Využití prezentace počítačových modelů. Prezentace na téma "počítačové modely". Typy tabulkových modelů
1 snímek
DIM A(5) PRO I= 1 AŽ 5 VSTUP A(I) DALŠÍ I S=0 PRO I=1 AŽ 5 S=S+A(I) DALŠÍ I TISK S Rozvoj: Klinkovskaya M.V., učitel informatiky a ICT Městský vzdělávací instituce gymnasium č. 7 v Baltiysku, akademický rok 2008-09.
2 snímek
REPREZENTUJTE OBJEKTY A PROCESY V OBRAZOVÉ NEBO ZNAKOVÉ FORMĚ TAKÉ VE FORMĚ TABULEK, VÝVOJOVÝCH GRAFŮ ATD.
3 snímek
DIM A(5) PRO I= 1 AŽ 5 VSTUP A(I) DALŠÍ I S=0 PRO I=1 AŽ 5 S=S+A(I) DALŠÍ TISKNU S V BIOLOGII: CELÝ SVĚT ZVÍŘAT JE POVAŽOVÁN ZA HIERARCHICKÝ SYSTÉM (TYP, TŘÍDA, POŘAD, RODINA, ROD, DRUH)
4 snímek
Slovní modely - ústní a písemné popisy pomocí ilustrací Matematické modely - matematické vzorce, které zobrazují vztah mezi různými parametry objektu nebo procesu Geometrické modely - grafické formy a objemové struktury Strukturální modely - diagramy, grafy, tabulky atd. Logické modely – ty, které představují různé možnosti výběru akcí na základě závěrů a analýzy podmínek Speciální modely – poznámky, chemické vzorce atd.
5 snímek
N. Koperník a obraz Koperníkovy heliocentrické soustavy, kolem Země se nepohybuje Slunce, ale Země se otáčí kolem své osy a Slunce; Dráhy všech nebeských těles procházejí kolem Slunce. není to Slunce, které se pohybuje kolem Země, ale Země, která se otáčí kolem své osy a Slunce; Dráhy všech nebeských těles procházejí kolem Slunce.
6 snímek
Formalizace je proces konstrukce informačních modelů pomocí formálních jazyků Formální jazyky: systémy specializovaných jazykových prostředků nebo jejich symbolů s přesnými pravidly kompatibility F = ma JAZYK CHEMICKÝCH VZORCÍ H 2 O POZNÁMKA.
7 snímek
8 snímek
Práce 1. Modelování objektu: spolužák. Účel modelování: budování verbálního modelu člověka. Parametry simulace. Příjmení, jméno, patronymie objektu. Rysy obličeje, typ postavy (výška a váha) Oblíbený předmět předmětu, důvody. Hobby objekt. Modelovací nástroj: textový procesor Microsoft Word. Téma: „Vytváření verbálního modelu v prostředí textového editoru“
Snímek 9
Postup práce. 1. Otevřete textový editor Microsoft Word. 2. Vyberte objekt modelování (jakéhokoli spolužáka). 3. Vytvořte si jeho mentální představu v souladu s parametry modelování. 4. Vytvořte mentální obraz pomocí textového editoru. 5. Ukažte výsledek učiteli.
10 snímek
Práce 2. Téma: „Sestavení matematického modelu pomocí editoru vzorců“ Objekt modelování: matematický vzorec pro přímočarý rovnoměrně zrychlený pohyb tělesa (změna x souřadnice) Účel modelování: sestavení matematického modelu Nástroj pro modelování: editor vzorců Microsoft Equation .
11 snímek
Postup práce. 1. Otevřete textový procesor Microsoft Word. 2. Vyberte příkaz Objekt z nabídky Vložit. 3. Vyberte Microsoft Eqation 3.0. 4. Vytvořte vzorec pomocí znakových sad a vzorů. 5. Pod vzorcem v dokumentu vysvětlete zápis použitý v zápisu (popis veličin). 5. Ukažte výsledek své práce učiteli. 1. Otevřete textový procesor Microsoft Word. 2. Vyberte příkaz Objekt z nabídky Vložit. 3. Vyberte Microsoft Eqation 3.0. 4. Vytvořte vzorec pomocí znakových sad a vzorů. 5. Pod vzorcem v dokumentu vysvětlete zápis použitý v zápisu (popis veličin). 5. Ukažte výsledek své práce učiteli.
12 snímek
Určete posloupnost psaní vzorce; Všechny znaky se zadávají postupně pomocí klávesnice; Čísla, znaky a proměnné lze zadávat pomocí klávesnice; Mezi prvky vzorce se můžete pohybovat pomocí kurzorových kláves nebo kliknutím myši a umístěte kurzor na požadované místo; Pokud existuje několik vzorců, oddělte jeden od druhého stisknutím klávesy Enter; Pokud chcete psát text v editoru vzorců, měli byste vybrat Styl, Text. Chcete-li vzorec upravit, poklepejte na něj. Návod TIPY PRO NASTAVENÍ VZORCE 
Snímek 14
Znát klasifikaci modelů podle formy prezentace. Uveďte příklady verbálních a matematických modelů. Jaké softwarové nástroje můžete použít k vytvoření takových modelů? Udělejte si s rodiči slovní model vysvětlení v situaci, kdy jste dostali špatnou známku. Pokuste se přesvědčit své rodiče, že vaše „D“ je téměř požehnáním. Pomocí daného verbálního modelu vytvořte matematický model: druhá mocnina přepony se rovná součtu čtverců nohou. Dokončete tento úkol pomocí počítače.
15 snímek
Literatura: N. Ugrinovič „Informatika. Základní kurz - 9" S. Beshenkov, E. Rakitina "Informatika. Systematický kurz – 10“ N.V. Makarova „Informatika 7–9“, O.L. „Univerzální vývoj lekcí v informatice. 10. třída." Moskva. "VAKO", 2006.
V současné době je modeling nedílnou součástí
moderní fundamentální a aplikovaná věda a její důležitost
přistupuje k tradičním experimentálním a teoretickým metodám
vědecké poznatky.
Cílem předmětu je rozšířit znalosti studentů o modelování jako metodě
vědecké poznatky, o využití počítače jako nástroje pro výzkumnou činnost.
Proces modelování vyžaduje matematické výpočty,
které jsou v naprosté většině případů značně složité. Pro
vývoj programů, které umožňují modelování určitého procesu, od
studenti budou potřebovat nejen znalost konkrétních jazyků
programování, ale také znalost metod výpočetní matematiky. Na
Při studiu tohoto kurzu se zdá být vhodné používat balíčky
aplikační programy pro matematické a vědecké výpočty,
zaměřené na široké spektrum uživatelů.
matematické modelování s rozvojem informačního počítače
technologie se stala nezávislou a důležitou oblastí použití
počítače. V současné době se počítačové modelování ve vědeckých a
praktický výzkum je jednou z hlavních metod poznání.
Bez počítačového modelování je nyní nemožné vyřešit velké problémy.
vědecké a ekonomické problémy. Pro studium komplexu byla vyvinuta technologie
problémy založené na konstrukci a analýze pomocí výpočtových
techniky matematického modelu studovaného objektu.
Tato výzkumná metoda se nazývá výpočetní
experimentovat. Výpočetní experiment se prakticky využívá v
všechna vědní odvětví - fyzika, chemie, astronomie, biologie, ekologie, event
čistě humanitní vědy, jako je psychologie, lingvistika a filologie,
Kromě vědeckých oborů se široce využívají výpočetní experimenty
ekonomie, sociologie, průmysl, management. Plán webináře:
1. Počítačové modelování jako vědecká metoda
znalost
2. Klasifikace modelů
3. Základní pojmy KM
4. Etapy počítačového modelování 1. Počítačové modelování jako metoda vědeckého poznání
Kurz Počítačové modelování je nový a poměrně komplexní kurz
cyklus informačních disciplín. V rozsahu, v jakém kurz KM je
interdisciplinární kurz pro své úspěšné zvládnutí vyžaduje přítomnost nej
rozmanité znalosti: za prvé, znalosti ve zvolené oblasti předmětu - pokud
modelujeme fyzikální procesy, musíme mít určitou úroveň
znalost fyzikálních zákonů, modelování procesů prostředí - biologické
zákonitostí, modelování ekonomických procesů - znalost zákonitostí ekonomie, mimo
navíc, protože počítačová simulace využívá téměř celý aparát
moderní matematika, znalost základů matematiky
disciplíny - algebra, matematická analýza, teorie diferenciálních rovnic,
matematická statistika, teorie pravděpodobnosti.
Abyste mohli řešit matematické problémy na počítači, musíte být zběhlí
plné využití numerických metod pro řešení nelineárních rovnic, soustav
lineární rovnice, diferenciální rovnice, umět aproximovat a
interpolovat funkce. A samozřejmě se předpokládá plynulost
moderní informační technologie, znalost programovacích jazyků
a znalost dovedností v oblasti vývoje aplikací. Provedení výpočetního experimentu má oproti tomu řadu výhod
takzvaný přírodní experiment:
- VE nevyžaduje složité laboratorní vybavení;
- významné zkrácení času stráveného experimentem;
- možnost volně ovládat parametry, libovolně je
změny, až je činí nerealistickými, nevěrohodnými
hodnoty;
- možnost provedení výpočtového experimentu kde
experiment v plném rozsahu je nemožný kvůli odlehlosti studované oblasti
jevy ve vesmíru (astronomie) nebo vzhledem k jeho význač
prodloužení v čase (biologie), nebo z důvodu možnosti zavádění
nevratné změny ve studovaném procesu. CM je také široce používán pro vzdělávací a školicí účely.
CM je nejvhodnější přístup ke studiu předmětů
přírodovědný cyklus, studium kvantové mechaniky otevírá široké možnosti
porozumět propojení informatiky s matematikou a dalšími přírodními a společenskými vědami.
Učitel může ve výuce používat hotové počítače.
modely k demonstraci studovaného jevu, ať už je to pohyb
astronomické objekty nebo pohyb atomů nebo model molekuly popř
růst mikrobů apod. může učitel také vyzvat žáky k rozvoji
konkrétní modely, modelováním konkrétního jevu si student nejen osvojí
specifického vzdělávacího materiálu, ale také získá schopnost klást problémy a
úkoly, předvídat výsledky výzkumu, dělat rozumné odhady,
zdůraznit hlavní a vedlejší faktory pro vytváření modelů,
volit analogie a matematické formulace, používat počítač
řešit problémy, analyzovat výpočetní experimenty.
Využití KM ve vzdělávání tedy umožňuje sbližování
metodika vzdělávací činnosti s metodikou výzkumu
práce, která by vás jako budoucí učitele měla zajímat. 2. Klasifikace modelů
V závislosti na konstrukčních nástrojích se rozlišují následující třídy modelů:
- v některé literatuře se také nazývají verbální nebo deskriptivní modely
verbální nebo textové modely (například policejní zpráva z místa činu
incidenty, Lermontovova báseň „Tichá ukrajinská noc“);
- modely v plné velikosti (model Sluneční soustavy, hračka);
- abstraktní nebo symbolické modely. Matematické modely, které nás zajímají
jevy a počítačové modely patří právě do této třídy.
Modely můžete klasifikovat podle oborů:
- fyzické modely,
- biologické,
- sociologický,
- ekonomické atd.
Klasifikace modelu podle použitého matematického aparátu:
- modely založené na použití obyčejných diferenciálních rovnic;
- modely založené na použití parciálních diferenciálních rovnic;
- pravděpodobnostní modely atd. V závislosti na účelu modelování existují:
- Popisné modely (deskriptivní) popisují modelované objekty a
jevy a jakoby zaznamenávat informace o nich. Příkladem by bylo
model sluneční soustavy, nebo model pohybu komety, ve které jsme
simulujeme dráhu jeho letu, vzdálenost, ve které proletí od Země
Nemáme žádnou možnost ovlivnit pohyb nebo pohyb komety
planety sluneční soustavy;
- Optimalizační modely slouží k nalezení nejlepších řešení, když
za určitých podmínek a omezení. V tomto případě model
zahrnuje jeden nebo více parametrů dostupných našemu vlivu, např.
dobře známý problém obchodního cestujícího, optimalizací jeho trasy snižujeme
náklady na dopravu. Často je nutné optimalizovat proces několika způsoby
parametry najednou a cíle mohou být velmi protichůdné, např.
bolest hlavy každé ženy v domácnosti - jak krmit chutnější, kaloričtější a levnější
rodina;
- Herní modely (počítačové hry);
- Tréninkové modely (všechny druhy simulátorů);
- Simulační modely (modely, ve kterých je učiněn pokus o více či méně
úplná a spolehlivá reprodukce nějakého skutečného procesu,
například modelování pohybu molekul v plynu, chování kolonií
mikroby atd.). Existuje také klasifikace modelů v
v závislosti na jejich změnách v čase. Existují:
-Statické modely - neměnné v průběhu času;
- Dynamické modely - jejichž stav se mění
časem. 3. Základní pojmy KM
Model je uměle vytvořený objekt, který se v určitém reprodukuje
podobu skutečného předmětu – originálu.
Počítačový model - reprezentace informací o modelovaném systému
počítačové prostředky.
Systém je soubor vzájemně propojených prvků, které mají vlastnosti
odlišné od vlastností jednotlivých prvků.
Element je objekt, který má vlastnosti důležité pro účely modelování.
V počítačovém modelu jsou vlastnosti prvku reprezentovány hodnotami charakteristik prvku.
Vztah mezi prvky je popsán zejména pomocí veličin a algoritmů
výpočetní vzorce. Stav systému je v počítačovém modelu reprezentován množinou
charakteristiky prvků a spojení mezi prvky.
Struktura dat popisujících stav nezávisí na konkrétním
stav a při změně stavů se nemění, mění se pouze hodnota
vlastnosti.
Pokud stavy systému funkčně závisí na nějakém
parametr, pak se proces nazývá množina odpovídajících stavů
řádná změna parametru.
Parametry v systému se mohou měnit buď plynule, nebo diskrétně.
V počítačovém modelu je změna parametru vždy diskrétní. Kontinuální
procesy lze simulovat na počítači výběrem diskrétní řady
hodnoty parametrů tak, aby po sobě jdoucí stavy byly menší než
se od sebe lišily, nebo jinými slovy minimalizovaly časový krok. Statistické modely jsou modely, ve kterých
jsou poskytovány informace o jednom stavu systému.
Dynamické modely - modely, ve kterých
informace o stavech systému a procesech směn
státy. Optimalizace, simulace a
pravděpodobnostní modely jsou dynamické modely.
V optimalizačních a simulačních modelech
sled změn stavu odpovídá
změny v simulovaném systému v průběhu času. V
v pravděpodobnostních modelech se určuje změna stavů
náhodné proměnné. 4. Etapy počítačového modelování
Modelování začíná předmětem studia. V první fázi se tvoří zákony,
manažerů výzkumu jsou informace odděleny od reality
objekt, tvoří se podstatné informace, nedůležité se vyřazují,
dochází k prvnímu kroku abstrakce. Je určena transformace informace
problém k vyřešení. Mohou se ukázat informace, které jsou podstatné pro jeden úkol
pro druhého bezvýznamný. Ztráta zásadních informací vede k
nesprávné řešení nebo vám neumožňuje získat řešení vůbec. Účetnictví
nedůležité informace způsobují zbytečnou složitost a někdy vytvářejí
nepřekonatelné překážky na cestě k řešení. Přechod od skutečného objektu k
informace o něm mají smysl pouze tehdy, když je úkol nastaven. Ve stejnou dobu
formulace problému se zpřesňuje, jak je objekt studován. Že. ve fázi 1 paralelně
probíhají procesy cílevědomého studia objektu a upřesňování úkolu. Také na
V této fázi jsou informace o objektu připraveny ke zpracování v počítači. Je sestaven tzv. formální model jevu, který obsahuje:
- Množina konstant, konstant, které charakterizují modelované
objekt jako celek a jeho součásti; tzv. statistická resp
konstantní parametry modelu;
- Sada proměnných, jejichž hodnotu lze ovládat
chování modelu, nazývané dynamický nebo kontrolní
parametry;
- Vzorce a algoritmy spojující veličiny v každém stavu
modelovaný objekt;
- Vzorce a algoritmy popisující proces změny stavů simulovaného
objekt. Ve fázi 2 je formální model implementován na počítači,
k tomu vhodný software, sestavit algoritmus řešení
problém, je napsán program, který implementuje tento algoritmus, a poté napsán
program je odladěn a testován na speciálně připravených testovacích stolicích
modely.
Testování je proces spouštění programu za účelem identifikace
chyby. Výběr testovacího modelu je druh umění, i když pro toto
Některé základní principy byly vyvinuty a úspěšně aplikovány
testování.
Testování je destruktivní proces, takže se má za to, že test je úspěšný,
pokud je nalezena chyba. Zkontrolujte, zda model počítače vyhovuje
originál, zkontrolujte, jak dobře nebo špatně model odráží hlavní
vlastností objektu je často možné pomocí jednoduchých modelových příkladů, kdy
výsledek simulace je znám předem. Ve fázi 3, práci s počítačovým modelem, přímo provádíme
výpočetní experiment. Pojďme prozkoumat, jak se v tom bude chovat náš model
nebo v jiném případě, vzhledem k určitým sadám dynamických parametrů, to zkusíme
předvídat nebo optimalizovat něco v závislosti na daném
úkoly.
Výsledkem počítačového experimentu bude informace
model jevu, ve formě grafů, závislosti některých parametrů na jiných,
diagramy, tabulky, demonstrace jevu v reálném nebo virtuálním čase
atd. Informační modelování v současné fázi vývoje
informatika je nemožná především bez použití technických prostředků
počítače a telekomunikace, bez použití programů a
algoritmy, jakož i zajištění podmínek pro použití těchto prostředků
konkrétní pracoviště, tzn. výdobytky vědy zvané ergonomie.
Ergonomie je věda, která studuje interakci mezi člověkem a strojem
ve specifických podmínkách výrobní činnosti za účelem
racionalizace výroby.
Ergonomické požadavky jsou:
v optimálním rozložení funkcí v systému „člověk-stroj“;
racionální organizace pracoviště;
soulad technických prostředků s psychofyziologickými, biomechanickými a
antropologické požadavky;
vytváření optimálních podmínek pro lidský život a výkonnost
ukazatele pracovního prostředí;
povinné dodržování sanitárních a hygienických požadavků
na pracovní podmínky. V.V. Vasiliev, L.A. Simak, A.M. Rybnikov. Matematické a
počítačové modelování procesů a systémů v prostředí
MATLAB/SIMULINK. Učebnice pro vysokoškolské a postgraduální studenty. 2008
91 str.
Počítačová simulace fyzikálních problémů v
Microsoft Visual Basic. Autor učebnice: Alekseev D.V.
SOLON-PRESS, 2009
Autor: Orlová I.V., Polovnikov V.A.
Vydavatel: Vysokoškolská učebnice
Rok: 2008 Anfilatov, V. S. Systémová analýza v managementu [Text]: učebnice / V. S.
Anfilatov, A. A. Emeljanov, A. A. Kukushkin; upravil A. A. Emeljanová. – M.:
Finance a statistika, 2002. – 368 s.
Venikov, V.A.. Teorie podobnosti a modelování [Text] / V.A Venikov, G.V.
Venikov - M.: Vyšší škola, 1984. - 439 s.
Evsyukov, V. N. Analýza automatických systémů [Text]: vzdělávací a metodická
příručka pro provádění praktických úkolů / V. N. Evsyukov, A. M.
Černoušová. – 2. vyd., španělština. – Orenburg: IPK GOU OSU, 2007. - 179 s.
Zarubin, V. S. Matematické modelování v technologii [Text]: učebnice. pro univerzity /
Ed. V. S. Zarubina, A. P. Kriščenko. - M.: Nakladatelství MSTU pojmenované po N.E. Baumanovi, 2001. –
496 str.
Kolesov, Yu B. Modelování systémů. Dynamické a hybridní systémy [Text]:
uch. příspěvek / Yu.B. Kolesov, Yu.B. Seničenkov. - Petrohrad. : BHV-Petersburg, 2006. - 224 s.
Kolesov, Yu.B. Systémové modelování. Objektově orientovaný přístup [Text]:
Uch. příspěvek / Yu.B. Kolesov, Yu.B. Seničenkov. - Petrohrad. : BHV-Petersburg, 2006. - 192 s.
Norenkov, I. P. Základy počítačově podporovaného navrhování [Text]: učebnice pro
univerzit / I. P. Norenkov. – M.: Vydavatelství MSTU im. N.E. Bauman, 2000. – 360 s.
Skurikhin, V.I. Matematické modelování [Text] / V. I. Skurikhin, V. V.
Shifrin, V.V. - K.: Technologie, 1983. – 270 s.
Chernousova, A. M. Software pro automatizované systémy
design a management: učebnice [Text] / A. M. Chernousova, V.
N. Šerstobitová. - Orenburg: OSU, 2006. - 301 s.
Snímek 1
Počítačová simulace
Prezentace Ulyany Bashmakové
Snímek 2
Počítačový model nebo numerický model (anglicky computational model) - počítačový program běžící na samostatném počítači, superpočítači nebo mnoha interagujících počítačích (výpočetních uzlech), implementující reprezentaci objektu, systému nebo konceptu v jiné podobě než ve skutečnosti. ale blízký algoritmickému popisu, včetně souboru dat charakterizujících vlastnosti systému a dynamiku jejich změn v čase.
Snímek 3
O počítačovém modelování
počítačové modely se staly běžným nástrojem matematického modelování a používají se ve fyzice, astrofyzice, mechanice, chemii, biologii, ekonomii, sociologii, meteorologii, dalších vědách a aplikovaných problémech v různých oblastech radioelektroniky, strojírenství, automobilovém průmyslu atd. Počítačové modely se používají k získání nových poznatků o modelovaném objektu nebo k aproximaci chování systémů, které jsou pro analytické studium příliš složité. Počítačové modelování je jednou z účinných metod pro studium složitých systémů. Počítačové modely se snáze a pohodlněji studují díky jejich schopnosti provádět tzv. výpočetní experimenty v případech, kdy jsou skutečné experimenty obtížné kvůli finančním nebo fyzickým překážkám nebo mohou poskytovat nepředvídatelné výsledky. Logika a formalizace počítačových modelů umožňuje určit hlavní faktory, které určují vlastnosti původního studovaného objektu (nebo celé třídy objektů), zejména studovat odezvu simulovaného fyzikálního systému na změny jeho parametry a počáteční podmínky.
Snímek 4
Konstrukce počítačového modelu je založena na abstrakci od specifické povahy studovaných jevů nebo původního objektu a skládá se ze dvou fází - nejprve vytvoření kvalitativního a poté kvantitativního modelu. Čím významnější vlastnosti jsou identifikovány a přeneseny do počítačového modelu, čím více se bude blížit skutečnému modelu, tím větší schopnosti bude systém využívající tento model moci mít. Počítačové modelování spočívá v provedení série výpočtových experimentů na počítači, jejichž účelem je analyzovat, interpretovat a porovnávat výsledky modelování s reálným chováním studovaného objektu a v případě potřeby následné zpřesnění modelu atd. Rozlišuje se mezi analytickým a simulačním modelováním. V analytickém modelování jsou studovány matematické (abstraktní) modely reálného objektu ve formě algebraických, diferenciálních a jiných rovnic a také takové, které zahrnují implementaci jednoznačného výpočetního postupu vedoucího k jejich přesnému řešení. Při simulačním modelování jsou matematické modely studovány ve formě algoritmu (algoritmů), který reprodukuje fungování studovaného systému postupným prováděním velkého počtu elementárních operací.
Snímek 5
Výhody počítačového modelování
Počítačové modelování umožňuje: rozšířit okruh výzkumných objektů - umožňuje studovat neopakující se jevy, jevy minulosti a budoucnosti, objekty, které se nereprodukují v reálných podmínkách; vizualizovat předměty jakékoli povahy, včetně abstraktních; zkoumat jevy a procesy v dynamice jejich rozmístění; řídit čas (zrychlit, zpomalit atd.); provést opakované testy modelu, pokaždé jej vrátit do původního stavu; získat různé charakteristiky objektu v číselné nebo grafické podobě; najít optimální návrh objektu bez vytváření zkušebních kopií; provádět experimenty bez rizika negativních důsledků pro lidské zdraví nebo životní prostředí.
Snímek 6
Hlavní fáze počítačového modelování
Scénické jméno Provádění akcí
1. Stanovení problému a jeho analýza 1.1. Zjistěte, za jakým účelem je model vytvářen.1.2. Ujasněte si, jaké počáteční výsledky a v jaké formě by měly být získány. 1.3. Určete, jaká počáteční data jsou potřebná k vytvoření modelu.
2. Konstrukce informačního modelu 2.1. Určete parametry modelu a identifikujte vztah mezi nimi.2.2. Posuďte, které parametry mají pro daný úkol vliv a které lze zanedbat. 2.3. Matematicky popište vztah mezi parametry modelu.
34. Vývoj metody a algoritmu pro implementaci počítačového modelu 3.1. Vyberte nebo vyviňte metodu pro získání počátečních výsledků.3.2. Vytvořte algoritmus pro získání výsledků pomocí vybraných metod. 3.3. Zkontrolujte správnost algoritmu.
4. Vývoj počítačového modelu 4.1. Výběr prostředků softwarové implementace algoritmu na počítači 4.2. Vytvořte počítačový model. 4.3. Zkontrolujte správnost vytvořeného počítačového modelu.
5. Provedení experimentu 5.1. Vypracujte plán výzkumu.5.2. Proveďte experiment na základě vytvořeného počítačového modelu. 5.3. Analyzujte získané výsledky. 5.4. Vyvodit závěry o vlastnostech modelu prototypu.
Snímek 7
Během procesu provádění experimentu může být jasné, že potřebujete: upravit plán výzkumu; zvolit jinou metodu řešení problému; zlepšit algoritmus pro získání výsledků; objasnit informační model; provést změny v prohlášení o problému. V tomto případě dojde k návratu do příslušné fáze a proces začíná znovu.
Snímek 8
Praktická aplikace Počítačové modelování se používá pro širokou škálu problémů, jako jsou: analýza rozložení znečišťujících látek v atmosféře; navrhování protihlukových stěn pro boj s hlukem; Návrh vozidel; Letecké simulátory pro výcvik pilotů; Předpověď počasí; emulace provozu jiných elektronických zařízení; předpovídání cen na finančních trzích; studium chování budov, konstrukcí a částí při mechanickém zatížení; predikce pevnosti konstrukcí a mechanismů jejich destrukce; navrhování průmyslových procesů, jako jsou chemické; strategické řízení organizace; studium chování hydraulických systémů: ropovody, zásobování vodou; modelování robotů a automatických manipulátorů; modelování scénářů rozvoje měst; modelování dopravních systémů; modelování nárazových testů metodou konečných prvků; modelování výsledků plastické chirurgie;
Snímek 3
Snímek 5
Specialista. programy
„Začátky ELEKTRONIKA“ je program, který je elektronickým konstruktérem, který vám umožňuje na obrazovce monitoru podrobně ukázat proces sestavování různých elektrických obvodů. "Electronics Workbench" je jedním z nejznámějších balíčků pro schematické modelování digitálních, analogových a analogově-digitálních elektronických obvodů vysoké složitosti.
Snímek 6
V současné době je počítačové modelování ve vědeckém a praktickém výzkumu jednou z hlavních metod poznávání. Bez počítačového modelování je dnes nemožné řešit velké vědecké a ekonomické problémy.
Snímek 7
Výpočtový experiment je pokus na modelu objektu na počítači, který spočívá ve výpočtu dalších parametrů modelu na základě některých parametrů a na tomto základě vyvození závěrů o vlastnostech jevu popsaného matematickým modelem. Výpočetní experiment se používá v: Fyzice, chemii, astronomii, biologii, ekologii Psychologii, lingvistice, filologii Ekonomii, sociologii, průmyslu
Snímek 8
Výhody provedení výpočtového experimentu
Není potřeba žádné složité laboratorní vybavení. Schopnost volně řídit parametry, libovolně je měnit, až do dosažení nereálných, nevěrohodných hodnot je nemožné.
Snímek 9
Jako modely může fungovat široká škála objektů: obrázky, diagramy, mapy, grafy, počítačové programy, matematické vzorce atd. Modelování je proces nahrazování reálného objektu pomocí modelového objektu za účelem studia reálného objektu nebo přenosu informací o vlastnostech reálného objektu. Nahrazovaný objekt se nazývá původní, nahrazovaný objekt se nazývá model.
Snímek 10
Cíle a cíle kurzu „Počítačové modelování“
V důsledku zvládnutí akademické disciplíny musí student umět: pracovat s profesionálními aplikačními softwarovými balíky; používat referenční, regulační a technickou dokumentaci spolu s možnostmi počítačových modelovacích programů při studiu charakteristik radioelektronických zařízení a jejich součástí; graficky prezentovat a analyzovat diagramy charakteristik radioelektronických zařízení a jejich součástí; používat výpočetní techniku k výpočtu konstrukčních prvků a diagramů charakteristik radioelektronických zařízení a jejich součástí; analyzovat elektrické obvody elektronických zařízení a zařízení. vybrat měřicí přístroje a zařízení pro testování elektronických zařízení a zařízení, konfigurovat a seřizovat elektronická zařízení a zařízení, testovat elektronická zařízení a zařízení pomocí virtuálních laboratoří.
Snímek 11
V důsledku zvládnutí akademické disciplíny by měl student znát:
matematické metody pro výpočet různých radioelektronických zařízení a jejich provozních režimů; schopnosti a funkce programů „Začátky elektroniky“ a „ElectronicsWorkbench“; fyzikální procesy při provozu radioelektronických zařízení; konstrukční vlastnosti a principy činnosti různých radioelektronických zařízení, typy radioelektronických zařízení; metody výpočtu konstrukčních prvků a diagramů charakteristik součástí radioelektronických zařízení.
Snímek 12
Modelování jako metoda poznání
Modelování je metoda poznávání, která spočívá ve vytváření a zkoumání modelů 17.11.2017
Snímek 13
Model je nový objekt, který odráží některé podstatné vlastnosti studovaného jevu nebo procesu.
Snímek 14
Model (francouzské slovo modele, italské slovo modelo, latinské slovo models) – míra, vzorek
Snímek 15
Stejný objekt může mít mnoho modelů a různé objekty mohou být popsány jedním modelem
Snímek 16
Osoba: Panenka Manekýn Skeleton Sculpture Skutečný objekt – originální modely
Snímek 17
Vlastnosti objektu, které by měl model odrážet, jsou určeny stanoveným účelem jeho studia.
Snímek 18
Klasifikace modelů podle způsobu prezentace:
Snímek 19
Materiálové modely -
Reprodukovat geometrické, fyzikální a jiné vlastnosti objektů v hmotné podobě Příklad: Glóbus (model zeměkoule) - geografie
Snímek 20
Informační modely –
Reprezentovat objekty a procesy ve formě diagramů, výkresů, tabulek, vzorců, textů atd. Příklad: Kresba květiny - botanika, vzorec - matematika
Snímek 21
Snímek 22
Klasifikace modelů podle oblasti použití:
Tréninkové modely; Zkušené modely; Vědecké a technické modely; Herní modely; Simulační modely.
Snímek 23
Klasifikace modelů s ohledem na časový faktor:
Statický; Dynamický. Pokud model zohledňuje změny vlastností modelovaného objektu v čase, pak se model nazývá dynamický, jinak statický. Příklady: dynamické: natahovací hračky; statický: zeměkoule; Měkké hračky; učebnice.
Snímek 24
Klasifikace modelů podle oblasti použití: Biologické; Historický; Fyzikální; Atd.
Snímek 25
Modelování
Snímek 26
Modelování jako metoda poznání To, k čemu je za účelem studia přitahována pozornost člověka (předmět, jev, proces, vztah), se nazývá objekt. Pro studium objektu a řešení problému je nutné sestavit model daného objektu. Model je vytvářen člověkem v procesu poznávání okolního světa a odráží podstatné rysy studovaného předmětu, jevu nebo procesu. Modelování je metoda poznávání, která spočívá ve vytváření a studiu modelů. Žádný model není absolutní kopií svého originálu, odráží pouze některé jeho kvality a vlastnosti. Vlastnosti modelu závisí na účelu simulace. Modely stejného objektu se budou lišit, pokud budou vytvořeny pro různé účely. Příklady: periodická tabulka, model atomové struktury, model krystalové mřížky, skeletální model, figuríny, modely technických zařízení atd. Další Zpět
Snímek 27
Klasifikace modelů Materiálové modely jsou hmotné kopie objektů modelování. Příklady: zeměkoule, panenka, robot, modely staveb, figuríny. Další Zpět Podívejme se na nejběžnější charakteristiky, podle kterých jsou modely klasifikovány: účel použití (výukové modely, experimentální, simulační, herní, vědecké a technické);
oblast vědění (biologická, ekonomická, sociologická atd.) Způsob (forma) prezentace Časový faktor Podle učebnice informatiky N. Ugrinovicha pro 9. ročník
Informační modely Další Zpět Uvažujme informační modely z pohledu metod prezentace informace: mentální reprezentace objektu (kódovací abeceda - systém pojmů, nosič - lidský nervový systém, mozek); verbální prezentace modelu pomocí přirozené mluvené řeči (forma prezentace - ústní nebo písemné sdělení. Příklady: návod, literární díla); figurativní vyjádření vlastností originálu pomocí obrázků (kresby, filmy, geometrické modely) Figurativní znak Ikonický Figurativní znak Strukturální modely Kresby Plány Mapy Grafy Tabulková síť Ve formě grafů Ostatní Matematická logika Programové texty Ostatní
Snímek 29
Typy a typy modelů Další Zpět Typy a typy modelů Informace v plném měřítku Technické: Auto, letadlo atd. Glóbus, figurína, figurína, model budovy atd. Slovní Grafika Tabulkový Matematický Popis modelovaného objektu v přirozeném jazyce Tabulky typu object-property, object-object .
Binární matice Mapy, diagramy, kresby, grafy Kvantitativní charakteristiky a vztahy mezi nimi Obecné vlastnosti modelů Objekty modelování: - hmotné objekty; - přírodní jevy; - procesy Omezení modelu: - odráží pouze část vlastností modelovacího objektu Nejednoznačnost modelu: - Různé modely stejného objektu, vytvořené pro různé účely Účel modelu: - omezená náhrada reálného objektu; - pomocí modelu predikovat chování reálného předmětu Podle učebnice informatiky I. Semakina pro 9. ročník
Snímek 30
Formalizace Další Zpět Co je formalizace? Toto slovo je podstatou informačního modelování. Informační model popisuje objekt modelování ve formě libovolných znaků: písmen, číslic, kartografických prvků, matematických nebo chemických vzorců atd. Nejvíce formalizovanou vědou je matematika. Formalizace je proces vytváření informačních modelů pomocí formálních jazyků. Formalizace je výsledkem přechodu od reálných vlastností modelovacího objektu k jejich formálnímu označení v určité znakové soustavě.
Počítačové modely Další Zpět Podle učebnice informatiky I. Semakina pro 9. ročník Počítačové modely (informační modely implementované na počítači) Numerické metody: Aritmetické metody pro řešení libovolné matematiky. úlohy Počítačový matematický model Výpočtový experiment: Výpočet stavu modelovaného objektu pomocí matematického modelu Vizuální prezentace výsledků: Využití počítačové grafiky a multimédií k prezentaci výsledků výpočtů Řízení v reálném čase: Rychlé počítačové modely pracující rychlostí fyzického řízení proces Počítačový simulační model Simulace stavu reálného systému se stochastickým (náhodným) chováním jeho prvků Systémy hromadné obsluhy Dopravní systémy
Snímek 32
Klasifikace informačních modelů
Snímek 33
Klasifikace informačních modelů:
Snímek 34
V tabulkovém modelu je seznam podobných objektů nebo vlastností umístěn do prvního sloupce (nebo řádku) tabulky a hodnoty jejich vlastností jsou umístěny v následujících řádcích (nebo sloupcích) tabulky.
Snímek 35
Tabulka typu "Objekt-vlastnost"
Jeden řádek obsahuje informace o jednom objektu nebo události
Snímek 36
Tabulka typu "Objekt-objekt"
Odrážet spojení mezi objekty
Snímek 37
Dvojitá maticová tabulka
Odráží kvalitativní povahu spojení mezi objekty
Snímek 38
Tabulkové informační modely
Statická cena jednotlivých počítačových zařízení (1997)
Snímek 39
Dynamická změna ceny počítače
Snímek 40
Graf je prostředek k vizuálnímu znázornění složení a struktury obvodu
Snímek 41
Hierarchický model je systém, jehož prvky spolu souvisí ve vztahu vnoření nebo podřízenosti. Hierarchický model je graf, ve kterém jsou vrcholy propojeny podle principu jedna k mnoha.
Snímek 42
Hierarchické informační modely
Statická klasifikace počítačů Kapesní stolní počítače Super počítače Pracovní stanice Osobní počítače Přenosné
Snímek 43
Dynamický rodokmen Rurikovičů (X-XI století) Izyaslav Vsevolod Svyatoslav Yaroslav Moudrý Boris Gleb Svyatoslav Yaropolk Vladimir
Snímek 44
Síťový model je graf, ve kterém jsou vrcholy propojeny podle principu many-to-many.
Snímek 45
Síťové informační modely
Snímek 46
Sémantický model je graf, který je založen na tom, že jakoukoli znalost lze reprezentovat jako soubor objektů (pojmů) a souvislostí (vztahů) mezi nimi.
Snímek 47
"Jednoho dne v chladné zimě jsem vyšel z lesa."
Jednoho dne jsem vyšel z lesa v chladném zimním období. SZO? Kde? Když? Který?
Snímek 48
Grafické modely
Snímek 49
Účel modelování: vytvoření nabídky jednoduchých prvků pro stavbu různých objektů z nich Nástroj pro modelování: Malování Postup práce: 1. Vytvořte nabídku jednoduchých prvků, přičemž co nejvíce zohledněte tvar a velikost. 2. Vytvořte objekt z jednoduchých prvků. 3. Uložte výsledek do své vlastní složky. Konstrukce grafických modelů Prvky menu Objekt: Mozaika Prvky menu Objekt: geometrický ornament Prvky menu Prvky menu Prvky menu: Objekt: topografická mapa Objekt: elektrický obvod Prvky menu: Objekt: interiér Prvky menu: Objekt: květinový ornament Prvky menu: Objekt : zhotovená konstrukce z tvárnic Stavba objektu z cihel Další Zpět
Snímek 50
Geometrické modely Další Zpět Vytvořte geometrický vzor stuhy. Použité prvky: Čáry: plné a lomené: rovné, přerušované, zvlněné Geometrické tvary: čtverec kosočtverec trojúhelník kruh půlkruh ovál půlovál a další jednoduché tvary Počítačová verze: grafický editor PAINT. Příklady očekávaných výsledků:
Snímek 51
Modelování v tabulkách
Snímek 52
Mnoho objektů a procesů lze popsat matematickými vzorci, které spojují jejich parametry. Tyto vzorce jsou matematickým modelem originálu. Pomocí nich můžete provádět numerické výpočty s různými hodnotami parametrů a získat kvantitativní charakteristiky modelu. Výpočty nám zase umožňují vyvozovat závěry a zobecňovat je. Tabulkový procesor poskytuje nástroj pro výpočet kvantitativních charakteristik studovaného objektu nebo procesu a přebírá veškerou práci náročnou na výpočty. Toto téma zdůrazňuje čtyři hlavní fáze modelování: formulace problému, vývoj modelu, počítačový experiment, analýza výsledků modelování.
Snímek 53
MODELOVACÍ SITUACE ÚKOL Výpočet počtu rolí tapety pro nalepení místnosti I. etapa. Popis problému Popis problému Obchod prodává tapety. Názvy, délka a šířka role jsou známé. Proveďte studii, která automaticky určí požadovaný počet rolí pro pokrytí jakékoli místnosti. Rozměry místnosti jsou určeny výškou (h), délkou (a) a šířkou (b), 15% plochy stěn místnosti zabírají okna a dveře a při řezání 10 % plochy role se spotřebuje na zbytky. Účelem modelování je navázat spojení mezi geometrickými rozměry konkrétní místnosti a vybraným vzorkem tapety. Analýza objektu Modelovací objekt je systém sestávající ze dvou jednodušších objektů: místnosti a tapety. Každý z objektů zahrnutých v systému má své vlastní parametry. Spojení mezi objekty systému je určeno při nastavení počtu rolí pro pokrytí místnosti.
Snímek 54
Etapa II. Vývoj modelu Informační model
Snímek 55
Matematický model Při výpočtu skutečné plochy role, která bude použita pro vlepení místnosti, je nutné vyřadit 10% skutečné plochy pro zbytky. Výpočtový vzorec je: Sp=0,9*l*d, kde l je délka role, d je šířka role, * je znaménko násobení. Při výpočtu skutečné plochy stěny se bere v úvahu nelepená plocha oken a dveří (15%) Scom = 0,85*2*(a+b)*h Vypočítá se počet rolí potřebných pro lepení místnosti podle vzorce, kde se přidá jedna náhradní role.
Snímek 56
Počítačový model Pro modelování zvolíme prostředí tabulkového procesoru. V tomto prostředí jsou informační a matematické modely sloučeny do tabulky, která obsahuje tři oblasti: výchozí data - řízené parametry (neřízené parametry jsou zohledněny ve výpočtových vzorcích);
mezivýpočty;
výsledky.
Snímek 57
Stupeň III. Počítačový experiment Plán modelování Proveďte zkušební výpočet počítačového modelu pomocí údajů uvedených v tabulce. Vypočítejte počet rolí pro prostory vašeho bytu. Změňte data některých vzorků tapet a sledujte přepočet výsledků. Přidejte řádky se vzorky a doplňte model o výpočty pomocí nových vzorků. Výsledky experimentu jsou prezentovány ve formě zprávy v textovém editoru. Technologie modelování 1. Zadejte do tabulky data testu a porovnejte výsledky výpočtu testu s výsledky uvedenými v tabulce. 2. Postupně zadejte rozměry místností ve vašem bytě a zkopírujte výsledky výpočtu do textového editoru. 3. Napište zprávu. Etapa IV. Analýza výsledků modelování Pomocí tabulkových dat můžete určit počet rolí každého vzorku tapety pro kteroukoli místnost.
Snímek 59
Simulace holandského testu v tabulkovém procesoru
Zobrazit všechny snímky
1. Modely objektů a procesů
2. Klasifikace modelů
3. Hlavní fáze modelování
Model– zjednodušená představa skutečného předmětu, procesu nebo jevu.
Modelování– budování modelů pro výzkum a studium objektů, procesů, jevů.
Otázka: Proč vytvořit model, proč nezkoumat samotný originál?
Za prvé, v reálném čase originál (prototyp) již nemusí existovat nebo ve skutečnosti neexistuje
Za druhé, originál může mít mnoho vlastností a vztahů. Abychom mohli hluboce studovat konkrétní vlastnost, která nás zajímá, je někdy užitečné opustit méně významné, aniž bychom je vůbec vzali v úvahu.
Vhodné pro modelování
Pro stejný objekt (proces, jev) lze vytvořit nespočet modelů
Známky klasifikace modelů:
- Oblast použití
- S přihlédnutím k časovému faktoru
- Obor znalostí
- Prezentační metoda
KLASIFIKACE PODLE OBLASTI POUŽITÍ
modely
vzdělávací
Zkušený
hraní her
imitace
KLASIFIKACE PODLE ČASOVÉHO FAKTORU
modely
dynamický
statický
KLASIFIKACE PODLE ZPŮSOBU PREZENTACE
modely
informační
slovní
ikonický
nepočítačové
počítač
informační
Informační model je soubor informací, které charakterizují vlastnosti a stavy objektu, procesu, jevu a také vztah k vnějším světu.
ikonický
Ikonický model
slovní
Verbální (lat. „verbalis“ - orální) model je informační model v mentální nebo mluvené podobě.
Typy informačních modelů podle prezentační formy
slovní
geometrický
matematický
strukturální
logický
speciální
nepočítačové
počítač
Geometrický model
Geometrický model
Geometrický počítačový model
Verbální model
Verbální model
Matematický model
Matematický model
Vytvoření matematického modelu je velmi důležitou fází v mnoha modelovacích problémech.
Pro návrh vzorců se používá speciální aplikace - Microsoft Equation Formula Editor.
Strukturální model
Strukturální model
Struktura
struktura
Logický model
Logický model
Speciální modely
Speciální modely
Počítačový model
Počítačový model je model implementovaný pomocí softwarového prostředí.
Nástroje počítačového modelování jsou hardware (Handware) a software (Software).
FÁZE I. Prohlášení o problému
Popis úkolu
Účel modelování
Objektová analýza
ETAPA II. Vývoj modelu
Informační model
Ikonický model
Počítačový model
ETAPA III. Počítačový experiment
IV ETAPA. Analýza výsledků simulace
Simulační plán
Simulační technologie
