русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Значение моделирования.


Дата добавления: 2013-12-24; просмотров: 3112; Нарушение авторских прав


Тема 1. Предмет математического моделирования

Исследуя объекты окружающего мира, мы вынуждены как-то отображать результаты исследования для того, чтобы, с одной стороны, представить их в удобоваримом виде, доступном нашему пониманию, а с другой – для их хранения и передачи в пространстве и времени. Иными словами, имеется постоянная необходимость фиксации информации об объекте в виде некоторого образа. Так мы приходим к понятию модели.

 

С самого начала своего возникновения наука активно культивировала два важнейших метода познания – теория и эксперимент. Однако в последние несколько десятилетий широко применяется и третий метод – моделирование. Его суть состоит в замене исходного объекта упрощенной копией – математической моделью и дальнейшем изучении модели с помощью вычислительно-логических алгоритмов, реализуемых на компьютерах.

Элементы математического моделирования использовались с самого начала появления точных наук, и не случайно, что некоторые методы вычислений носят имена таких корифеев науки, как Ньютон, Эйлер, Гаусс. Второе рождение этой методологии пришлось на конец 40-х – начало 50-х годов ХХ века и было обусловлено, по крайней мере, двумя причинами.

Первая из них – появление первых ЭВМ (компьютеров), хотя и весьма скромных по нынешним меркам, но, тем не менее, избавивших ученых от огромной по объему рутинной работы.

Вторая – беспрецедентный социальный заказ – выполнение национальных программ СССР и США по созданию ракетно-ядерного щита, которые не могли быть реализованы традиционными методами. Математическое моделирование справилось с этой задачей: ядерные взрывы и полеты ракет и спутников были предварительно “осуществлены” в недрах ЭВМ с помощью моделей и лишь затем претворены на практике. Этот успех во многом определил дальнейшие достижения методологии моделирования. В развитых странах без его применения теперь не обходится ни один крупномасштабный проект.



Сейчас математическое моделирование вступает в третий принципиально важный этап своего развития, встраиваясь в структуры так называемого информационного общества, в котором без владения информационными ресурсами нельзя думать о решении все более сложных и разнообразных проблем, стоящих перед мировым сообществом. Однако сама по себе информация мало что дает для анализа, прогноза, принятия решений и контроля за их исполнением. Нужны надежные способы переработки информационного сырья в готовый информационный продукт, т.е. в точное знание. История математического моделирования убеждает: оно может и должно быть интеллектуальным ядром информационных технологий, всего процесса информатизации общества.

Почему же мы прибегаем к моделированию вместо того, чтобы попытаться напрямую взаимодействовать с реальным миром? Можно назвать три основных причины.

1. Сложность реальных объектов. Учёт всех факторов, относящихся к решаемой проблеме, обычно превосходит человеческие возможности. Поэтому часто единственным выходом является упрощение ситуации с помощью неполной копии, в результате чего уменьшается разнообразие учитываемых факторов до уровня восприимчивости человека, решающего проблему.

2. Сложности с проведением прямого взаимодействия (эксперимента). На практике часто экспериментальное исследование ограничено из-за высокой стоимости либо вообще невозможно (опасно, либо современная техника эксперимента ещё не доросла до требуемого уровня).

3. Необходимость прогнозирования. Как правило, любая деятельность редко осуществляется по жесткой программе, только с априорным учетом событий, происходящих на промежуточных этапах. Чаще приходится оценивать текущий результат и выбирать следующий шаг из числа возможных. Это означает, что необходимо сравнивать последствия всех вариантов действия, не выполняя их реально, а проигрывая на модели.

Среди прочих причин можно назвать следующие:

- исследуемый объект слишком велик (Солнечная система), либо слишком мал (атом);

- исследуемый процесс протекает очень быстро (взрыв), либо очень медленно (геологические процессы);

- непосредственное экспериментирование с объектом может привести к его разрушению (испытания самолёта, автомобиля).

1.2. Современная трактовка понятия “модель”

Укажем основные черты и составные части модели в её современной трактовке.

1.Всякий процесс человеческой деятельности имеет целенаправленный характер. Точно также модель является не просто образом -заменителем оригинала, а отображением целевым, т.е. отображает целиком весь объект-оригинал, а только то, что в нем нас интересует, что помогает решать существующую проблему и соответствует поставленной цели.

2.В настоящее время существует множество изобразительных средств, способов представить модель объекта. Существующие модели можно разделить на два больших класса – абстрактные (идеальные) и материальные. Абстрактные модели являются идеальными конструкциями, построенными средствами мышления, сознания.

Очевидно, к абстрактным моделям относятся языковые конструкции, т.е. построенные средствами естественного языка. Язык является универсальным средством построения любых абстрактных моделей. Эта универсальность обеспечивается не только возможностью введения в язык новых слов, но и возможностью иерархического построения все более развитых языковых моделей: слово – предложение – текст, понятие – отношение – определение – конструкции и т.п. Универсальность языка достигается, кроме прочего неоднозначностью, расплывчатостью его конструкций. Многозначность почти каждого слова вместе с многовариантностью их возможных соединений во фразах позволяет любую ситуацию отобразить с точностью, достаточной для практических целей.

 

 




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК | Декларативные и процедурные модели


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.057 сек.