Презентація "Поняття моделі. Комп'ютерна модель.Комп'ютерний експеримент."

Що ми бачимо? Мал.1 Мал.2 Мал.3 Мал.4

Модель, моделювання. Що ж таке модель? Моделлю можна назвати і матеріальні макети реально існуючих об'єктів, і нематеріальні об'єкти (наприклад такі, як теорія розвитку суспільства або всім відома формула земного тяжіння Р = mgh) Модель (від лат. modulus — міра, зразок, норма) — це праобраз, опис або зображення якогось об'єкта. Модель — це спрощене уявлення про реальний об'єкт, процес чи явище. Моделювання — побудова моделей для дослідження та вивчення об'єктів, процесів та явищ. Комп'ютерне моделювання — це використання в процесі моделювання комп'ютера як потужного сучасного засобу обробки інформації.

Навіщо створювати моделі? Для цього може існувати багато причин: оригінала на момент дослідження може не існувати (наприклад, у гіпотезах про загиблий материк Атлантида або про побудову Єгипетських пірамід, або про можливу «ядерну зиму», яка може початися після атомного бомбардування); реально цей об'єкт не можна побачити цілком (наприклад, земну кулю,усю сонячну систему або атом); дослідник хоче побачити об'єкт, але не має можливості потрапити на місце його знаходження (наприклад: Ейфелева вежа, єгипетські піраміди,Софіївський собор тощо); процес, який досліджується, небезпечний для життя (наприклад, ядерна реакція).

Класифікація моделей: Розглянемо найсуттєвіші ознаки, за якими класифікуються моделі: галузі використання; урахування в моделі фактора часу; спосіб представлення моделей.

Моделі за ознакою галузі використання бувають: навчальні—наочні посібники, тренажери, навчальні програми; дослідні — створюються для дослідження характеристик реальногооб'єкта (наприклад, модель теплоходу перевіряється на плавучість, а модель літака—на аеродинамічні характеристики); науково-технічні—для дослідження процесів та явищ (наприклад, ядерний реактор або синхрофазотрон); ігрові моделі — для вивчення можливої поведінки об'єкта в запрограмованих або непередбачених ситуаціях (наприклад: військові,економічні, спортивні ігри тощо); імітаційні моделі—виконується імітація дійсної ситуації, що багато повторюється для вивчення реальних обставин (наприклад: випробування лікарських препаратів на мишах або інших тваринах, політ собаки в космос).

За ознакою фактора часу Моделі можуть бути динамічні та статичні. В першому випадку над об'єктом виконуються дослідження протягом деякого терміну (наприклад, постійний нагляд сімейного лікаря), а в другому — робиться одноразовий зріз стану (наприклад, одноразове обстеження в поліклініці).

За способом представлення моделі можуть бути матеріальні та інформаційні. Матеріальні моделі — це предметне відображення об'єкта зі збереженням геометричних та фізичних властивостей (наприклад: іграшки,чучела тварин, географічні карти, глобус і таке інше). Це матеріальні моделі реально існуючих об'єктів. Матеріальною моделлю можна також вважати хімічний або фізичний дослід. Ці моделі реалізують матеріальний підхід до вивчення об'єкта чи явища. Інформаційна модель—це сукупність інформації, яка характеризує властивості та стан об'єкта, процесу чи явища, а також їхню взаємодію з зовнішнім світом. Інформаційні моделі можуть бути: вербальними — моделі отримані в результаті розумової діяльності людини і представлені в розумовій або словесній формі; знаковими — моделі, що виражені спеціальними знаками (малюнками, текстами, схемами, графіками, формулами тощо).

Комп’ютерна модель. ЇЇ різновиди. Комп’ютерна модель — це інформаційна модель, що реалізована і досліджується з використанням комп’ютерних програм. Комп’ютерні моделі, як і всі інші моделі, поділяються на розрахункові(математичні), імітаційні та графічні

Реалізація та дослідження комп’ютерних моделей. Комп’ютерна розрахункова (математична) модель реалізується і досліджується з використанням програм, у яких виконуються розрахунки значень властивостей об’єкта, для якого побудовано цю модель, на основі формул, рівнянь, нерівностей, систем та ін. Комп’ютерна імітаційна модель реалізується і досліджується з використанням програм, що відтворюють змінення значень властивостей моделей тих об’єктів, які змінюються випадковим чином, і тому їх не можна описати математично Комп’ютерна графічна модель реалізується і досліджується з використанням програм, у яких можна будувати і змінювати графічне зображенняоб’єкта.

КОМП’ЮТЕРНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ Дослідження моделі об’єкта з використанням комп’ютерного моделювання називається комп’ютерним експериментом. Метою комп’ютерного експерименту є отримання даних, на основі яких можна приймати рішення, робити висновки про властивості об’єкта моделювання або прогнозувати його поведінку в тій чи іншій ситуації. Проведення комп’ютерного експерименту складається з таких етапів: 1. Аналіз умови задачі. 2. Створення комп’ютерної моделі. 3. Розробка плану проведення комп’ютерного експерименту. 4. Проведення комп’ютерного експерименту. 5. Аналіз отриманих результатів.

УЗАГАЛЬНЕННЯ НАВЧАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ Що таке модель? Наведіть приклади моделей. Що розуміють під знаковою моделлю? Що таке матеріальна та інформаційна модель? У чому різниця між ними? Що таке комп'ютерна модель? Які унікальні можливості дає комп'ютерне моделювання? Назвіть основні етапи створення комп'ютерного експерименту.