Модели решения функциональных и вычислительных задач

Литература

Информатика : учебник/Б.В. Соболь [и др.].-Изд. 3-е, дополн. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 446 [1] с. (Высшее образование). ISBN 978-5-222-12081-1

Информация выступает для компьютера в качестве сырья для переработки. Как скажем, металлическая руда является сырьем для металлургического производства. Но любое сырье нуждается в предварительной подготовке, чтобы его переработка была наиболее эффективной. В полной мере это относится к информации. Итак, у нас есть какое то явление к изучению, которого мы хотим привлечь вычислительную технику. Первое, что мы делаем начинаем сбор информации об интересующим нас явлении, затем проводим систематизацию и классификацию полученной информации. После чего приступаем к построению модели, описывающей данное явление. Модель - слово имеет, французские корни и первоначально означало, образец, дающий наглядное представление о каком либо физическом объекте или явлении.

Модель — это искусственно созданный объект, дающий упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении, отражающий существенные стороны изучаемого объекта с точки зрения цели моделирования. Модель играет системообразующую и смыслообразующую роль в научном познании, позволяет понять явление, структуру изучаемого объекта. Не построив модель, вряд ли удастся понять логику действия системы. Это означает, что модель позволяет разложить систему на элементы, связи, механизмы, требует объяснить действие системы, определить причины явлений, характер взаимодействия составляющих.

Мы используем не физическую, а информационную модель, которая представляет собой описание явления при помощи специального математического аппарата, графиков, диаграмм и т. п. Модель позволяет выявить наиболее характерные признаки и особенности явления и пренебречь остальными. Различают математическое моделирование и имитационное.

Способы моделирования:

• Аналитическое (Математическое) моделирование – применение математического аппарата для описания и исследования явления. Заключается в построении модели, основанной на описании или поведения объекта или системы объектов в виде аналитических выражений – формул. Объект описывается системой линейных или нелинейных алгебраических или дифференциальных уравнений, решение которых может дать представление о свойствах объекта. Точная математическая модель позволяет проследить поведение объекта и спрогнозировать его.

• Имитационное моделирование предполагает построение модели с характеристиками, адекватными оригиналу, на основе какого-либо его физического или информационного принципа. При таком моделировании отсутствует общая аналитическая модель большой размерности, а объект представлен системой , состоящей из элементов, взаимодействующих между собой и внешним миром. Задавая внешние воздействия, можно получить характеристики системы и провести их анализ. Применяется преимущественно в промышленности и позволяет с помощью вычислительной техники и специального программного обеспечения провести проверку и ряд испытаний реально не существующего устройства. Применение такого моделирования существенно ускоряет разработку изделий, так как существенно сокращается процесс построения и исследования прототипов изделия, уменьшается количество конструктивных ошибок и их стоимость. Так например, фирма «Боинг» полностью отказалась от строительства натурных моделей салона самолета, которые долгие годы применялись для отработки планировки помещений, размещения сидений пассажиров, заменив их компьютерной моделью. Это позволило сэкономить миллионы долларов и сократить сроки разработки новых моделей самолетов.