Издавна человек применяет модели. Модель — это искусственно создаваемый объект, заменяющий некоторый объект реального мира (объект моделирования) и воспроизводящий ограниченное число его свойств.
Процесс построения модели называют моделированием. Моделирование — это метод познания действительности, используемый различными науками.
Объект моделирования — широкое понятие, включающее объекты живой или неживой природы, процессы и явления действительности. Сама модель может представлять собой либо физический, либо идеальный объект. Все способы моделирования можно разделить на две большие группы. В одном случае моделью является предмет, воспроизводящий те или иные геометрические, физические и т.п. характеристики оригинала. Это -- материальное (физическое) моделирование. Исследование таких моделей -- реальные эксперименты с ними.
По иному происходит работа с информационными (идеальными) моделями, являющимися описаниями объектов-оригиналов с помощью схем, графиков, формул, чертежей и т.п. Одним из важнейших видов информационного моделирования является математическое -- когда описания формулируются на языке математики
Всякая модель создается для вполне определенной цели, и это в значительной степени определяет ее выбор. Поэтому первое, что необходимо сделать, -- поставить задачу, т.е. определить вопросы, ответы на которые мы хотим получить, и необходимые для этого исходные данные.
Типовые задачи моделирования.
Задачи моделирования:
1) Прямая задача – требуется определить реакцию объекта в ответ на заданное внешнее воздействие
· Проведение модельных операций
2) Обратная задача – определить внешнее воздействие, которое способно вызвать уже известную реакцию
3) Задача синтеза модели – известны и воздействие и реакция модели – нужно определить параметры модели
Типовые задачи моделирования.
Задачи моделирования:
4) Прямая задача – требуется определить реакцию объекта в ответ на заданное внешнее воздействие
· Проведение модельных операций
5) Обратная задача – определить внешнее воздействие, которое способно вызвать уже известную реакцию
6) Задача синтеза модели – известны и воздействие и реакция модели – нужно определить параметры модели
Роль моделирования в науке и технике.
Особую роль играют концептуальные модели – представление человека об объекте. В основе концептуальных моделей лежит первичное представление, в котором находятся абстрактные модели (основные характеристики модели)
На низшем уровне находятся концептуальные модели.
Научная гипотеза – модель реальности на основе неполного изучения модели.
Сущность компьютерного моделирования - представляет собой некоторый компьютерный комплекс алгоритм описания поведения предмета.
Главная особенность компьютерной модели – простота.
1. Компьютер – мощный инструмент для проведения экспериментов (позволяет хранить и обрабатывать большое количество информации).
2. Позволяет исследовать модель высокой степени сложности.
3. Применение компьютерного моделирование привело к появлению нового направления:
- имитационное моделирование;
- вычислительная физика;
- модель знание.
4. Компьютерные модели стали основой математизации моделей знаний.
5. В ходе компьютерного моделирования возможна визуализация результатов моделирования.
6. Компьютер – это не только способ визуализации результатов моделирования и проведения экспериментов, но и инструмент для создания моделей.
Сферы применения компьютерного моделирования.
1) анализ и поиск оптимального решения.
2) диагностика состояния объекта и прогноз динамики его изменения.
3) автоматизация управления объектом.
4) создание имитаторов и тренажеров.
