Thực đơn
trang chủSự cố

Các dạng cấu trúc hiện đại được mô hình hóa bằng máy tính. Mô hình hóa máy tính của các quá trình vật lý. theo kiểu sơ đồ toán học

Mô hình hóa máy tính là một trong những phương pháp hiệu quả nghiên cứu các hệ thống vật lý. Các mô hình máy tính thường đơn giản và thuận tiện hơn để nghiên cứu; chúng giúp thực hiện các thí nghiệm tính toán, việc thực hiện thực tế rất khó khăn hoặc có thể cho kết quả không thể đoán trước. Tính logic và hình thức mô hình máy tính cho phép bạn xác định các yếu tố chính quyết định tính chất của đối tượng đang nghiên cứu, nghiên cứu phản ứng hệ thống vật lý thay đổi các tham số và điều kiện ban đầu của nó.

Mô hình hóa máy tính đòi hỏi phải trừu tượng hóa bản chất cụ thể của hiện tượng, trước tiên xây dựng mô hình định tính và sau đó là mô hình định lượng. Tiếp theo là một loạt các thí nghiệm tính toán trên máy tính, giải thích kết quả, so sánh kết quả mô hình hóa với hành vi của đối tượng đang nghiên cứu, sàng lọc mô hình sau đó, v.v.

Đến các giai đoạn chính mô hình máy tính bao gồm: phát biểu vấn đề, định nghĩa đối tượng mô hình hóa; phát triển mô hình khái niệm, xác định các thành phần chính của hệ thống và các hoạt động tương tác cơ bản; hình thức hóa, nghĩa là chuyển sang mô hình toán học; tạo thuật toán và viết chương trình; lập kế hoạch và tiến hành thí nghiệm máy tính; phân tích và giải thích kết quả.

Có mô hình phân tích và mô phỏng. Các mô hình phân tích được gọi là mô hình của một đối tượng thực sử dụng các phương trình đại số, vi phân và các phương trình khác, đồng thời cung cấp khả năng thực hiện một quy trình tính toán rõ ràng dẫn đến giải pháp chính xác của chúng. Mô hình mô phỏng là mô hình toán học tái tạo thuật toán hoạt động của hệ thống đang nghiên cứu bằng cách thực hiện tuần tự số lượng lớn các thao tác cơ bản.

Nguyên tắc mô hình hóa như sau:

  • 1. Nguyên tắc cung cấp đầy đủ thông tin. Tại sự vắng mặt hoàn toàn Không thể xây dựng mô hình bằng cách sử dụng thông tin về đối tượng. Với sự hiện diện của thông tin đầy đủ mô hình hóa không có ý nghĩa. Có một mức độ đầy đủ thông tin mà khi đạt đến mức đó thì có thể xây dựng được mô hình của hệ thống.
  • 2. Nguyên tắc khả thi. Mô hình được tạo ra phải đảm bảo đạt được mục tiêu nghiên cứu đã đề ra trong một thời gian hữu hạn.
  • 3. Nguyên tắc đa mô hình. Bất kì mô hình cụ thể chỉ phản ánh một số khía cạnh hệ thống thực. Để có một nghiên cứu hoàn chỉnh, cần xây dựng một số mô hình của quá trình nghiên cứu, mỗi mô hình tiếp theo phải làm rõ mô hình trước đó.
  • 4. Nguyên tắc hệ thống. Hệ thống đang nghiên cứu có thể được biểu diễn dưới dạng một tập hợp các hệ thống con tương tác với nhau, được mô hình hóa bằng các phương pháp toán học tiêu chuẩn. Hơn nữa, các thuộc tính của hệ thống không phải là tổng các thuộc tính của các phần tử của nó.
  • 5. Nguyên tắc tham số hóa. Một số hệ thống con của hệ thống mô phỏng có thể được đặc trưng bởi một tham số duy nhất: vectơ, ma trận, đồ thị, công thức.

Mô hình hóa hệ thống máy tính thường yêu cầu các giải pháp phương trình vi phân. Một phương pháp quan trọng là phương pháp lưới, bao gồm phương pháp sai phân hữu hạn Euler. Nó bao gồm việc thay thế vùng thay đổi liên tục của một hoặc nhiều đối số bằng một tập hợp các nút hữu hạn tạo thành lưới một chiều hoặc đa chiều và làm việc với chức năng của một đối số rời rạc, giúp có thể tính toán gần đúng đạo hàm và tích phân. Trong trường hợp này, các gia số vô cùng nhỏ của hàm f = f(x, y, z, t) và các gia số của các đối số của nó được thay thế bằng các sai phân nhỏ nhưng hữu hạn.

Trong thập kỷ qua, thí nghiệm máy tính đã chiếm một vị trí nổi bật trong nghiên cứu vật lý. Mô hình hóa máy tính của các hệ thống vật lý cho phép người ta có được thông tin số về chúng, cũng như dựa trên Hình ảnh đồ hoạ giúp bạn có thể hình dung được đối tượng, nhờ đó có thể phát triển những cách tối ưu để nghiên cứu đối tượng. Trong số các phương pháp toán học để mô tả các hệ thống và hiện tượng vật lý cũng như phân tích số của chúng, một trong những phương pháp chính là mô hình hóa các đối tượng và quy trình này dựa trên phương pháp Monte Carlo. Phương pháp này đặc biệt hữu ích cho các hệ thống vật lý phức tạp với các mô tả toán học phức tạp. Sự tiến bộ nghiêm trọng trong việc sử dụng phương pháp Monte Carlo có liên quan rất lớn đến các khả năng mới của phương pháp hiện đại. công nghệ máy tính. Nếu hai mươi năm trước, ở giai đoạn đầu của mô hình hóa, đối tượng đang nghiên cứu có thể được chia theo một chiều thành khoảng một trăm bước Monte Carlo thì bây giờ ở mô hình đơn giản quy mô của một chiều là hàng triệu bước Monte Carlo. Tốc độ tiếp nhận thông tin cũng tăng lên đáng kể. Kết quả là có thể nghiên cứu các tính chất của hệ vật lý bằng các mô hình thực tế. Hiện tại, khả năng mô hình hóa máy tính trong việc giải quyết một số vấn đề vượt xa đáng kể khả năng của thử nghiệm, cả về tốc độ thu thập thông tin và chi phí của nó. Điều này làm tăng vai trò của thí nghiệm máy tính trong vật lý hiện đại, và trong một số lĩnh vực vật lý, những ý tưởng hiện đại của chúng ta chủ yếu dựa trên thông tin thu được từ mô hình máy tính.

Rõ ràng là để đạt được tiến bộ trong lĩnh vực đang được xem xét, cùng với sự hoàn hảo công nghệ máy tính Cần phải có các thuật toán và cách tiếp cận cho phép bạn quản lý nó một cách hiệu quả. Những vấn đề này, cùng với việc phân tích các hệ thống vật lý tương ứng, tạo thành nội dung hiện đại của mô phỏng máy tính bằng phương pháp Monte Carlo.

Hãy bắt đầu với định nghĩa của từ mô hình hóa.

Mô hình hóa là quá trình xây dựng và sử dụng một mô hình. Mô hình được hiểu là một đối tượng vật chất hoặc trừu tượng mà trong quá trình nghiên cứu nó thay thế đối tượng ban đầu, bảo tồn các thuộc tính quan trọng của nó đối với nghiên cứu này.

Mô hình hóa máy tính như một phương pháp nhận thức dựa trên mô hình toán học. Mô hình toán học là một hệ thống các mối quan hệ toán học (công thức, phương trình, bất đẳng thức và dấu biểu thức logic) phản ánh những tính chất cơ bản của đối tượng, hiện tượng đang được nghiên cứu.

Rất hiếm khi có thể sử dụng một mô hình toán học cho các phép tính cụ thể mà không sử dụng công nghệ máy tính, điều này chắc chắn đòi hỏi phải tạo ra một loại mô hình máy tính nào đó.

Chúng ta hãy xem xét quá trình mô hình hóa máy tính chi tiết hơn.

2.2. Giới thiệu về mô hình máy tính

Mô hình hóa trên máy tính là một trong những phương pháp học tập hiệu quả hệ thống phức tạp. Các mô hình máy tính dễ nghiên cứu và thuận tiện hơn do có khả năng tiến hành các thí nghiệm tính toán trong trường hợp các thí nghiệm thực tế gặp khó khăn do trở ngại về tài chính, vật chất hoặc có thể cho kết quả không thể đoán trước. Logic của các mô hình máy tính cho phép xác định các yếu tố chính quyết định các thuộc tính của đối tượng ban đầu đang được nghiên cứu (hoặc toàn bộ lớp đối tượng), đặc biệt là nghiên cứu phản ứng của hệ thống vật lý mô phỏng với những thay đổi trong các tham số và điều kiện ban đầu.

Mô hình hóa máy tính như thế nào phương pháp mới nghiên cứu khoa học dựa trên:

1. Xây dựng các mô hình toán học mô tả các quá trình đang được nghiên cứu;

2. Sử dụng mới nhất máy tính, với hiệu suất cao (hàng triệu thao tác mỗi giây) và có khả năng thực hiện đối thoại với một người.

Phân biệt phân tích Và sự bắt chước người mẫu. Trong mô hình phân tích, các mô hình toán học (trừu tượng) của một đối tượng thực được nghiên cứu dưới dạng phương trình đại số, vi phân và các phương trình khác, cũng như các mô hình liên quan đến việc thực hiện một quy trình tính toán rõ ràng dẫn đến giải pháp chính xác của chúng. Trong mô hình mô phỏng, các mô hình toán học được nghiên cứu dưới dạng thuật toán tái tạo chức năng của hệ thống đang được nghiên cứu bằng cách thực hiện tuần tự một số lượng lớn các phép toán cơ bản.

2.3. Xây dựng mô hình máy tính

Việc xây dựng một mô hình máy tính dựa trên sự trừu tượng hóa từ bản chất cụ thể của hiện tượng hoặc đối tượng ban đầu đang được nghiên cứu và bao gồm hai giai đoạn - đầu tiên tạo ra một mô hình định tính và sau đó là mô hình định lượng. Mô hình hóa máy tính bao gồm việc thực hiện một loạt các thí nghiệm tính toán trên máy tính, mục đích là phân tích, giải thích và so sánh kết quả mô hình hóa với hành vi thực tế của đối tượng đang nghiên cứu và, nếu cần, sàng lọc mô hình tiếp theo, v.v.

Vì thế, Các giai đoạn chính của mô hình máy tính bao gồm:

1. Phát biểu bài toán, định nghĩa đối tượng mô hình hóa:

TRÊN ở giai đoạn này thông tin được thu thập, một câu hỏi được đặt ra, các mục tiêu được xác định, các hình thức trình bày kết quả và dữ liệu được mô tả.

2. Phân tích và nghiên cứu hệ thống:

phân tích hệ thống, mô tả ý nghĩa của đối tượng, phát triển mô hình thông tin, phân tích kỹ thuật và phần mềm, phát triển cấu trúc dữ liệu, phát triển mô hình toán học.

3. Chính thức hóa, nghĩa là chuyển sang mô hình toán học, tạo ra thuật toán:

lựa chọn phương pháp thiết kế thuật toán, chọn hình thức viết thuật toán, chọn phương pháp thử nghiệm, thiết kế thuật toán.

4. Lập trình:

chọn ngôn ngữ lập trình hoặc môi trường ứng dụng để mô hình hóa, làm rõ cách tổ chức dữ liệu, viết thuật toán bằng ngôn ngữ lập trình đã chọn (hoặc trong môi trường ứng dụng).

5. Tiến hành một loạt các thí nghiệm tính toán:

cú pháp gỡ lỗi, ngữ nghĩa và cấu trúc logic, tính toán kiểm tra và phân tích kết quả kiểm tra, hoàn thiện chương trình.

6. Phân tích và giải thích kết quả:

sửa đổi chương trình hoặc mô hình nếu cần thiết.

Có nhiều hệ thống phần mềm và môi trường cho phép xây dựng và nghiên cứu các mô hình:

Môi trường đồ họa

Trình soạn thảo văn bản

Môi trường lập trình

Bảng tính

Gói toán học

Trình soạn thảo HTML

2.4. Thí nghiệm tính toán

Thử nghiệm là một trải nghiệm được thực hiện với một đối tượng hoặc mô hình. Nó bao gồm việc thực hiện một số hành động nhất định để xác định cách mẫu thử nghiệm phản ứng với những hành động này. Một thí nghiệm tính toán bao gồm việc thực hiện các phép tính bằng cách sử dụng một mô hình chính thức.

Sử dụng mô hình máy tính thực hiện phép toán cũng tương tự như tiến hành thí nghiệm với vật thể thực, chỉ thay vì thực nghiệm thực tế với vật thể, người ta thực hiện thí nghiệm tính toán với mô hình của vật thể đó. Bằng cách chỉ định một tập hợp các giá trị cụ thể của các tham số ban đầu của mô hình, kết quả của một thử nghiệm tính toán sẽ thu được một tập hợp các giá trị cụ thể của các tham số cần thiết, các thuộc tính của đối tượng hoặc quy trình được nghiên cứu và chúng Đã tìm thấy thông số tối ưu và chế độ hoạt động, chỉ định mô hình. Ví dụ: có một phương trình mô tả quá trình của một quá trình cụ thể, bằng cách thay đổi các hệ số, điều kiện ban đầu và điều kiện biên, bạn có thể nghiên cứu cách đối tượng sẽ hành xử. Hơn nữa, có thể dự đoán hành vi của một đối tượng trong điều kiện khác nhau. Để nghiên cứu hành vi của một đối tượng với bộ dữ liệu ban đầu mới, cần phải tiến hành một thí nghiệm tính toán mới.

Để kiểm tra tính đầy đủ của mô hình toán học và đối tượng, quy trình hoặc hệ thống thực, kết quả nghiên cứu trên máy tính được so sánh với kết quả thử nghiệm trên mô hình quy mô đầy đủ nguyên mẫu. Kết quả kiểm tra được sử dụng để điều chỉnh mô hình toán học hoặc giải quyết câu hỏi về khả năng ứng dụng của mô hình toán học được xây dựng vào thiết kế hoặc nghiên cứu đồ vật đã cho, quy trình hoặc hệ thống.

Thí nghiệm tính toán cho phép bạn thay thế một thí nghiệm toàn diện đắt tiền bằng các phép tính trên máy tính. Nó cho phép bạn thực hiện nghiên cứu trong thời gian ngắn và không tốn nhiều chi phí vật chất. số lượng lớn các tùy chọn cho đối tượng hoặc quy trình được thiết kế cho chế độ khác nhau hoạt động của nó, giúp giảm đáng kể thời gian phát triển của các hệ thống phức tạp và việc triển khai chúng trong sản xuất.

2.5. Mô phỏng trong nhiều môi trường khác nhau

2.5.1. Mô phỏng trong môi trường lập trình

Mô hình hóa trong môi trường lập trình bao gồm các giai đoạn chính của mô hình hóa máy tính. Ở giai đoạn xây dựng mô hình thông tin và thuật toán, cần xác định đại lượng nào là tham số đầu vào, đại lượng nào là kết quả, đồng thời xác định loại của các đại lượng này. Nếu cần, một thuật toán sẽ được vẽ dưới dạng sơ đồ khối, được viết bằng ngôn ngữ lập trình đã chọn. Sau đó, một thí nghiệm tính toán được thực hiện. Để thực hiện việc này, bạn cần tải chương trình về ĐẬP máy tính và chạy nó. Một thí nghiệm trên máy tính nhất thiết phải bao gồm việc phân tích các kết quả thu được, trên cơ sở đó có thể điều chỉnh tất cả các giai đoạn giải bài toán (mô hình toán học, thuật toán, chương trình). Một trong những giai đoạn quan trọng nhấtđang thử nghiệm thuật toán và chương trình.

Gỡ lỗi một chương trình (thuật ngữ tiếng Anh debug có nghĩa là “bắt lỗi” xuất hiện vào năm 1945, khi mạch điện một trong những máy tính Mark-1 đầu tiên đã bị sâu bướm tấn công và chặn một trong hàng nghìn rơle) - đây là quá trình tìm kiếm và loại bỏ các lỗi trong chương trình, được thực hiện dựa trên kết quả của một thí nghiệm tính toán. Trong quá trình gỡ lỗi, việc bản địa hóa và loại bỏ xảy ra lỗi cú pháp và lỗi mã hóa rõ ràng.

Trong các hệ thống phần mềm hiện đại, việc gỡ lỗi được thực hiện bằng các công cụ phần mềm đặc biệt gọi là trình gỡ lỗi.

Kiểm tra là kiểm tra hoạt động chính xác của toàn bộ chương trình hoặc các thành phần của nó. Quá trình kiểm tra sẽ kiểm tra chức năng của chương trình và không có lỗi rõ ràng.

Cho dù chương trình được gỡ lỗi cẩn thận đến đâu, giai đoạn quyết định xác định tính phù hợp của nó với công việc là giám sát chương trình dựa trên kết quả thực hiện nó trên hệ thống kiểm tra. Một chương trình có thể được coi là đúng nếu, đối với hệ thống dữ liệu đầu vào thử nghiệm đã chọn, thu được kết quả đúng trong mọi trường hợp.

2.5.2. Lập mô hình trong bảng tính

Mô hình hóa trong bảng tính bao gồm rất nhiều loại vấn đề trong các lĩnh vực chủ đề khác nhau. Bảng tính là một công cụ phổ quát cho phép bạn nhanh chóng thực hiện công việc tốn nhiều công sức để tính toán và tính toán lại các đặc tính định lượng của một đối tượng. Khi lập mô hình bằng bảng tính, thuật toán giải quyết vấn đề có phần bị biến đổi, ẩn chứa nhu cầu phát triển giao diện điện toán. Giai đoạn gỡ lỗi được giữ lại, bao gồm việc loại bỏ các lỗi dữ liệu trong kết nối giữa các ô và trong các công thức tính toán. Các nhiệm vụ bổ sung cũng phát sinh: làm việc để tạo sự thuận tiện cho việc trình bày trên màn hình và, nếu cần, xuất dữ liệu nhận được ra giấy, sắp xếp chúng trên trang tính.

Quá trình lập mô hình bảng tính được thực hiện bằng cách sử dụng sơ đồ chung: mục tiêu được xác định, đặc điểm và mối quan hệ được xác định và mô hình toán học được biên soạn. Các đặc điểm của mô hình nhất thiết phải được xác định theo mục đích: ban đầu (ảnh hưởng đến hoạt động của mô hình), trung gian và kết quả là những gì cần phải đạt được. Đôi khi việc trình bày một đối tượng được bổ sung bằng sơ đồ và hình vẽ.

Để hiển thị trực quan sự phụ thuộc của kết quả tính toán vào dữ liệu ban đầu, người ta sử dụng biểu đồ và đồ thị.

Việc kiểm tra sử dụng một tập hợp dữ liệu nhất định để biết kết quả chính xác hoặc gần đúng. Thử nghiệm bao gồm việc giới thiệu dữ liệu đầu vào thỏa mãn mục tiêu mô hình hóa. Phân tích mô hình sẽ giúp tìm hiểu xem các tính toán đáp ứng các mục tiêu của mô hình tốt đến mức nào.

2.5.3. Mô hình hóa trong môi trường DBMS

Việc lập mô hình trong môi trường DBMS thường theo đuổi các mục tiêu sau:

Lưu trữ thông tin và chỉnh sửa kịp thời;

Tổ chức dữ liệu theo tiêu chí nhất định;

Tạo ra các tiêu chí lựa chọn dữ liệu khác nhau;

Trình bày thuận tiện các thông tin được lựa chọn.

Trong quá trình phát triển mô hình, cấu trúc của cơ sở dữ liệu trong tương lai được hình thành dựa trên dữ liệu ban đầu. Các đặc điểm được mô tả và loại của chúng được tóm tắt trong một bảng. Số lượng cột của bảng được xác định bởi số lượng tham số đối tượng (các trường của bảng). Số lượng hàng (bản ghi bảng) tương ứng với số lượng hàng của đối tượng được mô tả cùng loại. Một cơ sở dữ liệu thực có thể không chỉ có một mà có nhiều bảng được kết nối với nhau. Các bảng này mô tả các đối tượng có trong một hệ thống nhất định. Sau khi xác định và xác định rõ cấu trúc của cơ sở dữ liệu trong môi trường máy tính, họ tiến hành điền vào.

Trong quá trình thử nghiệm, dữ liệu được sắp xếp, tìm kiếm và lọc và các trường tính toán được tạo.

Bảng điều khiển máy tính cung cấp khả năng tạo ra nhiều màn hình hình thức và các hình thức hiển thị thông tin trong mẫu in- báo cáo. Mỗi báo cáo chứa thông tin liên quan đến mục đích của thí nghiệm cụ thể. Nó cho phép bạn nhóm thông tin theo các đặc điểm được chỉ định, theo bất kỳ thứ tự nào, với việc đưa ra các trường tính toán cuối cùng.

Nếu kết quả thu được không tương ứng với kế hoạch, bạn có thể tiến hành các thử nghiệm bổ sung bằng cách thay đổi các điều kiện sắp xếp và tìm kiếm dữ liệu. Nếu có nhu cầu thay đổi cơ sở dữ liệu, bạn có thể điều chỉnh cấu trúc của nó: thay đổi, thêm và xóa các trường. Kết quả là một mô hình mới.

2.6. Sử dụng mô hình máy tính

Mô hình hóa máy tính và thí nghiệm tính toán như một phương pháp nghiên cứu khoa học mới giúp cải thiện bộ máy toán học được sử dụng trong việc xây dựng các mô hình toán học, cho phép, sử dụng phương pháp toán học, làm rõ, làm phức tạp các mô hình toán học. Điều hứa hẹn nhất khi thực hiện một thí nghiệm tính toán là việc sử dụng nó để giải quyết các vấn đề khoa học, kỹ thuật và kinh tế xã hội lớn của thời đại chúng ta, chẳng hạn như thiết kế lò phản ứng cho nhà máy điện hạt nhân, thiết kế đập và nhà máy thủy điện, bộ chuyển đổi năng lượng từ thủy động lực, và trong lĩnh vực kinh tế - xây dựng kế hoạch cân bằng cho ngành, vùng, quốc gia, v.v.

Trong một số quy trình mà thí nghiệm tự nhiên gây nguy hiểm cho tính mạng và sức khỏe con người thì thí nghiệm tính toán là phương pháp duy nhất khả thi (phản ứng tổng hợp nhiệt hạch, thám hiểm không gian, thiết kế và nghiên cứu hóa chất và các ngành công nghiệp khác).

2.7. Phần kết luận

Tóm lại, có thể nhấn mạnh rằng mô hình máy tính và thí nghiệm tính toán có thể biến việc nghiên cứu một đối tượng “phi toán học” thành một giải pháp vấn đề toán học. Điều này mở ra khả năng sử dụng một bộ máy toán học phát triển tốt kết hợp với công nghệ tính toán mạnh mẽ để nghiên cứu nó. Đây là cơ sở cho việc sử dụng toán học và máy tính để hiểu luật. thế giới thực và việc sử dụng chúng trong thực tế.

3. Danh sách tài liệu tham khảo được sử dụng

1. S. N. Kolupaeva. Mô hình toán học và máy tính. Hướng dẫn. – Tomsk, School University, 2008. – 208 tr.

2. A. V. Mogilev, N. I. Pak, E. K. Henner. Khoa học máy tính. Hướng dẫn. – M.: Trung tâm “Học viện”, 2000. – 816 tr.

3. D. A. Poselov. Khoa học máy tính. Từ điển bách khoa. – M.: Pedagogika-Press, 1994. 648 tr.

4. Trang web chính thức của nhà xuất bản "Hệ thống mở". Trường Đại học Công nghệ Thông tin Internet. - Chế độ truy cập: http://www.intuit.ru/. Ngày truy cập: ngày 5 tháng 10 năm 2010

Kobelnitsky Vladislav

Mô hình hóa máy tính. Mô phỏng các quá trình vật lý và toán học trên máy tính.

Tải xuống:

Xem trước:

Nghiên cứu

"MÔ HÌNH MÁY TÍNH"

HOÀN THÀNH:

KOBELNITSKY VLADISLAV

HỌC SINH LỚP 9

Trường THCS MKOU số 17

Người giám sát:

giáo viên toán và khoa học máy tính

Tvorozova E.S.

KANSK, 2013

  1. LỜI GIỚI THIỆU……………………………………………3
  2. MÔ PHỎNG MÁY TÍNH………………….5
  3. PHẦN THỰC HÀNH………………………..10
  4. KẾT LUẬN……………………………….18
  5. TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………….20

GIỚI THIỆU

Trong hầu hết các lĩnh vực hoạt động của con người, nó hiện đang được sử dụng công nghệ máy tính. Ví dụ, trong tiệm làm tóc, bạn có thể sử dụng máy tính để chọn trước kiểu tóc mà khách hàng sẽ thích. Đối với khách hàng này, một bức ảnh được chụp, một bức ảnh trong ở dạng điện tửđược đưa vào một chương trình chứa nhiều kiểu tóc khác nhau, ảnh của khách hàng sẽ được hiển thị trên màn hình, người mà bạn có thể “thử” bất kỳ kiểu tóc nào. Bạn cũng có thể dễ dàng lựa chọn màu tóc và cách trang điểm. Sử dụng mô hình máy tính, bạn có thể biết trước liệu một kiểu tóc cụ thể có phù hợp với khách hàng hay không. Tất nhiên, lựa chọn này tốt hơn việc tiến hành thí nghiệm trong thực tế, trong đời thực Việc khắc phục một tình huống không mong muốn sẽ khó khăn hơn nhiều.

Khi đang nghiên cứu một chủ đề về khoa học máy tính, “Mô hình máy tính”, tôi bắt đầu quan tâm đến câu hỏi: “Có thể mô phỏng bất kỳ quá trình hoặc hiện tượng nào bằng PC không?” Đây là sự lựa chọn cho nghiên cứu của tôi.

Đề tài nghiên cứu của tôi:"Mô hình máy tính".

Giả thuyết: bất kỳ quá trình hoặc hiện tượng nào cũng có thể được mô phỏng bằng PC.

Mục tiêu của công việc - nghiên cứu các khả năng của mô hình máy tính và việc sử dụng nó trong các lĩnh vực chủ đề khác nhau.

Để đạt được mục tiêu này, công việc giải quyết các vấn đề sau: nhiệm vụ:

- đưa cho thông tin lý thuyết về người mẫu;

– mô tả các giai đoạn của mô hình hóa;

– đưa ra ví dụ về mô hình của các quá trình hoặc hiện tượng từ nhiều nguồn khác nhau Các môn học;

Rút ra kết luận chung về mô hình hóa máy tính trong các môn học.

Tôi quyết định xem xét kỹ hơn về mô hình hóa máy tính trong MS Excel và Toán học sống. Bài viết thảo luận về những ưu điểm của MS Excel. Sử dụng những chương trình này, tôi đã xây dựng các mô hình máy tính từ nhiều lĩnh vực chủ đề khác nhau, chẳng hạn như toán học, vật lý và sinh học.

Xây dựng và nghiên cứu mô hình là một trong những phương pháp nhận thức quan trọng nhất, khả năng sử dụng máy tính để xây dựng mô hình là một trong những yêu cầu Hôm nay, do đó tôi nghĩ công việc này liên quan. Điều quan trọng đối với tôi là vì tôi muốn tiếp tục nghiên cứu sâu hơn theo hướng này, cũng như xem xét các chương trình khác khi phát triển mô hình máy tính, đây là mục tiêu để tiếp tục công việc này.

MÔ HÌNH MÁY TÍNH

Phân tích các tài liệu về chủ đề nghiên cứu, tôi nhận thấy trong hầu hết các ngành khoa học tự nhiên và xã hội, việc xây dựng và sử dụng mô hình là công cụ đắc lực nghiên cứu. Các đối tượng và quy trình thực tế rất nhiều mặt và phức tạp đến nỗi cách tốt nhất nghiên cứu của họ hóa ra là việc xây dựng một mô hình chỉ phản ánh một phần thực tế và do đó đơn giản hơn thực tế này nhiều lần.

Người mẫu (tiếng Latin mô đun - thước đo) là đối tượng thay thế cho đối tượng ban đầu, cung cấp việc nghiên cứu một số tính chất của đối tượng gốc.

Người mẫu - một đối tượng cụ thể được tạo ra nhằm mục đích tiếp nhận và (hoặc) lưu trữ thông tin (dưới dạng hình ảnh tinh thần, mô tả bằng ký hiệu, hoặc hệ thống vật chất), phản ánh tính chất, đặc điểm, mối liên hệ của một đối tượng - một bản chất có tính chất tùy tiện, cần thiết cho vấn đề mà chủ thể giải quyết.

Làm người mẫu – quá trình tạo và sử dụng mô hình.

Mục tiêu mô hình hóa

  1. Kiến thức thực tế
  2. Tiến hành thí nghiệm
  3. Thiết kế và quản lý
  4. Dự đoán hành vi của đối tượng
  5. Đào tạo và giáo dục chuyên gia
  6. Xử lí dữ liệu

Phân loại theo hình thức trình bày

  1. Vật liệu - tái tạo các đặc tính hình học và vật lý của bản gốc và luôn có hình ảnh thực tế (đồ chơi trẻ em, đồ chơi trực quan dạy học, bố cục, mô hình ô tô và máy bay, v.v.).
  1. a) tỷ lệ hình học tương tự, tái tạo các đặc điểm không gian và hình học của bản gốc bất kể nền của nó (mô hình tòa nhà và công trình, mô hình giáo dục, v.v.);
  2. b) Dựa trên lý thuyết về tính tương đồng, giống nền, tái tạo theo tỷ lệ theo không gian và thời gian các tính chất, đặc điểm của bản gốc có cùng bản chất với mô hình (mô hình thủy động lực học của tàu thủy, mô hình tẩy rửa của máy bay);
  3. c) các công cụ tương tự tái tạo các đặc tính và đặc điểm đã nghiên cứu của đối tượng ban đầu trong một đối tượng mô hình hóa có bản chất khác dựa trên một số hệ thống tương tự trực tiếp (một loại mô hình tương tự điện tử).
  1. Thông tin - một tập hợp thông tin mô tả các thuộc tính và trạng thái của một đối tượng, quá trình, hiện tượng, cũng như mối quan hệ của chúng với thế giới bên ngoài).
  1. 2.1. bằng lời nói - mô tả bằng lời nói trong ngôn ngữ tự nhiên).
  2. 2.2. Mang tính biểu tượng - mô hình thông tin thể hiện dấu hiệu đặc biệt(bằng bất kỳ ngôn ngữ chính thức nào).
  1. 2.2.1. Toán học - mô tả toán học các mối quan hệ giữa các đặc tính định lượng của đối tượng mô hình hóa.
  2. 2.2.2. Đồ họa - bản đồ, hình vẽ, sơ đồ, đồ thị, sơ đồ, đồ thị hệ thống.
  3. 2.2.3. Dạng bảng - bảng: thuộc tính đối tượng, đối tượng đối tượng, ma trận nhị phân, v.v.
  1. Lý tưởng – một điểm vật chất, một vật rắn tuyệt đối, một con lắc toán học, một chất khí lý tưởng, vô cực, một điểm hình học, v.v....
  1. 3.1. Không chính thứcmô hình là hệ thống ý tưởng về đối tượng ban đầu đã phát triển trong não người.
  2. 3.2. Chính thức hóa một phần.
  1. 3.2.1. Bằng lời nói - mô tả các tính chất và đặc điểm của bản gốc bằng một số ngôn ngữ tự nhiên (tài liệu văn bản của tài liệu dự án, mô tả bằng lời về kết quả của một thí nghiệm kỹ thuật).
  2. 3.2.2. Biểu tượng đồ họa - các tính năng, đặc tính và đặc điểm của bản gốc mà trên thực tế hoặc ít nhất về mặt lý thuyết có thể tiếp cận trực tiếp với nhận thức trực quan (đồ họa nghệ thuật, bản đồ công nghệ).
  3. 3.2.3. Ký hiệu đồ họa - dữ liệu quan sát và nghiên cứu thực nghiệm dưới dạng đồ thị, sơ đồ, sơ đồ.
  1. 3.3. Khá chính thứcmô hình (toán học).

Thuộc tính mô hình

  1. Chân tay : mô hình chỉ phản ánh bản gốc trong một số lượng hữu hạn các mối quan hệ của nó và ngoài ra, tài nguyên mô hình hóa là hữu hạn;
  2. Đơn giản hóa : mô hình chỉ hiển thị các khía cạnh thiết yếu của đối tượng;
  3. Xấp xỉ: thực tế được thể hiện một cách đại khái hoặc gần đúng bằng mô hình;
  4. sự đầy đủ : mô hình mô tả thành công hệ thống được mô hình hóa như thế nào;
  5. Nội dung thông tin: mô hình phải chứa đầy đủ thông tin về hệ thống - trong khuôn khổ các giả thuyết được áp dụng khi xây dựng mô hình;
  6. Tiềm năng: khả năng dự đoán của mô hình và các thuộc tính của nó;
  7. Độ phức tạp : dễ sử dụng;
  8. Tính đầy đủ : tất cả các thuộc tính cần thiết đã được tính đến;
  9. Khả năng thích ứng.


Cũng cần lưu ý:

  1. Mô hình này là một “cấu trúc tăng gấp bốn lần”, các thành phần của nó là chủ đề; vấn đề được giải quyết bởi chủ đề; đối tượng ban đầu và ngôn ngữ mô tả hoặc phương pháp tái tạo mô hình. Bài toán mà chủ thể giải quyết có vai trò đặc biệt trong cấu trúc của mô hình tổng quát. Bên ngoài bối cảnh của một vấn đề hoặc một loại vấn đề, khái niệm mô hình không có ý nghĩa gì.
  2. Mỗi đối tượng vật chất, nói chung, tương ứng với vô số bằng nhauđầy đủ, nhưng về cơ bản là các mô hình khác nhau gắn liền với các nhiệm vụ khác nhau.
  3. Cặp nhiệm vụ-đối tượng cũng tương ứng với nhiều mô hình chứa thông tin giống nhau về nguyên tắc nhưng khác nhau về hình thức trình bày hoặc tái tạo.
  4. Theo định nghĩa, một mô hình luôn chỉ là sự tương đồng tương đối, gần đúng với đối tượng ban đầu và trong về mặt thông tin về cơ bản là kém hơn cái sau. Đây là tài sản cơ bản của nó.
  5. Bản chất tùy ý của đối tượng ban đầu, xuất hiện trong định nghĩa được chấp nhận, có nghĩa là đối tượng này có thể là vật chất, có thể có bản chất thông tin thuần túy, và cuối cùng, có thể là một phức hợp của vật liệu không đồng nhất và thành phần thông tin. Tuy nhiên, bất kể bản chất của đối tượng, bản chất của vấn đề đang được giải quyết và phương pháp thực hiện, mô hình là một sự hình thành thông tin.
  6. Một điều đặc biệt nhưng rất quan trọng đối với các ngành khoa học kỹ thuật phát triển về mặt lý thuyết là trường hợp khi vai trò của một đối tượng mô hình hóa trong nghiên cứu hoặc bài toán ứng dụng Những gì vở kịch không phải là một mảnh của thế giới thực, được xem xét trực tiếp, mà là một cấu trúc lý tưởng nào đó, tức là. trên thực tế, một mô hình khác, được tạo ra trước đó và thực tế đáng tin cậy. Đó chỉ là thứ yếu, và trong trường hợp chung mô phỏng n-fold có thể được thực hiện phương pháp lý thuyết với việc xác minh tiếp theo các kết quả thu được bằng cách sử dụng dữ liệu thực nghiệm, đặc trưng của khoa học tự nhiên cơ bản. Trong các lĩnh vực kiến ​​thức kém phát triển về mặt lý thuyết (sinh học, một số ngành kỹ thuật), mô hình thứ cấp thường bao gồm thông tin thực nghiệm không được các lý thuyết hiện có đề cập đến.

Quá trình xây dựng một mô hình được gọi là mô hình hóa.

Do tính đa nghĩa của khái niệm “mô hình” nên không có cái gọi là khoa học và công nghệ. phân loại thống nhất Các loại mô hình hóa: việc phân loại có thể được thực hiện theo bản chất của mô hình, theo bản chất của các đối tượng được mô hình hóa, theo lĩnh vực ứng dụng mô hình hóa (trong kỹ thuật, khoa học vật lý, điều khiển học, v.v.). Ví dụ: bạn có thể làm nổi bật các loại sau mô hình hóa:

  1. Mô hình thông tin
  2. Mô hình máy tính
  3. Mô hình toán học
  4. Mô hình bản đồ toán học
  5. Mô hình phân tử
  6. Mô hình kỹ thuật số
  7. Mô hình logic
  8. Mô hình sư phạm
  9. Mô hình tâm lý
  10. Mô hình thống kê
  11. Mô hình kết cấu
  12. Mô hình vật lý
  13. Mô hình kinh tế và toán học
  14. Mô hình mô phỏng
  15. Mô hình tiến hóa
  16. Mô hình đồ họa và hình học
  17. Mô hình hóa toàn diện

Mô hình máy tínhbao gồm quá trình triển khai mô hình thông tin trên máy tính và nghiên cứu đối tượng mô hình hóa bằng mô hình này - tiến hành thử nghiệm tính toán. Nhiều vấn đề khoa học và công nghiệp được giải quyết với sự trợ giúp của mô hình máy tính.

Việc cô lập các khía cạnh thiết yếu của một đối tượng thực và trừu tượng hóa khỏi các thuộc tính thứ cấp của nó theo quan điểm của nhiệm vụ hiện tại cho phép một người phát triển khả năng phân tích. Triển khai mô hình đối tượng trên máy tính cần có kiến ​​thức chương trình ứng dụng cũng như các ngôn ngữ lập trình.

Phần thực hành tôi xây dựng mô hình theo sơ đồ sau:

  1. Tuyên bố vấn đề (mô tả vấn đề, mô hình hóa mục tiêu, hình thức hóa vấn đề);
  2. Phát triển mô hình;
  3. Thí nghiệm máy tính;
  4. Phân tích kết quả mô phỏng.

PHẦN THỰC HÀNH

Mô hình hóa các quá trình và hiện tượng khác nhau

Bài 1 “Xác định nhiệt dung riêng của một chất.”

Mục đích của công việc: xác định bằng thực nghiệm nhiệt dung riêng của một chất nhất định.

Giai đoạn đầu

Giai đoạn thứ hai

  1. Nhập giá trị các đại lượng đo được.
  2. Giới thiệu công thức tính nhiệt dung riêng của một chất.
  3. Tính nhiệt dung riêng.

Giai đoạn thứ ba . So sánh các giá trị được lập bảng và thực nghiệm của nhiệt dung.

Xác định nhiệt dung riêng của một chất

Trao đổi năng lượng bên trong giữa cơ thể và môi trường không cam kết công việc cơ khí gọi là truyền nhiệt.

Trong quá trình trao đổi nhiệt, sự tương tác giữa các phân tử của vật thể có nhiệt độ khác nhau dẫn đến sự truyền năng lượng từ cơ thể sang nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

Nếu sự trao đổi nhiệt xảy ra giữa các vật thể thì nội năng của tất cả các vật thể nóng lên sẽ tăng nhiều như nội năng của vật thể làm mát giảm đi.

Trình tự công việc:

Cân bình nhôm bên trong của nhiệt lượng kế. Đổ nước vào khoảng một nửa bình và cân lại để xác định khối lượng nước trong bình. Đo nhiệt độ ban đầu của nước trong bình.

Từ một bình có nước sôi dùng chung cho cả lớp, cẩn thận để không bị bỏng tay, lấy một ống trụ kim loại có móc dây rồi hạ xuống nhiệt lượng kế.

Theo dõi sự tăng nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế. Khi nhiệt độ đạt giá trị cực đại và ngừng tăng thì ghi giá trị đó vào bảng.

Lấy ống trụ ra khỏi bình, làm khô bằng giấy lọc, cân và ghi khối lượng của ống trụ vào bảng.

Từ phương trình cân bằng nhiệt

c 1 m 1 (T-t 1 )+c 2 m 2 (T-t 1 )=cm(t 2 -T)

Tính nhiệt dung riêng của chất làm ra hình trụ.

tôi 1 - khối lượng của bình nhôm;

c 1 - nhiệt dung riêng của nhôm;

m2 - khối lượng nước;

từ 2 - nhiệt dung riêng của nước;

t 1 - nhiệt độ nước ban đầu

tôi - khối lượng xi lanh;

t 2 - nhiệt độ ban đầu của chai;

T - nhiệt độ chung

Bài 2 “Nghiên cứu dao động của con lắc lò xo”

Mục đích của công việc: xác định bằng thực nghiệm độ cứng của lò xo và xác định tần số dao động của con lắc lò xo. Tìm sự phụ thuộc của tần số dao động vào khối lượng của tải trọng treo.

Giai đoạn đầu . Một mô hình toán học được biên soạn.

Giai đoạn thứ hai . Làm việc với mô hình đã biên dịch.

  1. Nhập công thức để tính giá trị hằng số lò xo.
  2. Giới thiệu ô công thức tính các giá trị lý thuyết và thực nghiệm của tần số dao động của con lắc lò xo.
  3. Tiến hành thí nghiệm bằng cách treo các vật có khối lượng khác nhau vào một lò xo. Nhập kết quả vào bảng.

Giai đoạn thứ ba . Rút ra kết luận về sự phụ thuộc của tần số dao động vào khối lượng của tải trọng treo. So sánh các giá trị tần số lý thuyết và thực nghiệm.

Mô tả công việc tại xưởng thực nghiệm:

Một tải trọng treo trên một lò xo thép bị mất cân bằng chuyển động dưới tác dụng của trọng lực và độ đàn hồi của lò xo. dao động điều hòa. Tần số dao động tự nhiên của con lắc lò xo được xác định bởi biểu thức

ở đâu k - độ cứng của lò xo; m – trọng lượng cơ thể.

Nhiệm vụ công việc trong phòng thí nghiệm là để xác minh bằng thực nghiệm mô hình thu được về mặt lý thuyết. Để giải quyết vấn đề này trước hết cần xác định độ cứng k lò xo được sử dụng trong lắp đặt phòng thí nghiệm, khối lượng tôi tải và tính tần số tự nhiên 0 dao động của con lắc. Sau đó, treo một khối lượng lớn tôi vào lò xo, tiến hành thí nghiệm kiểm chứng kết quả lý thuyết thu được.

Hoàn thiện công việc.

1. Siết chặt lò xo ở chân ba chân và treo một vật nặng 100 g lên đó. Bên cạnh vật tải, gắn thước đo theo chiều dọc và đánh dấu điểm xuất phát hàng hóa

2. Treo thêm hai vật nặng 100 g vào lò xo và đo độ giãn dài của nó do lực F2Н gây ra. Nhập giá trị lực F và phần mở rộng x vào bảng và bạn sẽ nhận được giá trị độ cứng k lò xo được tính theo công thức

3. Biết độ cứng của lò xo, tính tần số riêng 0 dao động điều hòa của một con lắc lò xo có khối lượng 100, 200, 300 và 400 g.

4. Với mỗi trường hợp, hãy xác định bằng thực nghiệm tần số dao động con lắc. Để làm điều này, hãy đo khoảng thời giant, trong thời gian đó con lắc sẽ thực hiện 10-20 dao động hoàn chỉnh và bạn sẽ nhận được giá trị tần số được tính theo công thức

ở đâu n - số dao động.

5. So sánh giá trị tính toán tần số tự nhiên 0 dao động của con lắc lò xo có tần số, thu được bằng thực nghiệm.

Bài 3 “Định luật bảo toàn cơ năng”

Mục đích của công việc: kiểm tra bằng thực nghiệm định luật bảo toàn cơ năng.

Giai đoạn đầu . Vẽ mô hình toán học.

Giai đoạn thứ hai . Làm việc với mô hình đã biên dịch.

  1. Nhập dữ liệu vào bảng tính.
  2. Nhập công thức tính giá trị thế năng và động năng.
  3. Tiến hành thí nghiệm. Nhập kết quả vào bảng.

Giai đoạn thứ ba . So sánh động năng của quả bóng và độ biến thiên thế năng của nó rồi rút ra kết luận.

Mô tả công việc tại xưởng thực nghiệm

KIỂM TRA ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG CƠ HỌC.

Trong công trình, cần chứng minh bằng thực nghiệm rằng tổng cơ năng của một hệ kín không đổi nếu chỉ có lực hấp dẫn và lực đàn hồi tác dụng giữa các vật.

Bố trí thí nghiệm được thể hiện trên Hình 1. Khi thanh A lệch khỏi vị trí thẳng đứng, quả bóng ở đầu của nó sẽ tăng lên một độ cao nhất định h so với mức đầu vào. Trong trường hợp này, hệ thống quả cầu Trái đất của các vật thể tương tác thu được một nguồn năng lượng dự trữ bổ sungΔEp=mgh.

Nếu thanh được thả ra, nó sẽ quay trở lại vị trí thẳng đứngđến một điểm dừng đặc biệt. Xét lực ma sát và sự thay đổi thế năng biến dạng đàn hồi của thanh là rất nhỏ, có thể cho rằng trong quá trình thanh chuyển động chỉ có lực hấp dẫn và lực đàn hồi tác dụng lên quả bóng. Dựa vào định luật bảo toàn cơ năng, ta có thể suy ra động năng của quả bóng lúc đi qua điểm xuất phát sẽ bằng độ biến thiên thế năng của nó:

Để xác định động năng của quả bóng, cần đo tốc độ của nó. Để thực hiện việc này, hãy cố định thiết bị vào chân ba chân ở độ cao H phía trên mặt bàn, di chuyển thanh có quả bóng sang một bên rồi thả ra. Khi thanh chạm vào điểm dừng, quả bóng nhảy ra khỏi thanh và do quán tính nên tiếp tục chuyển động với vận tốc v theo hướng nằm ngang. Đo khoảng cách của quả bóng tôi khi nó di chuyển dọc theo một parabol, bạn có thể xác định được vận tốc theo phương ngang v:

ở đâu - thời gian quả bóng rơi tự do từ độ cao H.

Khi xác định được khối lượng của quả bóng tôi bằng cách sử dụng thang đo, bạn có thể tìm thấy động năng của nó và so sánh nó với sự thay đổi thế năngΔEp.

Trong phần thực hành của công việc này, tôi đã xây dựng các mô hình quá trình vật lý, cũng như các mô hình toán học, mô tả công việc trong phòng thí nghiệm được đưa ra.

Kết quả của công việc, tôi đã xây dựng các mô hình sau:

Mô hình vật lý chuyển động của cơ thể (Ms Excel, môn vật lý)

Chuyển động thẳng đều, chuyển động có gia tốc đều (Ms Excel, môn vật lý);

Chuyển động của vật bị ném nghiêng một góc so với đường chân trời (Ms Excel, môn vật lý);

Chuyển động của vật có xét đến lực ma sát (Ms Excel, môn vật lý);

Chuyển động của vật thể có xét đến nhiều lực tác dụng lên vật thể (Ms Excel, môn Vật lý);

Xác định nhiệt dung riêng của một chất (Ms Excel, môn vật lý);

Dao động của con lắc lò xo (Ms Excel, môn Vật lý);

Mô hình toán học để tính cấp số số học và đại số; (Cô Excel, môn đại số);

Mô hình tính biến đổi biến đổi trên máy tính (Ms Excel, môn Sinh học);

Xây dựng và nghiên cứu đồ thị hàm số trong chương trình “Toán sống”.

Sau khi xây dựng mô hình, chúng ta có thể kết luận: để xây dựng mô hình một cách chính xác cần phải đặt ra mục tiêu, tôi tuân thủ sơ đồ đã trình bày ở phần lý thuyết.

Phần kết luận

Tôi đã khám phá ra những lợi ích của việc sử dụng chương trình Excel:

MỘT) chức năng Các chương trình Excel rõ ràng đáp ứng tất cả các nhu cầu tự động hóa xử lý dữ liệu thực nghiệm, xây dựng và nghiên cứu mô hình; b) có có thể hiểu được giao diện; V) học excelđược cung cấp bởi các chương trình giáo dục phổ thông về khoa học máy tính, do đó, có thể sử dụng hiệu quả Excel; G) chương trình này nó dễ học và dễ quản lý, điều này về cơ bản rất quan trọng đối với tôi khi còn là sinh viên; e) kết quả hoạt động tại nơi làm việc bảng tính Excel(văn bản, bảng biểu, đồ thị, công thức) được “mở” cho người dùng.

Trong số tất cả các phần mềm được biết đến Công cụ Excel có lẽ có những công cụ phong phú nhất để làm việc với biểu đồ. Chương trình cho phép bạn sử dụng các kỹ thuật tự động hoàn thành để trình bày dữ liệu dưới dạng dạng bảng, nhanh chóng chuyển đổi chúng bằng cách sử dụng thư viện hàm khổng lồ, xây dựng biểu đồ, chỉnh sửa chúng cho hầu hết tất cả các phần tử, phóng to hình ảnh của bất kỳ đoạn nào của biểu đồ, chọn tỷ lệ hàm dọc theo trục, ngoại suy biểu đồ, v.v.

Để tóm tắt công việc, tôi muốn kết luận: mục tiêu đặt ra khi bắt đầu nghiên cứu này đã đạt được. Nghiên cứu của tôi đã chỉ ra rằng thực sự có thể mô phỏng bất kỳ quá trình hoặc hiện tượng nào. Giả thuyết tôi đặt ra là đúng. Tôi đã bị thuyết phục về điều này khi xây dựng đủ số lượng các mô hình như vậy. Để xây dựng bất kỳ mô hình nào, bạn cần tuân thủ các quy tắc nhất định mà tôi đã mô tả trong phần thực tế của công việc này.

Nghiên cứu này sẽ được tiếp tục, các chương trình khác cho phép quá trình mô hình hóa sẽ được nghiên cứu.

THƯ MỤC

  1. Degtyarev B.I., Degtyareva I.B., Pozhidaev S.V. , Giải các bài toán vật lý trên máy tính lập trình, M., Prosveshchenie, 1991.
  2. Trình diễn thí nghiệm vật lý ở trường phổ thông. Ed. Pokrovsky A.A., M. Giáo dục, 1972
  3. Dolgolaptev V. Làm việc trong Excel 7.0. dành cho Windows 95.M., Binom, 1995
  4. Efimenko G.E. Giải quyết vấn đề môi trường bằng bảng tính. Tin học, số 5 – 2000.
  5. Zlatopolsky D.M., Giải phương trình bằng bảng tính. Tin học, số 41 – 2000
  6. Ivanov V. Microsoft Office Hệ thống 2003. Phiên bản tiếng Nga. Nhà xuất bản "Peter", 2005
  7. Izvozchikov V.A., Slutsky A.M., Giải các bài toán vật lý trên máy tính, M., Prosveshchenie, 1999.
  8. Nechaev V.M. Bảng tính và cơ sở dữ liệu. Tin học, số 36-1999
  9. Chương trình dành cho các cơ sở giáo dục phổ thông. Vật lý lớp 7-11, M., Bustard, 2004
  10. Saikov B.P. Excel: biểu đồ. Khoa học và Giáo dục Máy tính số 9 – 2001
  11. Tuyển tập các bài toán vật lý. Ed. S.M. Kozela, M., Khoa học, 1983
  12. Semakin I.G. , Sheina T.Yu, Giảng dạy Khóa học cơ bản khoa học máy tính ở Trung học phổ thông., M., nhà xuất bản Binom, 2004.
  13. Bài học vật lý ở trường học hiện đại. Ed. V.G.Razumovsky, M.Prosveshchenie, 1993

Mô hình hóa là một trong những cách để hiểu thế giới.

Khái niệm mô hình hóa khá phức tạp; nó bao gồm rất nhiều phương pháp mô hình hóa: từ việc tạo ra các mô hình tự nhiên (các bản sao thu nhỏ hoặc phóng to của các đối tượng thực) đến việc rút ra các công thức toán học.

Đối với các hiện tượng và quá trình khác nhau là thích hợp những cách khác mô hình hóa cho mục đích nghiên cứu và kiến ​​thức.

Đối tượng thu được từ quá trình mô hình hóa được gọi là người mẫu. Cần phải rõ ràng rằng đây không nhất thiết phải là một đối tượng thực sự. Nó có thể là công thức toán học, biểu diễn đồ họa và như thế. Tuy nhiên, nó có thể thay thế bản gốc khi nghiên cứu nó và mô tả hành vi.

Mặc dù một mô hình có thể là một bản sao chính xác của bản gốc, nhưng hầu hết các mô hình thường tái tạo lại một số yếu tố quan trọng đối với một nghiên cứu nhất định và bỏ qua phần còn lại. Điều này đơn giản hóa mô hình. Nhưng mặt khác, để tạo ra một mô hình - bản sao chính xác nguyên gốc - có thể là một nhiệm vụ hoàn toàn phi thực tế. Ví dụ: nếu hành vi của một vật thể trong điều kiện không gian được mô phỏng. Chúng ta có thể nói rằng mô hình là một cách mô tả nhất định về thế giới thực.

Việc lập mô hình trải qua ba giai đoạn:

  1. Tạo một mô hình.
  2. Nghiên cứu mô hình.
  3. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn và/hoặc xây dựng các kết luận lý thuyết.

Các loại mô hình số lượng lớn. Dưới đây là một số ví dụ về các loại mô hình:

Mô hình toán học. Đây là những mô hình mang tính biểu tượng mô tả các mối quan hệ số nhất định.

Mô hình đồ họa. Đại diện trực quan những đồ vật phức tạp đến mức việc mô tả chúng theo những cách khác không mang lại cho người ta sự hiểu biết rõ ràng. Ở đây sự rõ ràng của mô hình được thể hiện rõ ràng.

Mô hình mô phỏng. Chúng cho phép bạn quan sát những thay đổi trong hành vi của các phần tử của hệ thống mô hình và tiến hành thử nghiệm bằng cách thay đổi một số tham số của mô hình.

Các chuyên gia từ Những khu vực khác nhau, bởi vì Trong mô hình hóa, vai trò của sự kết nối liên ngành khá lớn.

Đặc điểm của mô hình máy tính

Cải tiến công nghệ tính toán và phân phối rộng rãi những máy tính cá nhân mô hình hóa đã mở ra triển vọng to lớn cho việc nghiên cứu các quá trình và hiện tượng của thế giới xung quanh, trong đó có xã hội loài người.

Mô hình hóa máy tính là đến một mức độ nhất định, mô hình tương tự được mô tả ở trên, nhưng được thực hiện bằng công nghệ máy tính.

Đối với mô hình máy tính, điều quan trọng là phải có phần mềm nhất định.

trong đó phần mềm, nhờ đó việc mô hình hóa máy tính có thể được thực hiện, có thể khá phổ biến (ví dụ: văn bản thông thường và GPU) và rất chuyên biệt, chỉ dành cho loại nhất định người mẫu.

Máy tính thường được sử dụng để mô hình toán học. Ở đây, vai trò của họ là vô giá trong việc thực hiện các phép tính số, trong khi việc phân tích bài toán thường thuộc về con người.

Thông thường trong mô phỏng máy tính các loại khác nhau mô phỏng bổ sung cho nhau. Vì vậy, nếu công thức toán học rất phức tạp, không đưa ra ý tưởng rõ ràng về các quá trình mà nó mô tả, thì đồ họa và mô hình mô phỏng. Hình ảnh máy tính có thể rẻ hơn nhiều sáng tạo thực sự các mô hình tự nhiên

Với sự ra đời của máy tính mạnh mẽ, mô hình đồ họa dựa trên hệ thống kỹ thuật để tạo ra các bản vẽ, sơ đồ, đồ thị.