախորդ փուլերից որևէ մեկին՝ այս փուլում անհրաժեշտ տեղեկատվությունը հստակեցնելու համար, և փաստաթղթավորումը կարող է պահպանել նախորդ կրկնության արդյունքում ստացված արդյունքները:

Երկրորդ՝ բարդ համակարգի ուսումնասիրության դեպքում դրան մասնակցում են ծրագրավորողների մեծ թիմեր, և տարբեր փուլեր են իրականացվում տարբեր թիմերի կողմից։ Հետևաբար, յուրաքանչյուր փուլում ստացված արդյունքները պետք է փոխանցելի լինեն հաջորդ փուլերին, այսինքն՝ ունենան ներկայացման միասնական ձև և բովանդակություն՝ հասկանալի այլ շահագրգիռ մասնագետների համար։

Երրորդ, փուլերից յուրաքանչյուրի արդյունքն ինքնին արժեքավոր արդյունք պետք է լինի: Օրինակ, հայեցակարգային մոդելչի կարող օգտագործվել մաթեմատիկական մոդելի հետագա փոխակերպման համար, այլ լինել նկարագրություն, որը պահպանում է համակարգի մասին տեղեկատվությունը, որը կարող է օգտագործվել որպես արխիվ, որպես ուսումնական գործիք և այլն:

Երբեմն մոդելները գրվում են ծրագրավորման լեզուներով, բայց սա երկար և թանկ գործընթաց է: Մաթեմատիկական փաթեթները կարող են օգտագործվել մոդելավորման համար, սակայն փորձը ցույց է տալիս, որ դրանցում սովորաբար բացակայում են բազմաթիվ ինժեներական գործիքներ: Օպտիմալ է օգտագործել մոդելավորման միջավայրը:

Մեր դասընթացում, . Լաբորատոր աշխատանքներև ցուցադրությունները, որոնց կհանդիպեք դասընթացի ընթացքում, պետք է գործարկվեն որպես Stratum-2000 բնապահպանական նախագծեր:

Մոդելը, որը պատրաստված է հաշվի առնելով դրա արդիականացման հնարավորությունը, իհարկե, ունի թերություններ, օրինակ. ցածր արագությունկոդի կատարումը: Բայց կան նաև անհերքելի առավելություններ. Մոդելի կառուցվածքը, կապերը, տարրերը, ենթահամակարգերը տեսանելի են և պահպանված։ Դուք միշտ կարող եք վերադառնալ և ինչ-որ բան նորից անել: Մոդելի նախագծման պատմության մեջ հետք է պահպանվում (բայց երբ մոդելը կարգաբերվում է, իմաստ ունի հեռացնել ծառայության տեղեկատվությունը նախագծից): Ի վերջո, հաճախորդին հանձնված մոդելը կարող է նախագծվել որպես մասնագիտացված ավտոմատացված աշխատակայան (AWP), որն արդեն գրված է ծրագրավորման լեզվով, որտեղ արդեն ուշադրություն է դարձվում հիմնականում ինտերֆեյսին, արագության պարամետրերին և սպառողական այլ հատկություններին, որոնք կարևոր են հաճախորդի համար: Աշխատանքային կայանը, անշուշտ, թանկարժեք բան է, ուստի այն թողարկվում է միայն այն ժամանակ, երբ հաճախորդը ամբողջությամբ փորձարկի նախագիծը սիմուլյացիոն միջավայրում, կատարի բոլոր մեկնաբանությունները և պարտավորվի այլևս չփոխել իր պահանջները:

Մոդելավորումը ինժեներական գիտություն է, խնդիրների լուծման տեխնոլոգիա։ Այս դիտողությունը շատ կարևոր է։ Քանի որ տեխնոլոգիան նախապես հայտնի որակով և երաշխավորված ծախսերով ու ժամկետներով արդյունքի հասնելու միջոց է, ապա մոդելավորումը՝ որպես կարգապահություն.

• ուսումնասիրում է խնդիրների լուծման ուղիները, այսինքն՝ ինժեներական գիտություն է.
• ունիվերսալ գործիք է, որը երաշխավորում է ցանկացած խնդրի լուծում՝ անկախ առարկայական ոլորտից:

Մոդելավորման հետ կապված առարկաներն են՝ ծրագրավորում, մաթեմատիկա, գործառնությունների հետազոտություն։

Ծրագրավորում- քանի որ մոդելը հաճախ իրականացվում է արհեստական ​​միջավայրի վրա (պլաստիլին, ջուր, աղյուսներ, մաթեմատիկական արտահայտություններ ...), իսկ համակարգիչը տեղեկատվության ամենաբազմակողմանի կրողներից է և, առավել ևս, ակտիվ (նմանացնում է պլաստիլին, ջուր, աղյուսներ, հաշվում է մաթեմատիկական արտահայտությունները և այլն): Ծրագրավորումը ալգորիթմը լեզվով ներկայացնելու միջոց է։ Ալգորիթմը արհեստական ​​հաշվողական միջավայրում մտքի, գործընթացի, երևույթի ներկայացման (արտացոլման) ձևերից մեկն է, որը համակարգիչ է (ֆոն Նեյմանի ճարտարապետություն): Ալգորիթմի առանձնահատկությունն այն է, որ արտացոլի գործողությունների հաջորդականությունը: Մոդելավորումը կարող է օգտագործել ծրագրավորում, եթե մոդելավորվող օբյեկտը հեշտ է նկարագրել իր վարքագծի տեսանկյունից: Եթե ​​ավելի հեշտ է նկարագրել օբյեկտի հատկությունները, ապա դժվար է օգտագործել ծրագրավորում: Եթե ​​սիմուլյացիոն միջավայրը կառուցված չէ ֆոն Նեյմանի ճարտարապետության հիման վրա, ծրագրավորումը գործնականում անօգուտ է:

Ո՞րն է տարբերությունը ալգորիթմի և մոդելի միջև:

Ալգորիթմը քայլերի հաջորդականության միջոցով խնդրի լուծման գործընթաց է, մինչդեռ մոդելը օբյեկտի պոտենցիալ հատկությունների ամբողջություն է: Եթե ​​մոդելին հարց ես տալիս ու ավելացնում լրացուցիչ պայմաններ սկզբնական տվյալների տեսքով (հարաբերություններ այլ օբյեկտների հետ, սկզբնական պայմաններ, սահմանափակումներ), ապա այն կարող է լուծվել հետազոտողի կողմից անհայտների նկատմամբ։ Խնդրի լուծման գործընթացը կարելի է ներկայացնել ալգորիթմով (բայց հայտնի են նաև լուծման այլ մեթոդներ)։ Ընդհանրապես, բնության մեջ ալգորիթմների օրինակները անհայտ են, դրանք մարդու ուղեղի արգասիք են, պլան ստեղծելու ընդունակ մտքի։ Ալգորիթմն ինքնին գործողությունների հաջորդականության մեջ բացված պլանն է: Պետք է տարբերակել բնական պատճառների հետ կապված առարկաների վարքագիծը և մտքի արհեստը, որը վերահսկում է շարժման ընթացքը, կանխատեսում է արդյունքը գիտելիքի հիման վրա և ընտրում համապատասխան վարքագիծը։

մոդել + հարց + լրացուցիչ պայմաններ = առաջադրանք.

Մաթեմատիկան գիտություն է, որն ապահովում է մոդելներ հաշվարկելու հնարավորություն, որոնք կարող են վերածվել ստանդարտ (կանոնական) ձևի: Ֆորմալ փոխակերպումների միջոցով վերլուծական մոդելների (վերլուծության) լուծումներ գտնելու գիտությունը։

Գործառնությունների հետազոտություն- դիսցիպլին, որն կիրառում է մոդելների ուսումնասիրության մեթոդներ՝ մոդելների վրա լավագույն հսկողության գործողությունները գտնելու առումով (սինթեզ): Հիմնականում զբաղվում է վերլուծական մոդելներով։ Օգնում է որոշումներ կայացնել՝ օգտագործելով կառուցված մոդելներ:

Դիզայնը օբյեկտի և դրա մոդելի ստեղծման գործընթացն է. մոդելավորումը դիզայնի արդյունքը գնահատելու միջոց է. չկա մոդելավորում առանց դիզայնի։

Մոդելավորման համար հարակից առարկաները կարող են ճանաչվել որպես էլեկտրատեխնիկա, տնտեսագիտություն, կենսաբանություն, աշխարհագրություն և այլն, այն իմաստով, որ նրանք օգտագործում են մոդելավորման մեթոդներ՝ ուսումնասիրելու իրենց սեփական կիրառական օբյեկտը (օրինակ՝ լանդշաֆտային մոդել, էլեկտրական շղթայի մոդել, դրամական հոսքերի մոդել։ և այլն):

Որպես օրինակ, եկեք տեսնենք, թե ինչպես կարող եք հայտնաբերել, ապա նկարագրել օրինաչափությունը:

Ասենք, որ պետք է լուծել «Կտրման խնդիրը», այսինքն՝ պետք է գուշակել, թե ուղիղ գծերի տեսքով քանի հատ կտրվածք կպահանջվի նկարը (նկ. 1.16) տրված թվով կտորների բաժանելու համար (օրինակ. , բավական է, որ գործիչը ուռուցիկ լինի):

Փորձենք ձեռքով լուծել այս խնդիրը:

Սկսած թզ. 1.16 երևում է, որ 0 կտրվածքով ձևավորվում է 1 հատ, 1 հատով ձևավորվում է 2 հատ, երկուսից՝ 4, երեքից՝ 7, չորսով՝ 11։ Հիմա կարո՞ղ եք նախապես ասել, թե քանի կտրվածք կլինի։ պահանջվում է ձևավորել, օրինակ, 821 հատ ? Չեմ կարծում։ Ինչու՞ ես դժվարանում: -Դու կանոնը չգիտես Կ = զ(Պ) , որտեղ Կ- կտորների քանակը Պ- կրճատումների քանակը. Ինչպե՞ս հայտնաբերել օրինաչափություն:

Կազմենք աղյուսակ, որը կապում է կտորների և հատումների հայտնի թվերը:

Մինչդեռ օրինաչափությունը պարզ չէ: Հետևաբար, եկեք դիտարկենք առանձին փորձերի միջև եղած տարբերությունները, տեսնենք, թե ինչպես է մի փորձի արդյունքը տարբերվում մյուսից։ Հասկանալով տարբերությունը՝ մենք կգտնենք մի արդյունքից մյուսին անցնելու միջոց, այսինքն՝ կապող օրենքը Կև Պ .

Արդեն ինչ-որ օրինաչափություն է հայտնվել, այնպես չէ՞։

Եկեք հաշվարկենք երկրորդ տարբերությունները.

Այժմ ամեն ինչ պարզ է. Գործառույթ զկանչեց գեներացնող ֆունկցիա. Եթե ​​այն գծային է, ապա առաջին տարբերությունները հավասար են միմյանց։ Եթե ​​այն քառակուսի է, ապա երկրորդ տարբերությունները հավասար են միմյանց։ և այլն:

Գործառույթ զՆյուտոնի բանաձևի հատուկ դեպք կա.

Հնարավորություններ ա , բ , գ , դ , եմեր .... համար քառակուսիգործառույթները զգտնվում են փորձարարական աղյուսակի տողերի առաջին վանդակներում 1.5.

Այսպիսով, կա մի օրինաչափություն, և այն հետևյալն է.

Կ = ա + բ · էջ + գ · էջ · ( էջ– 1)/2 = 1 + էջ + էջ · ( էջ– 1)/2 = 0,5 էջ 2 + 0,5 էջ + 1 .

Այժմ, երբ օրինաչափությունը որոշվել է, մենք կարող ենք լուծել հակադարձ խնդիրը և պատասխանել այն հարցին, թե քանի կտրվածք է պետք անել 821 հատ ստանալու համար: Կ = 821 , Կ= 0,5 էջ 2 + 0,5 էջ + 1 , էջ = ?

Մենք լուծում ենք քառակուսի հավասարում 821 = 0,5 էջ 2 + 0,5 էջ + 1 , գտեք արմատները. էջ = 40 .

Եկեք ամփոփենք (ուշադրություն դարձրեք սրա վրա):

Մենք չկարողացանք անմիջապես լուծում գտնել: Փորձը դժվար էր։ Ես պետք է մոդել կառուցեի, այսինքն՝ օրինաչափություն գտնեի փոփոխականների միջև։ Մոդելը ստացվել է հավասարման տեսքով։ Հավասարմանը ավելացնելով հարց և հայտնի պայմանն արտացոլող հավասարում, նրանք խնդիր են կազմել։ Քանի որ խնդիրը պարզվեց տիպիկ տիպի (կանոնական), այն հնարավոր եղավ լուծել՝ օգտագործելով հայտնի մեթոդներից մեկը։ Ուստի խնդիրը լուծվեց։

Եվ նաև շատ կարևոր է նշել, որ մոդելն արտացոլում է պատճառահետևանքային կապերը: Կառուցված մոդելի փոփոխականների միջև իսկապես ամուր կապ կա: Մի փոփոխականի փոփոխությունը հանգեցնում է մյուսի փոփոխության: Նախկինում ասել ենք, որ «մոդելը գիտական ​​գիտելիքներում համակարգաստեղծ և իմաստավորող դեր է խաղում, թույլ է տալիս հասկանալ երեւույթը, ուսումնասիրվող օբյեկտի կառուցվածքը, հաստատել պատճառահետևանքային կապը միմյանց հետ»։ Սա նշանակում է, որ մոդելը թույլ է տալիս որոշել երևույթների պատճառները, դրա բաղադրիչների փոխազդեցության բնույթը։ Մոդելը կապում է պատճառներն ու հետևանքները օրենքների միջոցով, այսինքն՝ փոփոխականները միմյանց հետ կապված են հավասարումների կամ արտահայտությունների միջոցով։

Բայց!!! Մաթեմատիկան ինքնին հնարավորություն չի տալիս փորձերի արդյունքներից հանել օրենքներ կամ մոդելներ։, ինչպես կարող է թվալ հենց նոր դիտարկված օրինակից հետո։ Մաթեմատիկան միայն առարկան, երեւույթն ուսումնասիրելու միջոց է և, առավել ևս, մտածելու մի քանի հնարավոր ձևերից մեկը։ Կա նաև, օրինակ, կրոնական մեթոդ կամ արվեստագետների կողմից կիրառվող մեթոդ, զգացմունքային-ինտուիտիվ, այդ մեթոդների օգնությամբ նրանք սովորում են նաև աշխարհը, բնությունը, մարդկանց, իրենք իրենց։

Այսպիսով, A և B փոփոխականների փոխհարաբերությունների մասին վարկածը պետք է ներկայացվի հենց հետազոտողին, ընդ որում՝ դրսից։ Ինչպե՞ս է մարդը դա անում: Հեշտ է խորհուրդ տալ վարկած ներկայացնել, բայց ինչպե՞ս սովորեցնել դա, բացատրել այս գործողությունը, ինչը նշանակում է, դարձյալ, ինչպե՞ս այն պաշտոնականացնել: Սա մանրամասն կներկայացնենք «Արհեստական ​​ինտելեկտի համակարգերի մոդելավորում» ապագա դասընթացում։

Բայց թե ինչու դա պետք է արվի դրսից, առանձին, լրացուցիչ և դրանից դուրս, կբացատրենք հիմա։ Այս պատճառաբանությունը կրում է Գյոդելի անունը, ով ապացուցեց անավարտության թեորեմը՝ նույն տեսության (մոդելի) շրջանակներում անհնար է ապացուցել որոշակի տեսության (մոդելի) ճիշտությունը։ Նորից նայեք թզ. 1.12. Մոդել ավելին բարձր մակարդակփոխակերպում է համարժեք էավելի ցածր մակարդակի մոդել մի հայացքից մյուսը: Կամ ավելի շատ մոդել է ստեղծում ցածր մակարդակըստ իր համարժեք նկարագրության։ Բայց նա չի կարող վերափոխվել իրեն: Մոդելը կառուցում է մոդելը: Իսկ մոդելների (տեսությունների) այս բուրգն անվերջ է։

Միևնույն ժամանակ, որպեսզի «անհեթեթության վրա չպայթեցնես», պետք է զգոն լինել և ամեն ինչ ստուգել. ողջախոհություն. Բերենք մի օրինակ, մի հին հայտնի անեկդոտ ֆիզիկոսների բանահյուսությունից.

Այս հոդվածում մենք առաջարկում ենք մանրամասն վերլուծել մոդելավորման թեման համակարգչային գիտության մեջ: Այս բաժինը մեծ նշանակություն ունի տեղեկատվական տեխնոլոգիաների ոլորտում ապագա մասնագետների պատրաստման համար։

Ցանկացած խնդիր (արդյունաբերական կամ գիտական) լուծելու համար համակարգչային գիտությունը օգտագործում է հետևյալ շղթան.

Արժե հատուկ ուշադրություն դարձնել «մոդել» հասկացությանը։ Առանց այս օղակի առկայության խնդրի լուծումը հնարավոր չի լինի։ Ինչու՞ է օգտագործվում մոդելը և ի՞նչ է նշանակում այս տերմինը: Այս մասին կխոսենք հաջորդ բաժնում:

Մոդել

Համակարգչային գիտության մեջ մոդելավորումը իրական կյանքի օբյեկտի պատկերի հավաքումն է, որն արտացոլում է բոլոր էական հատկանիշներն ու հատկությունները: Խնդրի լուծման մոդելը անհրաժեշտ է, քանի որ այն, ըստ էության, օգտագործվում է լուծման գործընթացում։

AT դպրոցական դասընթացԻնֆորմատիկա, մոդելավորման թեման սկսում է ուսումնասիրվել արդեն վեցերորդ դասարանից։ Հենց սկզբում երեխաներին պետք է ծանոթացնել մոդել հասկացությանը։ Ինչ է դա?

• Օբյեկտի պարզեցված նմանություն;
• Իրական օբյեկտի կրճատված պատճեն;
• Երևույթի կամ գործընթացի սխեման;
• Երևույթի կամ գործընթացի պատկեր;
• Երևույթի կամ գործընթացի նկարագրություն;
• Օբյեկտի ֆիզիկական անալոգը;
• Տեղեկատվական անալոգային;
• Տեղապահ օբյեկտ, որն արտացոլում է իրական օբյեկտի հատկությունները և այլն:

Մոդելը շատ լայն հասկացություն է, քանի որ վերը նշվածից արդեն պարզ է դարձել։ Կարևոր է նշել, որ բոլոր մոդելները սովորաբար բաժանվում են խմբերի.

• նյութական;
• իդեալական.

Նյութական մոդելը հասկացվում է որպես իրական օբյեկտի վրա հիմնված առարկա: Դա կարող է լինել ցանկացած մարմին կամ գործընթաց: Այս խումբը հետագայում բաժանվում է երկու տեսակի.

• ֆիզիկական;
• անալոգային.

Նման դասակարգումը պայմանական է, քանի որ շատ դժվար է հստակ սահման գծել այս երկու ենթատեսակների միջև։

Իդեալական մոդելն էլ ավելի դժվար է բնութագրել։ Նա կապված է.

• մտածողություն;
• երևակայություն;
• ընկալում.

Այն ներառում է արվեստի գործեր (թատրոն, գեղանկարչություն, գրականություն և այլն)։

Մոդելավորման նպատակներ

Համակարգչային գիտության մեջ մոդելավորումը շատ կարևոր փուլ է, քանի որ այն ունի բազմաթիվ նպատակներ։ Այժմ մենք ձեզ հրավիրում ենք ծանոթանալու նրանց:

Առաջին հերթին մոդելավորումն օգնում է հասկանալ մեզ շրջապատող աշխարհը: Հին ժամանակներից մարդիկ կուտակել են ձեռք բերած գիտելիքները և փոխանցել իրենց ժառանգներին։ Այսպիսով, հայտնվեց մեր մոլորակի (գլոբուսի) մոդելը։

Անցած դարերում մոդելավորվել են գոյություն չունեցող առարկաներ, որոնք այժմ ամուր արմատավորվել են մեր կյանքում (հովանոց, ջրաղաց և այլն): Ներկայումս մոդելավորումն ուղղված է.

• ցանկացած գործընթացի հետևանքների բացահայտում (ճանապարհորդության արժեքի բարձրացում կամ քիմիական թափոնների ստորգետնյա հեռացում).
• կայացված որոշումների արդյունավետության ապահովումը.

Մոդելավորման առաջադրանքներ

տեղեկատվական մոդել

Հիմա անդրադառնանք դպրոցական ինֆորմատիկայի դասընթացում ուսումնասիրված մոդելների մեկ այլ տեսակի մասին։ Համակարգչային մոդելավորումը, որը յուրաքանչյուր ապագա ՏՏ մասնագետ պետք է տիրապետի, ներառում է համակարգչային գործիքների օգտագործմամբ տեղեկատվական մոդելի ներդրման գործընթացը։ Բայց ի՞նչ է դա՝ տեղեկատվական մոդել։

Դա ցանկացած օբյեկտի վերաբերյալ տեղեկատվության ցանկ է: Ինչ է նկարագրում այս մոդելը և ինչ օգտակար տեղեկատվությունկրում է.

• մոդելավորվող օբյեկտի հատկությունները.
• նրա վիճակը;
• կապեր արտաքին աշխարհի հետ;
• հարաբերություններ արտաքին սուբյեկտների հետ.

Ինչ կարող է ծառայել որպես տեղեկատվական մոդել.

• բանավոր նկարագրություն;
• տեքստ;
• նկար;
• սեղան;
• սխեման;
• նկարչություն;
• բանաձև և այլն:

Տեղեկատվական մոդելի տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ հնարավոր չէ դիպչել, համտեսել և այլն: Այն չի կրում նյութական մարմնավորում, քանի որ այն ներկայացված է տեղեկատվության տեսքով։

Մոդելի ստեղծման համակարգված մոտեցում

Դպրոցական ծրագրի ո՞ր դասարանում է սովորում մոդելավորումը: Ինֆորմատիկա 9-րդ դասարանը ուսանողներին ավելի մանրամասն է ներկայացնում այս թեմային: Այս դասարանում է, որ երեխան սովորում է մոդելավորման համակարգված մոտեցման մասին: Եկեք խոսենք այս մասին մի փոքր ավելի մանրամասն:

Սկսենք «համակարգ» հասկացությունից։ Դա փոխկապակցված տարրերի խումբ է, որոնք միասին աշխատում են առաջադրանքն ավարտելու համար: Հաճախ օգտագործվում է մոդել կառուցելու համար համակարգված մոտեցում, քանի որ օբյեկտը դիտվում է որպես որոշակի միջավայրում գործող համակարգ։ Եթե ​​որեւէ բարդ օբյեկտ մոդելավորվում է, ապա համակարգը սովորաբար բաժանվում է ավելի փոքր մասերի՝ ենթահամակարգերի։

Օգտագործման նպատակը

Այժմ մենք կդիտարկենք մոդելավորման նպատակները (համակարգչային գիտության դասարան 11): Ավելի վաղ ասվում էր, որ բոլոր մոդելները բաժանված են որոշակի տեսակների և դասերի, սակայն նրանց միջև սահմանները պայմանական են։ Կան մի քանի առանձնահատկություններ, որոնցով ընդունված է դասակարգել մոդելները՝ նպատակը, փորձաքննության ոլորտը, ժամանակի գործոնը, ներկայացման մեթոդը:

Ինչ վերաբերում է նպատակներին, ապա ընդունված է առանձնացնել հետևյալ տեսակները.

• կրթական;
• փորձառու;
• իմիտացիա;
• խաղային;
• գիտատեխնիկական։

Առաջին տեսակը ներառում է ուսումնական նյութեր. Երկրորդին` իրական առարկաների փոքրացված կամ մեծացված պատճենները (կառույցի մոդել, ինքնաթիռի թև և այլն): թույլ է տալիս կանխատեսել իրադարձության արդյունքը: Սիմուլյացիոն մոդելավորումը հաճախ օգտագործվում է բժշկության մեջ և սոցիալական ոլորտ. Օրինակ՝ մոդելն օգնու՞մ է հասկանալու, թե մարդիկ ինչպես կարձագանքեն այս կամ այն ​​բարեփոխումներին։ Նախքան դա անել խոշոր վիրահատությունմարդու օրգանների փոխպատվաստում, բազմաթիվ փորձեր են իրականացվել։ Այլ կերպ ասած, սիմուլյացիոն մոդելը թույլ է տալիս լուծել խնդիրը փորձի և սխալի միջոցով: Խաղի մոդելը մի տեսակ տնտեսական, բիզնես կամ պատերազմական խաղ. Այս մոդելի օգնությամբ հնարավոր է կանխատեսել ներսում գտնվող օբյեկտի վարքը տարբեր իրավիճակներ. Գիտական ​​և տեխնիկական մոդելը օգտագործվում է որևէ գործընթաց կամ երևույթ ուսումնասիրելու համար (կայծակի արտանետումը մոդելավորող սարք, մոլորակների շարժման մոդել Արեգակնային համակարգև այլն):

Գիտելիքների ոլորտ

Ո՞ր դասարանում են սովորողները ավելի շատ ծանոթանում մոդելավորման հետ: Ինֆորմատիկայի 9-րդ դասարանը կենտրոնացած է իր ուսանողներին բարձրագույն ուսումնական հաստատություններ ընդունվելու համար քննություններին նախապատրաստելու վրա: Քանի որ USE և GIA տոմսերում մոդելավորման վերաբերյալ հարցեր կան, այժմ անհրաժեշտ է հնարավորինս մանրամասն քննարկել այս թեման: Եվ այսպես, ինչպե՞ս է դասակարգումը ըստ գիտելիքների: Այս հիման վրա առանձնանում են հետևյալ տեսակները.

• կենսաբանական (օրինակ, կենդանիների արհեստականորեն առաջացած հիվանդություններ, գենետիկական խանգարումներ, չարորակ նորագոյացություններ);
• ընկերության վարքագիծը, շուկայական գների ձևավորման մոդելը և այլն);
• պատմական (տոհմածառ, մոդելներ պատմական իրադարձություններ, հռոմեական բանակի մոդել և այլն);
• սոցիոլոգիական (անձնական հետաքրքրության մոդել, բանկիրների վարքագիծը նորին հարմարվելու ժամանակ տնտեսական պայմանները) և այլն:

Ժամանակի գործոն

Ըստ այս բնութագրի, առանձնանում են երկու տեսակի մոդելներ.

• դինամիկ;
• ստատիկ.

Արդեն, դատելով միայն անունից, դժվար չէ կռահել, որ առաջին տեսակն արտացոլում է օբյեկտի գործելակերպը, զարգացումը և փոփոխությունը ժամանակի ընթացքում։ Ստատիկը, ընդհակառակը, ի վիճակի է նկարագրել օբյեկտը ժամանակի որոշակի պահին: Այս տեսակետը երբեմն անվանում են կառուցվածքային, քանի որ մոդելն արտացոլում է օբյեկտի կառուցվածքը և պարամետրերը, այսինքն՝ տալիս է դրա մասին տեղեկատվության մի հատված։

Օրինակներն են.

• մի շարք բանաձևեր, որոնք արտացոլում են արեգակնային համակարգի մոլորակների շարժումը.
• օդի ջերմաստիճանի փոփոխության գրաֆիկ;
• հրաբխի ժայթքման տեսագրություն և այլն։

Վիճակագրական մոդելի օրինակներ են.

• Արեգակնային համակարգի մոլորակների ցուցակ;
• տարածքի քարտեզ և այլն:

Ներկայացման մեթոդ

Սկզբից շատ կարևոր է ասել, որ բոլոր մոդելներն ունեն ձև և ձև, դրանք միշտ պատրաստված են ինչ-որ բանից, ինչ-որ կերպ ներկայացված կամ նկարագրված: Այս հիման վրա ընդունվում է հետևյալը.

• նյութական;
• ոչ նյութական.

Առաջին տեսակը ներառում է գոյություն ունեցող օբյեկտների նյութական պատճենները: Նրանց կարելի է դիպչել, հոտոտել և այլն։ Դրանք արտացոլում են օբյեկտի արտաքին կամ ներքին հատկությունները, գործողությունները: Ինչի համար են նյութական մոդելները: Օգտագործվում են ճանաչողության փորձարարական մեթոդի համար (փորձարարական մեթոդ)։

Մենք ավելի վաղ անդրադարձել ենք նաև ոչ նյութական մոդելներին: Նրանք օգտագործում են գիտելիքի տեսական մեթոդը։ Նման մոդելները կոչվում են իդեալական կամ վերացական: Այս կատեգորիան բաժանված է մի քանի ենթատեսակների՝ երևակայական մոդելների և տեղեկատվական:

Տեղեկատվական մոդելների ցանկ տարբեր տեղեկություններօբյեկտի մասին. Աղյուսակները, նկարները, բանավոր նկարագրությունները, դիագրամները և այլն կարող են հանդես գալ որպես տեղեկատվական մոդել: Ինչու է այս մոդելը կոչվում ոչ նյութական: Բանն այն է, որ դրան չի կարելի դիպչել, քանի որ այն չունի նյութական մարմնավորում։ Տեղեկատվական մոդելներից առանձնանում են նշանային և տեսողական մոդելներ։

Երևակայական մոդելը մարդու երևակայության մեջ տեղի ունեցող ստեղծագործական գործընթացներից մեկն է, որը նախորդում է նյութական առարկայի ստեղծմանը։

Մոդելավորման քայլեր

9-րդ դասարանի ինֆորմատիկայի «Մոդելավորում և ֆորմալացում» թեման ունի մեծ քաշ. Պահանջվում է ուսումնասիրել։ 9-11-րդ դասարաններում ուսուցիչը պարտավոր է աշակերտներին ծանոթացնել մոդելների ստեղծման փուլերին։ Սա այն է, ինչ մենք հիմա կանենք։ Այսպիսով, առանձնանում են մոդելավորման հետևյալ փուլերը.

• խնդրի իմաստալից հայտարարություն;
• խնդրի մաթեմատիկական ձևակերպում;
• զարգացումներ համակարգիչների օգտագործման հետ կապված;
• մոդելի շահագործում;
• արդյունք ստանալը.

Կարևոր է նշել, որ ուսումնասիրելիս այն ամենը, ինչ մեզ շրջապատում է, օգտագործվում են մոդելավորման և ֆորմալացման գործընթացները։ Համակարգչային գիտությունը նվիրված առարկա է ժամանակակից մեթոդներխնդիրների ուսումնասիրություն և լուծում. Հետեւաբար, շեշտը դրվում է մոդելների վրա, որոնք կարող են իրականացվել համակարգչի միջոցով: Հատուկ ուշադրությունԱյս թեմայում պետք է տրվի էլեկտրոնային համակարգիչների միջոցով լուծման ալգորիթմ մշակելու կետին:

Կապեր օբյեկտների միջև

Հիմա մի փոքր խոսենք առարկաների փոխհարաբերությունների մասին: Ընդհանուր առմամբ կան երեք տեսակ.

• մեկը մեկին (նման կապը նշվում է միակողմանի սլաքով մեկ կամ մյուս ուղղությամբ);
• մեկից շատ (բազմաթիվ հարաբերություններ նշված են կրկնակի սլաքով);
• շատ-շատերը (նման հարաբերությունները նշված են կրկնակի սլաքով):

Կարևոր է նշել, որ հարաբերությունները կարող են լինել պայմանական և անվերապահ: Անվերապահ հարաբերությունը ներառում է օբյեկտի յուրաքանչյուր օրինակի օգտագործումը: Իսկ պայմանականում ներգրավված են միայն առանձին տարրեր։

Մաթեմատիկական մոդելավորման էությունը հասկանալու համար հաշվի առեք գործընթացի հիմնական սահմանումները, առանձնահատկությունները:

Տերմինի էությունը

Մոդելավորումը մոդելի ստեղծման և կիրառման գործընթացն է: Այն համարվում է ցանկացած վերացական կամ նյութական օբյեկտ, որը փոխարինում է մոդելավորման իրական օբյեկտին ուսումնասիրության գործընթացում։ Կարևոր կետառարկայի լիարժեք վերլուծության համար անհրաժեշտ հատկությունների պահպանումն է։

Համակարգչային մոդելավորումը մաթեմատիկական մոդելի վրա հիմնված գիտելիքների տարբերակ է: Այն ենթադրում է անհավասարությունների, հավասարումների, տրամաբանական նշանների արտահայտությունների համակարգ, որը լիովին արտացոլում է երեւույթի կամ առարկայի բոլոր բնութագրերը։

Մաթեմատիկական մոդելավորումը ներառում է կոնկրետ հաշվարկներ, համակարգչային տեխնիկայի կիրառում։ Գործընթացը բացատրելու համար անհրաժեշտ է ավելի շատ հետազոտություն: Այս խնդիրը հաջողությամբ լուծվում է համակարգչային սիմուլյացիայի միջոցով:

Համակարգչային սիմուլյացիայի առանձնահատկությունը

Բարդ համակարգերի ուսումնասիրման այս եղանակը համարվում է արդյունավետ և արդյունավետ։ Ավելի հարմար և հեշտ է վերլուծել համակարգչային մոդելները, քանի որ տարբեր հաշվարկային գործողություններ կարող են իրականացվել: Սա հատկապես ճիշտ է այն դեպքերում, երբ ֆիզիկական կամ նյութական պատճառներով իրական փորձերը թույլ չեն տալիս ստանալ ցանկալի արդյունք։ Նման մոդելների տրամաբանությունը հնարավորություն է տալիս որոշել ուսումնասիրված բնօրինակի պարամետրերը որոշող հիմնական գործոնները։

Մաթեմատիկական մոդելավորման այս կիրառումը հնարավորություն է տալիս բացահայտել օբյեկտի վարքագիծը ներսում տարբեր պայմաններբացահայտել տարբեր գործոնների ազդեցությունը իր վարքի վրա.

Համակարգչային մոդելավորման հիմունքներ

Ո՞րն է այս մոդելավորման հիմքը: Ինչ Գիտական ​​հետազոտությունհիմնված ՏՀՏ-ի վրա? Սկսենք նրանից, որ ցանկացած համակարգչային սիմուլյացիա հիմնված է որոշակի սկզբունքների վրա.

• մաթեմատիկական մոդելավորում՝ ուսումնասիրվող գործընթացը նկարագրելու համար.
• նորարարական մաթեմատիկական մոդելների կիրառում ուսումնասիրվող գործընթացների մանրամասն դիտարկման համար:

Մոդելավորման տարատեսակներ

Ներկայումս կան մաթեմատիկական մոդելավորման տարբեր մեթոդներ՝ մոդելավորում և վերլուծական:

Վերլուծական տարբերակը կապված է իրական օբյեկտի վերացական մոդելների ուսումնասիրության հետ դիֆերենցիալի տեսքով, հանրահաշվական հավասարումներ, որոնք ապահովում են հստակ համակարգչային տեխնոլոգիայի ներդրում, որը կարող է ճշգրիտ լուծում տալ։

Սիմուլյացիոն մոդելավորումը ներառում է մաթեմատիկական մոդելի ուսումնասիրություն հատուկ ալգորիթմի տեսքով, որը վերարտադրում է վերլուծված համակարգի գործունեությունը պարզ հաշվարկների և գործողությունների համակարգի հաջորդական կատարման միջոցով:

Համակարգչային մոդելի կառուցման առանձնահատկությունները

Եկեք ավելի սերտ նայենք, թե ինչպես է աշխատում այս սիմուլյացիան: Որոնք են փուլերը համակարգչային հետազոտություն? Սկսենք նրանից, որ գործընթացը հիմնված է վերլուծվող հստակ օբյեկտից կամ երեւույթից հեռանալու վրա:

Նման մոդելավորումը բաղկացած է երկու հիմնական փուլից՝ որակական և քանակական մոդելի ստեղծում։ Համակարգչային ուսումնասիրությունը բաղկացած է անհատական ​​համակարգչի վրա հաշվողական գործողությունների համակարգ իրականացնելուց, որի նպատակն է վերլուծել, համակարգել, համեմատել ուսումնասիրության արդյունքները վերլուծված օբյեկտի իրական վարքագծի հետ: Անհրաժեշտության դեպքում կատարվում է մոդելի լրացուցիչ ճշգրտում:

Մոդելավորման քայլեր

Ինչպե՞ս է իրականացվում մոդելավորումը: Որո՞նք են համակարգչային հետազոտության փուլերը: Այսպիսով, համակարգչային մոդելի կառուցման հետ կապված գործողությունների հետևյալ ալգորիթմը առանձնանում է.

Փուլ 1. Աշխատանքի նպատակների և խնդիրների սահմանում, մոդելավորման օբյեկտի բացահայտում: Ենթադրվում է հավաքագրել տվյալներ, ձևակերպել հարց, բացահայտել հետազոտության նպատակներն ու ձևերը և նկարագրել ստացված արդյունքները:

Փուլ 2. Համակարգի վերլուծություն և ուսումնասիրություն: Օբյեկտի նկարագրությունը, տեղեկատվական մոդելի ստեղծումը, ծրագրային ապահովման ընտրությունը և տեխնիկական միջոցներ, ընտրված են մաթեմատիկական մոդելավորման օրինակներ։

Փուլ 3. Անցում մաթեմատիկական մոդելի, դիզայնի մեթոդի մշակում, գործողությունների ալգորիթմի ընտրություն։

Փուլ 4. Մոդելավորման համար ծրագրավորման լեզվի կամ միջավայրի ընտրություն, վերլուծության տարբերակների քննարկում, կոնկրետ ծրագրավորման լեզվով ալգորիթմ գրել։

Փուլ 5 Այն բաղկացած է հաշվողական փորձերի համալիր իրականացնելուց, վրիպազերծման հաշվարկներից և ստացված արդյունքների մշակումից: Անհրաժեշտության դեպքում մոդելավորումը շտկվում է այս փուլում:

Փուլ 6 Արդյունքների մեկնաբանություն.

Ինչպե՞ս է վերլուծվում սիմուլյացիան: Որոնք են հետազոտական ​​ծրագրային արտադրանքները: Առաջին հերթին դա ենթադրում է տեքստի, գրաֆիկական խմբագրիչների, աղյուսակների, մաթեմատիկական փաթեթների օգտագործում, որոնք թույլ են տալիս առավելագույն արդյունք ստանալ հետազոտությունից։

Հաշվողական փորձի անցկացում

Մաթեմատիկական մոդելավորման բոլոր մեթոդները հիմնված են փորձերի վրա։ Դրանց տակ ընդունված է հասկանալ մոդելի կամ առարկայի հետ անցկացված փորձերը։ Դրանք իրականացման փուլում են որոշակի գործողություններ, որը թույլ է տալիս որոշել փորձնական նմուշի վարքագիծը՝ ի պատասխան առաջարկվող գործողությունների։

Հաշվարկային փորձը հնարավոր չէ պատկերացնել առանց հաշվարկների, որոնք կապված են պաշտոնական մոդելի օգտագործման հետ:

Մաթեմատիկական մոդելավորման հիմունքները ներառում են իրական օբյեկտի հետ հետազոտություն, սակայն դրա հետ կատարվում են հաշվողական գործողություններ. ճշգրիտ պատճենը(մոդել): Մոդելի սկզբնական ցուցիչների որոշակի հավաքածու ընտրելիս, հաշվողական գործողությունների ավարտից հետո հնարավոր է ձեռք բերել օպտիմալ պայմաններ իրական օբյեկտի լիարժեք գործունեության համար:

Օրինակ՝ ունենալով վերլուծված գործընթացի ընթացքը նկարագրող մաթեմատիկական հավասարում, գործակիցները, սկզբնական և միջանկյալ պայմանները փոխելիս կարող ենք ենթադրել օբյեկտի վարքագիծը։ Բացի այդ, հնարավոր է որոշակի պայմաններում ստեղծել այս օբյեկտի կամ բնական երեւույթի վարքագծի հուսալի կանխատեսում։ Սկզբնական տվյալների նոր հավաքածուի դեպքում կարևոր է նոր հաշվողական փորձերի իրականացումը:

Ստացված տվյալների համեմատություն

Իրական օբյեկտի կամ ստեղծված մաթեմատիկական մոդելի համարժեք ստուգում իրականացնելու, ինչպես նաև համակարգչային տեխնիկայի վերաբերյալ հետազոտության արդյունքները լայնածավալ փորձի արդյունքներով գնահատելու համար. նախատիպը, կատարվում է հետազոտության արդյունքների համեմատություն։

Կառուցելու որոշումը կախված է հետազոտության ընթացքում ձեռք բերված տեղեկատվության անհամապատասխանությունից: ավարտված նմուշկամ մաթեմատիկական մոդելի ճշգրտման մասին:

Նման փորձը հնարավորություն է տալիս բնական թանկարժեք հետազոտությունները փոխարինել համակարգչային տեխնիկայի հաշվարկներով՝ նվազագույնի դիմաց ժամանակային շրջանակներվերլուծել օբյեկտի օգտագործման հնարավորությունները, բացահայտել դրա իրական շահագործման պայմանները:

Մոդելավորում միջավայրում

Օրինակ, ծրագրավորման միջավայրում օգտագործվում են մաթեմատիկական մոդելավորման երեք փուլեր. Ալգորիթմի և տեղեկատվական մոդելի ստեղծման փուլում որոշվում են այն մեծությունները, որոնք կլինեն մուտքային պարամետրեր, ուսումնասիրության արդյունքները և բացահայտվում դրանց տեսակը։

Անհրաժեշտության դեպքում հատուկ մաթեմատիկական ալգորիթմներ են կազմվում բլոկային դիագրամների տեսքով՝ գրված կոնկրետ ծրագրավորման լեզվով։

Համակարգչային փորձը ներառում է հաշվարկներում ստացված արդյունքների վերլուծություն, դրանց ուղղում։ Ի թիվս հանգրվաններնման ուսումնասիրություն, մենք նշում ենք ալգորիթմի փորձարկումը, ծրագրի կատարողականի վերլուծությունը:

Դրա վրիպազերծումը ներառում է սխալների հայտնաբերում և վերացում, որոնք հանգեցնում են անցանկալի արդյունքի՝ հաշվարկներում սխալների առաջացմանը:

Թեստավորումը ներառում է ծրագրի ճիշտ աշխատանքի ստուգում, ինչպես նաև դրա առանձին բաղադրիչների հուսալիության գնահատում: Գործընթացը բաղկացած է ծրագրի գործունակության, որոշակի երևույթի կամ օբյեկտի ուսումնասիրության համար դրա համապատասխանության ստուգումից:

Աղյուսակներ

Աղյուսակների միջոցով մոդելավորումը թույլ է տալիս ծածկել մեծ քանակությամբ առաջադրանքներ տարբեր առարկայական ոլորտներում: Նրանք համարվում են ունիվերսալ գործիք, որը թույլ է տալիս լուծել օբյեկտի քանակական պարամետրերը հաշվարկելու աշխատատար խնդիրը:

Նման մոդելավորման տարբերակի դեպքում նկատվում է խնդրի լուծման ալգորիթմի որոշակի փոխակերպում, հաշվողական ինտերֆեյսի մշակման կարիք չկա։ Միևնույն ժամանակ կա վրիպազերծման փուլ, որը ներառում է տվյալների սխալների հեռացում, բջիջների միջև կապի որոնում և հաշվողական բանաձևերի նույնականացում։

Աշխատանքի ընթացքի հետ մեկտեղ առաջանում են լրացուցիչ առաջադրանքներ, օրինակ՝ արդյունքները թղթին հանձնելը, տեղեկատվության ռացիոնալ ներկայացումը համակարգչի մոնիտորի վրա:

Հերթականություն

Մոդելավորումն իրականացվում է աղյուսակներում՝ ըստ որոշակի ալգորիթմի։ Նախ որոշվում են ուսումնասիրության նպատակները, բացահայտվում են հիմնական պարամետրերն ու հարաբերությունները, և ստացված տեղեկատվության հիման վրա կազմվում է կոնկրետ մաթեմատիկական մոդել:

Մոդելի որակական դիտարկման համար օգտագործվում են սկզբնական, միջանկյալ, ինչպես նաև վերջնական բնութագրերը՝ համալրված գծագրերով, դիագրամներով։ Գրաֆիկների և գծապատկերների օգնությամբ նրանք ստանում են աշխատանքի արդյունքների տեսողական պատկեր:

Մոդելավորում DBMS միջավայրում

Այն թույլ է տալիս լուծել հետևյալ խնդիրները.

• պահպանել տեղեկատվությունը, իրականացնել դրա ժամանակին խմբագրումը.
• կազմակերպել առկա տվյալները՝ ըստ հատուկ բնութագրերի.
• ստեղծել տվյալների ընտրության տարբեր չափանիշներ.
• ներկայացնել տեղեկատվությունը հարմար ձևով.

Քանի որ մոդելը մշակվում է նախնական տվյալների հիման վրա, օպտիմալ պայմաններ են ստեղծվում հատուկ աղյուսակների միջոցով օբյեկտի բնութագրերը նկարագրելու համար:

Միաժամանակ տեղեկատվությունը տեսակավորվում է, տվյալները որոնվում և զտվում են, և ստեղծվում են հաշվարկների ալգորիթմներ։ Օգտագործելով համակարգչային տեղեկատվական վահանակը, դուք կարող եք ստեղծել տարբեր էկրանի ձևեր, ինչպես նաև փորձի առաջընթացի վերաբերյալ տպագիր թղթային հաշվետվություններ ստանալու տարբերակներ:

Եթե ​​ստացված արդյունքները չեն համընկնում նախատեսված տարբերակների հետ, պարամետրերը փոխվում են, լրացուցիչ ուսումնասիրություններ են կատարվում։

Համակարգչային մոդելի կիրառում

Հաշվողական փորձը և համակարգչային մոդելավորումը գիտական ​​հետազոտության նոր մեթոդներ են: Դրանք հնարավորություն են տալիս արդիականացնել հաշվողական ապարատը, որն օգտագործվում է մաթեմատիկական մոդել կառուցելու, փորձերը կոնկրետացնելու, կատարելագործելու և բարդացնելու համար։

Գործնական օգտագործման համար ամենահեռանկարայիններից, լիարժեք հաշվողական փորձ անցկացնելով, առանձնանում է հզոր ատոմակայանների ռեակտորների նախագծումը: Բացի այդ, սա ներառում է մագնիսահիդրոդինամիկ փոխարկիչների ստեղծումը էլեկտրական էներգիա, ինչպես նաև հավասարակշռված հեռանկարային պլաներկրի, տարածաշրջանի, արդյունաբերության համար։

Հենց համակարգչային և մաթեմատիկական մոդելավորման միջոցով է հնարավոր իրականացնել ջերմամիջուկային ռեակցիաների և քիմիական գործընթացների ուսումնասիրման համար անհրաժեշտ սարքերի նախագծում։

Համակարգչային մոդելավորումը և հաշվողական փորձերը թույլ են տալիս կրճատել հեռավոր «ոչ մաթեմատիկական» առարկաները մաթեմատիկական խնդրի ձևակերպման և լուծման համար:

Սա մեծ հնարավորություններ է բացում ժամանակակից համակարգչային տեխնոլոգիայով համակարգում մաթեմատիկական ապարատի օգտագործման համար՝ զարգացման հետ կապված խնդիրները լուծելու համար։ արտաքին տարածք, ատոմային պրոցեսների «նվաճում».

Հենց մոդելավորումն է դարձել շրջակա տարբեր գործընթացները հասկանալու կարևորագույն տարբերակներից մեկը և բնական երևույթներ. Այս գիտելիքը բարդ և ժամանակատար գործընթաց է, ներառում է համակարգի օգտագործումը տարբեր տեսակներմոդելավորում՝ սկսած իրական օբյեկտների կրճատված մոդելների մշակումից, վերջացրած բարդ մաթեմատիկական հաշվարկների հատուկ ալգորիթմների ընտրությամբ։

Կախված նրանից, թե ինչ գործընթացներ կամ երևույթներ են վերլուծվելու, ընտրվում են գործողությունների որոշակի ալգորիթմներ. մաթեմատիկական բանաձևերհաշվարկների համար։ Համակարգչային մոդելավորումը թույլ է տալիս նվազագույն ծախսերով ստանալ ցանկալի արդյունք, կարեւոր տեղեկություններօբյեկտի կամ երևույթի հատկությունների և պարամետրերի մասին: