Современные проблемы математического и компьютерного моделирования. Введение

Основной задачей курса «Современные проблемы математического и компьютерного моделирования» является изучение и закрепление в сознании студентов последовательности разработки новой техники, установленной опытом многих поколений ученых, исследователей и инженеров. Методический подход включает несколько принципиально необходимых этапов:

• Изучение явлений и среды, с которыми и где предстоит работать будущему техническому объекту;
• Разработка математической модели разрабатываемого технического объекта в виде системы уравнений, соотношений и условий;
• По математической модели разрабатывается вычислительная модель, которая предназначена для всестороннего исследования математической модели и теоретического подтверждения ее адекватности;
• Проводится схемотехническое построение компьютерной модели объекта для детального исследования работоспособности будущего объекта во всех режимах;
• Изготовление макета или опытного образца, его испытание, с целью выяснения полноты и тщательности проведенного моделирования, и возможная корректировка разработки по всем предыдущим пунктам;
• Отсутствие замечаний по всем рассмотренным этапам разработки новой техники позволяет запускать в мелкосерийное производство этот объект.

Каждый этап разработки требует специфического лабораторного оборудования и инструментов для проведения экспериментов и накопления данных. В этом плане, инструментарием для выполнения первого из перечисленных пунктов могут служить всевозможные измерительные приборы и справочники. Второй и третий пункты на современном этапе построения математических моделей не могут обходиться без применения пакетов программ символьной математики и математических вычислений. Четвертый пункт принципиально выполняется с применением множества профессиональных пакетов программ, которые осуществляют схемотехническое моделирование с детальным исследованием различных составляющих разрабатываемого объекта.

В данной дисциплине для перечисленных пунктов со второго по четвертый предлагается использовать математический пакет символьной математики Derive v.6.10 и пакет схемотехнического моделирования Micro-Cap v.9.