Выполнение лабораторной работы

Порядок выполнения работы:

1) запустите программу, имитирующую клеточный автомат - kletavt.exe.

2) введите число начальных клеток, равное единице и величину риска, равную нулю;

3) проследите за процессом “размножения” клеток,;

4) повторите процесс для других начальных условий (исходного количества клеток), проследите как меняется “плотность популяции клеток” во времени в зависимости от их исходного количества;

5) запишите Ваши выводы;

6) вновь запустите программу и для вашего варианта (см. таблицу 2) введите начальное количество клеток и значения риска гибели R, отличные от нуля;

7) повторите выполнение программы (испытание) для одного и того же значения риска несколько раз (не менее 4-5);

Примечание 1. При R = 1 достаточно одного испытания, так как в этом случае «выживают» все клетки.

8) повторите то же самое для других значений R;

9) занесите в таблицу (см. образец - таблица 1):

·значения риска R_i, исход испытания (1- если “популяция” клеток выжила, т.е. достигла i- го поколения, определенного программой, 0 - если погибла)

·“выживаемость” W=n/N_исп (n - число благоприятных исходов, N_исп - число испытаний), соответствующие каждому испытанию

·значения “общей массы популяции” M, выводимые на экран, а также среднее значение массы М_m для данного значения R:

10) постройте зависимость “выживаемости” W от R (в соответствии с рис. 3.4а);

11) постройте график зависимости М = f(R) (в соответствии с рис. 3.4б);

12) пользуясь графиком 3.5, определите приблизительное значение диапазона R, при котором состояние рассматриваемой системы неустойчиво, т.е. вероятность гибели популяции велика; в экологии эта зона назвается «зоной стресса»;

Примечание 2. Зоной оптимума можно считать диапазон значений R, в котором общая масса клеток достигает не менее 0,8 от максимальной полученной массы. Зона гибели – масса клеток менее 0,1 от максимальной массы.

13) запишите выводы;

14) ответьте на контрольные вопросы.

Таблица 1

R № испытания (запуска программы) Исход Число испытаний N_исп Выживаемость W Общая масса M Средняя масса M_m

R₁=0

1

R₂ 2

3

4

1

R₃ 2

3

4

5

1

R₄ 2

3

4

5

1

R₅ 2

3

4

5

1

R₆ 2

3

4

5

Оформление работы

Группа, фамилия, И.О.

Название лабораторной работы.

Цель лабораторной работы.

Порядок выполнения работы.

Результаты работы:

3) таблица 1 с занесенными результатами измерений (снимаемых с экрана) и расчетов;

4) графики W = f(R) и М = f(R)

5) Краткие выводы (описание процесса, описание полученных кривых, их объяснение).

Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Поясните понятия: «детерминированный процесс», «стохастический процесс».

2. Поясните понятие «дискретный».

3. С чем связано появление идеи описания сложных динамических процессов с помощью дискретных моделей?

4. Что такое клеточный автомат?

5. Какие процессы могут быть описаны с помощью клеточных автоматов?

6. Как проявляется фрактальность систем, описываемых клеточными автоматами?

7. Каким образом в данной лабораторной работе моделируется воздействие факторов окружающей среды на рост популяции?

8. Как определяется выживаемость?

9. Что такое лимитирующий фактор?

10. Что такое закон толерантности?

Варианты для выполнения работы, начиная с п.6

Таблица 2

№вар Исходное число клеток R₁ R₂ R₃ R₄ R₅ R₆ R₇

0,01 0,09 0,15 0,18 0,21 0,24

0,01 0,08 0,14 0,18 0,22 0,24

0,02 0,10 0,15 0,17 0,20 0,25

0,03 0,11 0,16 0,19 0,23 0,26

0,04 0,12 0,16 0,18 0,20 0,23

0,02 0,09 0,13 0,17 0,20 0,24

0,01 0,10 0,14 0,16 0,20 0,25

0,05 0,10 0,16 0,18 0,22 0,25

0,03 0,12 0,15 0,17 0,19 0,23

0,01 0,09 0,14 0,16 0,19 0,23

0,02 0,10 0,14 0,18 0,21 0,25

0,01 0,08 0,14 0,19 0,22 0,26

0,04 0,11 0,16 0,18 0,20 0,23

0,03 0,10 0,15 0,17 0,20 0,24

0,05 0,12 0,15 0,19 0,21 0,25

0,01 0,09 0,14 0,18 0,22 0,26

0,01 0,07 0,12 0,16 0,18 0,22

0,02 0,09 0,13 0,16 0,19 0,24

0,03 0,10 0,15 0,19 0,22 0,24

0,04 0,11 0,16 0,19 0,23 0,26

0,05 0,13 0,17 0,21 0,22 0,24

0,02 0,10 0,13 0,16 0,21 0,25

0,03 0,08 0,12 0,17 0,20 0,25

0,01 0,07 0,13 0,19 0,23 0,26

0,02 0,09 0,14 0,18 0,22 0,25

* дискретный [лат. discretus] - прерывистый, состоящий из отдельных частей; мат. раздельный, прерывный; дискретная величина - величина, между отдельными значениями которой заключено лишь конечное число других ее значений; противоп. непрерывная величина. (Совр. словарь иностр. слов, М.: “Русский язык”, 1993.)