Kompyuter tajribasi Kompyuter tajribasi Yangi dizayn ishlanmalariga hayot baxsh etish, ishlab chiqarishga yangi texnik yechimlarni joriy etish. Kompyuter tajribasi
Kompyuter tajribasi Kompyuter tajribasi Yangi dizayn ishlanmalariga hayot bag'ishlash, ishlab chiqarishga yangi texnik echimlarni joriy etish yoki yangi g'oyalarni sinab ko'rish uchun tajriba kerak. Yaqin o'tmishda bunday tajriba laboratoriya sharoitida u uchun maxsus yaratilgan qurilmalarda yoki in situ amalga oshirilishi mumkin edi, ya'ni. mahsulotning haqiqiy namunasi bo'yicha, uni barcha turdagi sinovlardan o'tkazing. Bu katta moddiy xarajatlar va vaqtni talab qiladi. Modellarning kompyuter tadqiqotlari yordamga keldi. Kompyuter tajribasini o'tkazishda modellarning to'g'riligi tekshiriladi. Modelning xatti-harakati ob'ektning turli parametrlari ostida o'rganiladi. Har bir tajriba natijalarni tushunish bilan birga keladi. Agar kompyuter tajribasining natijalari echilayotgan masalaning ma'nosiga zid bo'lsa, unda xatoni noto'g'ri tanlangan modeldan yoki uni hal qilish algoritmi va usulidan izlash kerak. Xatolarni aniqlash va bartaraf etishdan so'ng, kompyuter tajribasi takrorlanadi. Yangi dizayn ishlanmalariga hayot berish, ishlab chiqarishga yangi texnik echimlarni joriy etish yoki yangi g'oyalarni sinab ko'rish uchun tajriba kerak. Yaqin o'tmishda bunday tajriba laboratoriya sharoitida u uchun maxsus yaratilgan qurilmalarda yoki in situ amalga oshirilishi mumkin edi, ya'ni. mahsulotning haqiqiy namunasi bo'yicha, uni barcha turdagi sinovlardan o'tkazing. Bu katta moddiy xarajatlar va vaqtni talab qiladi. Modellarning kompyuter tadqiqotlari yordamga keldi. Kompyuter tajribasini o'tkazishda modellarning to'g'riligi tekshiriladi. Modelning xatti-harakati ob'ektning turli parametrlari ostida o'rganiladi. Har bir tajriba natijalarni tushunish bilan birga keladi. Agar kompyuter tajribasining natijalari echilayotgan masalaning ma'nosiga zid bo'lsa, unda xatoni noto'g'ri tanlangan modeldan yoki uni hal qilish algoritmi va usulidan izlash kerak. Xatolarni aniqlash va bartaraf etishdan so'ng, kompyuter tajribasi takrorlanadi.
Matematik model deganda ob'ekt yoki jarayonning muhim xususiyatlarini aks ettiruvchi formulalar, tengsizliklar va boshqalarning matematik munosabatlari tizimi tushuniladi. Matematik model deganda ob'ekt yoki jarayonning muhim xususiyatlarini aks ettiruvchi formulalar, tengsizliklar va boshqalarning matematik munosabatlari tizimi tushuniladi.
Turli fanlardan masalalarni modellashtirish Turli fanlardan masalalarni modellashtirish Iqtisodiyot Iqtisodiyot Iqtisodiyot Astronomiya Astronomiya Astronomiya Fizika Fizika Fizika Ekologiya Ekologiya Ekologiya Biologiya Biologiya Biologiya Geografiya Geografiya Geografiya
Mahsulotlarni kelishilgan narxlarda sotuvchi mashinasozlik zavodi ishlab chiqarishga ma'lum miqdorda mablag' sarflab, ma'lum daromad oldi. Sof foydaning investitsiya qilingan mablag'larga nisbatini aniqlang. Mahsulotlarni kelishilgan narxlarda sotuvchi mashinasozlik zavodi ishlab chiqarishga ma'lum miqdorda mablag' sarflab, ma'lum daromad oldi. Sof foydaning investitsiya qilingan mablag'larga nisbatini aniqlang. Muammoning bayoni Muammoning bayoni Simulyatsiyaning maqsadi eng katta sof foyda olish uchun mahsulot ishlab chiqarish va sotish jarayonini o'rganishdir. Iqtisodiy formulalar yordamida sof foydaning qo'yilgan mablag'larga nisbatini toping. Modellashtirishning maqsadi eng katta sof foyda olish uchun mahsulotni ishlab chiqarish va sotish jarayonini o'rganishdir. Iqtisodiy formulalar yordamida sof foydaning qo'yilgan mablag'larga nisbatini toping.
Modellashtirish ob'ektining asosiy parametrlari: daromad, tannarx, foyda, rentabellik, foyda solig'i. Modellashtirish ob'ektining asosiy parametrlari: daromad, tannarx, foyda, rentabellik, foyda solig'i. Kirish ma'lumotlari: Kirish ma'lumotlari: daromad B; daromad B; xarajatlar (xarajat) S. xarajatlar (narxi) S. Biz asosiy iqtisodiy bog'liqliklardan foydalanib, boshqa parametrlarni topamiz. Foyda qiymati P=B-S daromad va tannarx o'rtasidagi farq sifatida aniqlanadi. Biz asosiy iqtisodiy bog'liqliklardan foydalangan holda boshqa parametrlarni topamiz. Foyda qiymati P=B-S daromad va tannarx o'rtasidagi farq sifatida aniqlanadi. Rentabellik r formula yordamida hisoblanadi:. Rentabellik r formula yordamida hisoblanadi:. 50% rentabellikning marjinal darajasiga mos keladigan foyda ishlab chiqarish S tannarxining 50% ni tashkil etadi, ya'ni. S*50/100=S/2, shuning uchun foyda solig'i N quyidagicha aniqlanadi: 50% rentabellikning marjinal darajasiga mos keladigan foyda S mahsulot tannarxining 50%, ya'ni. S*50/100=S/2, shuning uchun foyda solig'i N quyidagicha aniqlanadi: agar r
Natijalarni tahlil qilish Natijalarni tahlil qilish Olingan model rentabellikka qarab foyda solig'ini aniqlash, sof foyda miqdorini avtomatik ravishda qayta hisoblash va sof foydaning investitsiya qilingan mablag'larga nisbatini topish imkonini beradi. Olingan model rentabellikka qarab foyda solig'ini aniqlash, sof foyda miqdorini avtomatik ravishda qayta hisoblash va sof foydaning investitsiya qilingan mablag'larga nisbatini topish imkonini beradi. Kompyuter tajribasi shuni ko'rsatadiki, sof foydaning investitsiya qilingan mablag'larga nisbati daromadning ortishi bilan ortadi va ishlab chiqarish xarajatlarining oshishi bilan kamayadi. Kompyuter tajribasi shuni ko'rsatadiki, sof foydaning investitsiya qilingan mablag'larga nisbati daromadning ortishi bilan ortadi va ishlab chiqarish xarajatlarining oshishi bilan kamayadi.
Vazifa. Vazifa. Sayyoralarning orbitadagi tezligini aniqlang. Buning uchun quyosh tizimining kompyuter modelini yarating. Muammoning bayoni Simulyatsiyadan maqsad sayyoralarning orbitadagi tezligini aniqlashdir. Modellashtirish ob'ekti: Quyosh tizimi, uning elementlari sayyoralar. Sayyoralarning ichki tuzilishi hisobga olinmaydi. Biz sayyoralarni quyidagi xususiyatlarga ega elementlar sifatida ko'rib chiqamiz: nomi; R - Quyoshdan masofa (astronomik birliklarda; astronomik birliklarda. Yerdan Quyoshgacha bo'lgan o'rtacha masofa); t - Quyosh atrofida aylanish davri (yillarda); V - orbital tezlik (astro birlik/yil), agar sayyoralar Quyosh atrofida doimiy tezlikda aylana bo'ylab harakatlanadi deb faraz qilinadi.
Natijalarni tahlil qilish Natijalarni tahlil qilish 1. Hisoblash natijalarini tahlil qilish. Quyoshga yaqinroq joylashgan sayyoralarning orbital tezligi yuqoriroq, deyish mumkinmi? 1. Hisoblash natijalarini tahlil qiling. Quyoshga yaqinroq joylashgan sayyoralarning orbital tezligi yuqoriroq, deyish mumkinmi? 2. Quyosh tizimining taqdim etilgan modeli statikdir. Ushbu modelni yaratishda biz sayyoralarning orbital harakati davomida Quyoshgacha bo'lgan masofadagi o'zgarishlarni e'tiborsiz qoldirdik. Qaysi sayyora uzoqroqda ekanligini va masofalar o'rtasidagi taxminiy munosabatlarni bilish uchun bu ma'lumot etarli. Agar biz Yer va Mars orasidagi masofani aniqlamoqchi bo'lsak, unda vaqtinchalik o'zgarishlarni e'tiborsiz qoldira olmaymiz va bu erda dinamik modeldan foydalanishga to'g'ri keladi. 2. Quyosh tizimining taqdim etilgan modeli statikdir. Ushbu modelni yaratishda biz sayyoralarning orbital harakati davomida Quyoshgacha bo'lgan masofadagi o'zgarishlarni e'tiborsiz qoldirdik. Qaysi sayyora uzoqroqda ekanligini va masofalar o'rtasidagi taxminiy munosabatlarni bilish uchun bu ma'lumot etarli. Agar biz Yer va Mars orasidagi masofani aniqlamoqchi bo'lsak, unda vaqtinchalik o'zgarishlarni e'tiborsiz qoldira olmaymiz va bu erda dinamik modeldan foydalanishga to'g'ri keladi.
Kompyuter tajribasi Kompyuter modeliga dastlabki ma'lumotlarni kiriting. (Masalan: =0,5; =12) Avtomobil tog`dan pastga tushishi uchun ishqalanish koeffitsientini toping (ma'lum burchak ostida). Mashinaning tog'da turish burchagini toping (ma'lum ishqalanish koeffitsienti uchun). Agar ishqalanish kuchiga e'tibor berilmasa, natija qanday bo'ladi? Natijalarni tahlil qilish Ushbu kompyuter modeli jismoniy tajriba o'rniga hisoblash tajribasini o'tkazish imkonini beradi. Manba ma'lumotlarining qiymatlarini o'zgartirish orqali siz tizimdagi barcha o'zgarishlarni ko'rishingiz mumkin. Shunisi qiziqki, qurilgan modelda natija avtomobilning massasiga ham, tortishish tezlashishiga ham bog'liq emas.
Vazifa. Vazifa. Tasavvur qiling-a, Yerda faqat bitta chuchuk suv manbai qoladi - Baykal ko'li. Baykal necha yil davomida butun dunyo aholisini suv bilan ta'minlaydi? Tasavvur qiling-a, Yerda faqat bitta chuchuk suv manbai qoladi - Baykal ko'li. Baykal necha yil davomida butun dunyo aholisini suv bilan ta'minlaydi?
Modelni ishlab chiqish Modelni ishlab chiqish Matematik modelni qurish uchun biz dastlabki ma'lumotlarni aniqlaymiz. Belgilaymiz: Matematik modelni qurish uchun biz dastlabki ma'lumotlarni aniqlaymiz. Belgilaymiz: V - Baykal ko'lining hajmi km3; V - Baykal ko'lining hajmi km3; N - Yer aholisi 6 milliard kishi; N - Yer aholisi 6 milliard kishi; p - bir kishi uchun kuniga suv iste'moli (o'rtacha) 300 l. p - bir kishi uchun kuniga suv iste'moli (o'rtacha) 300 l. 1l dan beri. = 1 dm3 suv, ko'l suvining V ni km3 dan dm3 ga aylantirish kerak. V (km3) = V * 109 (m3) = V * 1012 (dm3) 1l dan beri. = 1 dm3 suv, ko'l suvining V ni km3 dan dm3 ga aylantirish kerak. V (km3) = V * 109 (m3) = V * 1012 (dm3) Natijada Yer aholisi Baykal ko'li suvlaridan foydalanadigan yillar soni bo'lib, uni g deb belgilaymiz. Demak, g=(V*)/(N*p*365) Natijada Yer aholisi Baykal koʻli suvlaridan necha yillar foydalangan, uni g deb belgilaymiz. Shunday qilib, g=(V*)/(N*p*365) Elektron jadval formulani ko‘rsatish rejimida shunday ko‘rinadi: Formulani ko‘rsatish rejimida elektron jadval shunday ko‘rinadi:
Vazifa. Vazifa. Vaksinani ishlab chiqarish uchun zavodda bakterial madaniyat yetishtirish rejalashtirilgan. Ma'lumki, agar bakteriyalarning massasi x g bo'lsa, bir kundan keyin u (a-bx)x g ga ortadi, bu erda a va b koeffitsientlari bakteriyalar turiga bog'liq. Zavod har kuni vaktsina ishlab chiqarish uchun m bakteriya to'playdi. Reja tuzish uchun 1, 2, 3,..., 30 kundan keyin bakteriyalar massasi qanday o'zgarishini bilish kerak.Vaktsinani ishlab chiqarish uchun zavodda bakterial kulturani etishtirish rejalashtirilgan. Ma'lumki, agar bakteriyalarning massasi x g bo'lsa, bir kundan keyin u (a-bx)x g ga ortadi, bu erda a va b koeffitsientlari bakteriyalar turiga bog'liq. Zavod har kuni vaktsina ishlab chiqarish uchun m bakteriya to'playdi. Rejani tuzish uchun bakteriyalar massasi 1, 2, 3,..., 30 kundan keyin qanday o'zgarishini bilish kerak.
Muammoning bayoni Muammoning bayoni Modellashtirish ob'ekti - vaqtga bog'liq holda aholining o'zgarishi jarayoni. Bu jarayonga ko'plab omillar ta'sir ko'rsatadi: atrof-muhit, tibbiy yordam holati, mamlakatdagi iqtisodiy vaziyat, xalqaro vaziyat va boshqalar. Demografik ma'lumotlarni umumlashtirib, olimlar aholining vaqtga bog'liqligini ifodalovchi funktsiyani oldilar: Modellashtirish ob'ekti - vaqtga qarab populyatsiyani o'zgartirish jarayoni. Bu jarayonga ko'plab omillar ta'sir ko'rsatadi: atrof-muhit, tibbiy yordam holati, mamlakatdagi iqtisodiy vaziyat, xalqaro vaziyat va boshqalar. Demografik ma'lumotlarni umumlashtirib, olimlar aholining vaqtga bog'liqligini ifodalovchi funktsiyani oldilar: f (t) = bu erda a va b koeffitsientlari har bir shtat uchun har xil, f (t) = bu erda a va b koeffitsientlari uchun har xil. har bir holat, e - natural logarifmning asosi. e - natural logarifmning asosi. Bu formula faqat taxminan haqiqatni aks ettiradi. a va b koeffitsientlarining qiymatlarini topish uchun siz statistik ma'lumotnomadan foydalanishingiz mumkin. Ma'lumotnomadan f(t) (t vaqtdagi aholi soni) qiymatlarini olib, formula bo'yicha hisoblangan f(t) ning nazariy qiymatlari formuladan unchalik farq qilmasligi uchun taxminan a va b ni tanlashingiz mumkin. ma'lumotnomadagi haqiqiy ma'lumotlar. Bu formula faqat taxminan haqiqatni aks ettiradi. a va b koeffitsientlarining qiymatlarini topish uchun siz statistik ma'lumotnomadan foydalanishingiz mumkin. Ma'lumotnomadan f(t) (t vaqtdagi aholi soni) qiymatlarini olib, formula bo'yicha hisoblangan f(t) ning nazariy qiymatlari formuladan unchalik farq qilmasligi uchun taxminan a va b ni tanlashingiz mumkin. ma'lumotnomadagi haqiqiy ma'lumotlar.
Kompyuterdan o'quv faoliyati uchun vosita sifatida foydalanish tabiiy fanlarning ko'plab masalalarini o'rganishga an'anaviy yondashuvlarni qayta ko'rib chiqish, o'quvchilarning eksperimental faoliyatini kuchaytirish, o'quv jarayonini modellashtirish asosida haqiqiy bilish jarayoniga yaqinlashtirish imkonini beradi. texnologiya. Kompyuterdan o'quv faoliyati uchun vosita sifatida foydalanish tabiiy fanlarning ko'plab masalalarini o'rganishga an'anaviy yondashuvlarni qayta ko'rib chiqish, o'quvchilarning eksperimental faoliyatini kuchaytirish, o'quv jarayonini modellashtirish asosida haqiqiy bilish jarayoniga yaqinlashtirish imkonini beradi. texnologiya. Kompyuterda inson faoliyatining turli sohalariga oid masalalarni yechish nafaqat talabalarning modellashtirish texnologiyasi bo'yicha bilimlariga, balki, tabiiyki, ma'lum bir fan sohasi bo'yicha bilimlariga ham asoslanadi. Shu munosabat bilan modellashtirish bo'yicha taklif etilayotgan darslarni talabalar umumta'lim fanidan materialni o'rganib chiqqandan so'ng o'tkazish maqsadga muvofiqdir, informatika o'qituvchisi turli ta'lim sohalari o'qituvchilari bilan hamkorlik qilishi kerak. Ikkilik darslarni o'tkazishda ma'lum tajriba mavjud, ya'ni. informatika o‘qituvchisi fan o‘qituvchisi bilan birgalikda o‘tadigan darslar. Kompyuterda inson faoliyatining turli sohalariga oid masalalarni yechish nafaqat talabalarning modellashtirish texnologiyasi bo'yicha bilimlariga, balki, tabiiyki, ma'lum bir fan sohasi bo'yicha bilimlariga ham asoslanadi. Shu munosabat bilan modellashtirish bo'yicha taklif etilayotgan darslarni talabalar umumta'lim fanidan materialni o'rganib chiqqandan so'ng o'tkazish maqsadga muvofiqdir, informatika o'qituvchisi turli ta'lim sohalari o'qituvchilari bilan hamkorlik qilishi kerak. Ikkilik darslarni o'tkazishda ma'lum tajriba mavjud, ya'ni. informatika o‘qituvchisi fan o‘qituvchisi bilan birgalikda o‘tadigan darslar.
Bobning oxirida biz savolni ko'rib chiqamiz: kompyuter tajribasi va kompyuter modelini qaerga tasniflash kerak ( kompyuter simulyatsiyalar) !
Dastlab, kompyuter modellashtirish meteorologiya va yadro fizikasida paydo bo'lgan, ammo bugungi kunda uni fan va texnikada qo'llash doirasi juda keng. Bu borada juda yorqin misol "global modellashtirish", bu erda dunyo bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiluvchi quyi tizimlar to'plami sifatida qaraladi: aholi, jamiyat, iqtisodiyot, oziq-ovqat ishlab chiqarish, innovatsiyalar majmuasi, Tabiiy resurslar, dunyoning yashash joylari, mamlakatlari va mintaqalari (birinchi misol - Rim klubining 1972 yilda nashr etilgan "O'sish chegaralari" hisoboti). Ushbu quyi tizimlarning rivojlanishi va o'zaro ta'siri global dinamikani belgilaydi.
Ko'rinib turibdiki, biz bu erda chiziqli bo'lmagan o'zaro ta'sirlar massasiga ega bo'lgan o'ta murakkab tizim bilan shug'ullanamiz. VIO tipidagi modelni qurish mumkin emas. Shuning uchun, bu erda ular quyidagicha davom etadilar. Turli quyi tizimlarga mansub mutaxassislardan iborat ko'p tarmoqli guruh yig'ilgan. Bu guruh o'z a'zolarining bilimlariga tayangan holda juda ko'p turli xil elementlar va bog'lanishlardan oqim sxemasini tuzadi. Ushbu blok diagramma modellashtirilayotgan tizimni ifodalovchi matematik kompyuter modeliga aylantiriladi. Shundan so'ng kompyuter modeli bilan raqamli tajribalar o'tkaziladi, ya'ni. ob'ektlar va jarayonlarning modellarini yaratish, disk raskadrovka va bajarish nuqtai nazaridan haqiqiy murakkab eksperimentga o'xshash kompyuter tajribalari.
Fikrlash tajribalari va kompyuter tajribalari o'rtasida ma'lum bir o'xshashlik mavjud. Kompyuter tajribasida, uning davomida ishlab chiqilgan kompyuter modeli fikrlash tajribasidagi VIO modelining analogidir. Ikkala holatda ham eksperimental tadqiqot adekvat nazariy modelni izlash elementi hisoblanadi. Ushbu qidiruv jarayonida birinchi holda, PIO'lar va ular o'rtasidagi o'zaro ta'sirlar (va ularning kattaligi), ikkinchi holatda esa elementlar va ulanishlar (va ularning kattaligi) tanlanadi. Ushbu taqqoslashdan ko'rinib turibdiki, bunday eksperimental faoliyatning natijasi ikkala holatda ham yangi bilimlarning paydo bo'lishi mumkin. Ya'ni, kompyuter modellari hodisaning nazariy VIO modellariga mos keladi va kompyuter tajribasi ularni qurish vositasidir. Bunday holda, tajriba hodisa bilan emas, balki model bilan sodir bo'ladi (ishga ko'ra, xuddi shu narsa ishlarda ko'rsatilgan).
Fizika va boshqa tabiiy fanlarda, "laboratoriya" hodisalarida, haqiqiy tajriba hodisaning o'zida biror narsani o'zgartirishi mumkin ("unga savol berish"). Agar bu VIO-modelni yaratish uchun etarli bo'lsa va uning parametrlarini aniqlashtirish haqida yagona savol qolsa, bu holda kompyuter modeli yuqorida tavsiflanganidan ko'ra ahamiyatsizroq dasturga ega - fizik yoki modelni tavsiflovchi murakkab tenglamalarni echish. texnik tizim, va VIO-modeli allaqachon ko'rsatilgan tizimlar uchun parametrlarni tanlash. Bu holat ko'pincha "raqamli tajriba" deb ataladi.
Biroq, fizika laboratoriyaga joylashtirishdan oldin sifat jihatidan o'rganilishi kerak bo'lgan hodisalar, masalan, yadro energiyasining chiqishi yoki elementar zarrachalarning tug'ilishi bilan ham shug'ullanadi. Shunga o'xshash vaziyat yuzaga kelishi mumkin: 1) fikrlash tajribasi uchun sanab o'tilgan haqiqiy eksperimentning iqtisodiy yoki texnik murakkabligi holatlarida, 2) VIO modeli mavjud bo'lmaganda, ya'ni. hodisaning nazariyasi yo'qligi (turbulent oqimlarda bo'lgani kabi). Yadro va zarrachalar fizikasida bizda birinchi, agar ikkalasi bo'lmasa ham, holatlar mavjud. Bu erda biz "global modellashtirish" ga o'xshash vaziyatga egamiz va kompyuter simulyatsiyasi orqali nazariy modellar bilan tajriba qilishni boshlaymiz. Shuning uchun kompyuter modellashtirish yadro fizikasida juda erta paydo bo'lganligi ajablanarli emas.
Shunday qilib, "global modellashtirish" misolida bo'lgani kabi, noan'anaviy holatda kompyuter tajribasi va kompyuter modellari, mos ravishda, aqliy VIO tajribasiga va hodisaning nazariy VIO modellariga mos keladi.
Tajriba - bu ikki tomon o'rtasidagi aloqa shakli - hodisa va nazariy model. Asos sifatida, bu ikki tomon bilan manipulyatsiya qilish imkoniyatini nazarda tutadi. Haqiqiy eksperimentda eksperiment hodisa bilan, aqliy va kompyuter tajribasida esa model bilan sodir bo'ladi. Ammo ikkala holatda ham maqsad adekvat nazariy model shaklida yangi bilimlarni olishdir.
- Bunga E.Vinsbergning fikri kiradi: “Haqiqiy eksperiment har doim faqat qiziqish ob'ektini manipulyatsiya qiladi, degan to'g'ri emas.Aslida, real tajribada ham, simulyatsiyada ham tadqiqotda manipulyatsiya qilinadigan narsalar o'rtasida murakkab bog'liqlik mavjud. , bir tomondan, tadqiqot maqsadi boʻlgan real dunyo tizimlari, ikkinchi tomondan... Masalan, Mendel noʻxatni manipulyatsiya qilgan va umumiy irsiyat hodisasini oʻrganishga qiziqqan”.
L. V. Pigalitsin,
, www.levpi.narod.ru, Munitsipal ta'lim muassasasi 2-sonli o'rta maktab, Dzerjinsk, Nijniy Novgorod viloyati.
Kompyuterda jismoniy tajriba
4. Hisoblash kompyuter tajribasi
Hisoblash tajribasi burilishlari
mustaqil fan sohasiga aylandi.
R.G.Efremov, fizika-matematika fanlari doktori
Hisoblash kompyuter tajribasi ko'p jihatdan an'anaviy (to'liq masshtabli) tajribaga o'xshaydi. Bunga eksperimentlarni rejalashtirish, eksperimental tizimni yaratish, nazorat sinovlarini o'tkazish, bir qator eksperimentlar o'tkazish, eksperimental ma'lumotlarni qayta ishlash, ularni sharhlash va boshqalar kiradi. Biroq, u haqiqiy ob'ektda emas, balki uning matematik modelida amalga oshiriladi, eksperimental o'rnatish rolini maxsus dastur bilan jihozlangan kompyuter o'ynaydi.
Hisoblash tajribalari tobora ommalashib bormoqda. U ko'plab institut va universitetlarda, masalan, Moskva davlat universitetida qo'llaniladi. M.V.Lomonosov, MPGU, SB RAS Sitologiya va genetika instituti, RAS molekulyar biologiya instituti va boshqalar Olimlar allaqachon haqiqiy, "ho'l" eksperimentsiz muhim ilmiy natijalarga erishishlari mumkin. Buning uchun nafaqat kompyuter kuchi, balki kerakli algoritmlar va eng muhimi, tushunish ham mavjud. Agar ular ilgari bo'lingan bo'lsa - in vivo, in vitro, – keyin endi ko'proq qo'shildi silika ichida. Darhaqiqat, hisoblash tajribasi mustaqil fan sohasiga aylanib bormoqda.
Bunday tajribaning afzalliklari aniq. Bu, qoida tariqasida, tabiiydan arzonroq. Unga osongina va xavfsiz tarzda aralashish mumkin. U istalgan vaqtda takrorlanishi va uzilishi mumkin. Ushbu tajriba laboratoriyada yaratib bo'lmaydigan sharoitlarni simulyatsiya qilishi mumkin. Ammo shuni yodda tutish kerakki, hisoblash tajribasi to'liq miqyosli tajribani to'liq almashtira olmaydi va kelajak ularning oqilona kombinatsiyasida yotadi. Hisoblash kompyuter tajribasi tabiiy tajriba va nazariy modellar o'rtasida ko'prik bo'lib xizmat qiladi. Raqamli modellashtirishning boshlang'ich nuqtasi ko'rib chiqilayotgan fizik tizimning ideallashtirilgan modelini ishlab chiqishdir.
Hisoblash fizik tajribalarining bir nechta misollarini ko'rib chiqaylik.
Inersiya momenti.“Ochiq fizika”da (2.6, 1-qism) bitta naqshli ignaga tortilgan to‘rtta shardan tashkil topgan tizim misolida qattiq jismning inersiya momentini topish bo‘yicha qiziqarli hisoblash tajribasi mavjud. Siz naqshli igna ustidagi bu to'plarning o'rnini o'zgartirishingiz mumkin, shuningdek, aylanish o'qining o'rnini tanlashingiz mumkin, uni naqshli igna o'rtasidan va uning uchlari orqali chizishingiz mumkin. Sharlarning har bir joylashuvi uchun talabalar Shtayner teoremasidan foydalanib, aylanish o'qini parallel ko'chirish bo'yicha inersiya momentining qiymatini hisoblaydilar. Hisob-kitoblar uchun ma'lumotlar o'qituvchi tomonidan taqdim etiladi. Inersiya momentini hisoblab bo‘lgach, ma’lumotlar dasturga kiritiladi va talabalar tomonidan olingan natijalar tekshiriladi.
"Qora quti". Hisoblash tajribasini amalga oshirish uchun talabalarim va men elektr "qora quti" tarkibini o'rganish uchun bir nechta dasturlarni yaratdik. U rezistorlar, akkor lampalar, diodlar, kondansatörler, bobinlar va boshqalarni o'z ichiga olishi mumkin.
Ma'lum bo'lishicha, ba'zi hollarda "qora quti" ni ochmasdan, turli xil qurilmalarni kirish va chiqishga ulash orqali uning mazmunini bilib olish mumkin. Albatta, maktab darajasida bu oddiy uch yoki to'rt terminalli tarmoq uchun amalga oshirilishi mumkin. Bunday topshiriqlar o‘quvchilarning tasavvurini, fazoviy tafakkurini, ijodkorligini rivojlantiradi, ularni yechish chuqur va mustahkam bilim talab etishi haqida gapirmasa ham bo‘ladi. Shuning uchun fizika bo'yicha ko'plab Butunittifoq va xalqaro olimpiadalarda mexanika, issiqlik, elektr va optika bo'yicha "qora qutilar" ni o'rganish eksperimental muammolar sifatida taklif qilingani tasodif emas.
Maxsus kurs darslarida men "qora quti" da uchta haqiqiy laboratoriya ishini o'tkazaman:
- faqat rezistorlar;
– rezistorlar, cho‘g‘lanma lampalar va diodlar;
– rezistorlar, kondensatorlar, bobinlar, transformatorlar va tebranish davrlari.
Strukturaviy tarzda, "qora qutilar" bo'sh gugurt qutilarida yaratilgan. Qutining ichiga joylashtirilgan elektr diagrammasi, va qutining o'zi lenta bilan yopishtirilgan. Tadqiqot asboblar yordamida amalga oshiriladi - avometrlar, generatorlar, osiloskoplar va boshqalar - chunki Buning uchun siz oqim kuchlanishining xarakteristikasi va chastota javobini yaratishingiz kerak. Talabalar asboblar ko'rsatkichlarini kompyuterga kiritadilar, u natijalarni qayta ishlaydi va oqim kuchlanishining xarakteristikasi va chastota reaktsiyasini tuzadi. Bu talabalarga qora qutida qanday qismlar borligini aniqlash va ularning parametrlarini aniqlash imkonini beradi.
Frontalni bajarayotganda laboratoriya ishi"Qora qutilar" bilan asboblar va laboratoriya jihozlarining etishmasligi tufayli qiyinchiliklar paydo bo'ladi. Darhaqiqat, tadqiqot o'tkazish uchun, masalan, 15 ta osiloskop, 15 ta ovoz generatori va boshqalar bo'lishi kerak, ya'ni. Aksariyat maktablarda mavjud bo'lmagan 15 ta qimmatbaho jihozlar. Va bu erda virtual "qora qutilar" yordamga keladi - mos keladi kompyuter dasturlari.
Ushbu dasturlarning afzalligi shundaki, tadqiqot bir vaqtning o'zida butun sinf tomonidan amalga oshirilishi mumkin. Misol tariqasida, faqat rezistorlarni o'z ichiga olgan "qora qutilarni" amalga oshirish uchun tasodifiy sonlar generatoridan foydalanadigan dasturni ko'rib chiqing. Ish stolining chap tomonida "qora quti" mavjud. U faqat nuqtalar orasida joylashgan bo'lishi mumkin bo'lgan rezistorlardan tashkil topgan elektr davrini o'z ichiga oladi A, B, C Va D.
Talabaning ixtiyorida uchta qurilma mavjud: quvvat manbai (hisob-kitoblarni soddalashtirish uchun uning ichki qarshiligi nolga teng bo'ladi va emf dastur tomonidan tasodifiy hosil bo'ladi); voltmetr (ichki qarshilik - cheksizlik); ampermetr (ichki qarshilik nolga teng).
Dastur ishga tushirilganda, "qora quti" ichida tasodifiy ravishda 1 dan 4 gacha qarshilikni o'z ichiga olgan elektr zanjiri hosil bo'ladi. Talaba to'rtta urinishni amalga oshirishi mumkin. Har qanday tugmachani bosgandan so'ng, undan taklif qilingan qurilmalardan istalgan birini "qora quti" terminallariga istalgan ketma-ketlik bilan ulash so'raladi. Masalan, u terminallarga ulangan AB EMF = 3 V bo'lgan oqim manbai (EMF qiymati dastur tomonidan tasodifiy yaratilgan, bu holda u 3 V bo'lib chiqdi). Terminallarga CD Men voltmetrni uladim va uning ko'rsatkichlari 2,5 V bo'lib chiqdi. Bundan xulosa qilish kerakki, "qora quti" ning kamida kuchlanish bo'luvchisi bor. Tajribani davom ettirish uchun voltmetr o'rniga siz ampermetrni ulashingiz va ko'rsatkichlarni olishingiz mumkin. Bu ma'lumotlar sirni hal qilish uchun etarli emasligi aniq. Shuning uchun yana ikkita tajriba o'tkazilishi mumkin: oqim manbai terminallarga ulangan CD, va voltmetr va ampermetr - terminallarga AB. Bu holda olingan ma'lumotlar "qora quti" tarkibini ochish uchun etarli bo'ladi. Talaba qog'ozga diagramma chizadi, rezistorlar parametrlarini hisoblab chiqadi va natijalarni o'qituvchiga ko'rsatadi.
O'qituvchi ishni tekshirib, dasturga tegishli kodni kiritadi va ushbu "qora quti" ichida joylashgan sxema va rezistorlar parametrlari ish stolida paydo bo'ladi.
Dastur mening talabalarim tomonidan BASIC tilida yozilgan. Uni ishga tushirish uchun Windows XP yoki ichida Windows Vista emulyator dasturidan foydalanishingiz mumkin DOS, Masalan, DosBox. Siz uni mening www.physics-computer.by.ru saytimdan yuklab olishingiz mumkin.
Agar "qora quti" ichida chiziqli bo'lmagan elementlar (akkor lampalar, diodlar va boshqalar) mavjud bo'lsa, unda to'g'ridan-to'g'ri o'lchovlarga qo'shimcha ravishda oqim kuchlanishining xarakteristikasi ham olinishi kerak bo'ladi. Buning uchun oqim manbai, kuchlanish bo'lishi kerak, uning chiqishlarida kuchlanish 0 dan ma'lum bir qiymatga o'zgarishi mumkin.
Endüktanslar va sig'imlarni o'rganish uchun virtual ovoz generatori va osiloskop yordamida chastotali javobni olib tashlash kerak.
Tezlik selektori. Keling, "Ochiq fizika" dan (2.6, 2-qism) boshqa dasturni ko'rib chiqaylik, bu sizga mass-spektrometrda tezlikni tanlash moslamasi bilan hisoblash tajribasini o'tkazish imkonini beradi. Mass-spektrometr yordamida zarrachaning massasini aniqlash uchun tezliklar bo'yicha zaryadlangan zarrachalarni oldindan tanlashni amalga oshirish kerak. Bu maqsad deb atalmish tomonidan xizmat qiladi tezlik selektorlari.
Eng oddiy tezlikni tanlash moslamasida zaryadlangan zarralar kesishgan bir hil elektr va magnit maydonlarda harakat qiladi. Yassi kondansatör plitalari o'rtasida elektr maydon hosil bo'ladi va elektromagnit bo'shlig'ida magnit maydon hosil bo'ladi. boshlanish tezligi υ zaryadlangan zarralar vektorlarga perpendikulyar yo'naltirilgan E Va IN .
Zaryadlangan zarrachaga ikkita kuch ta'sir qiladi: elektr quvvati q E va Lorents magnit kuchi q υ × B . Muayyan sharoitlarda bu kuchlar bir-birini aniq muvozanatlashtira oladi. Bunday holda, zaryadlangan zarracha bir tekis va to'g'ri chiziqli harakat qiladi. Kondensator orqali uchib o'tgandan so'ng, zarracha ekrandagi kichik teshikdan o'tadi.
Zarrachaning to'g'ri chiziqli traektoriyasining holati zarrachaning zaryadiga va massasiga bog'liq emas, faqat uning tezligiga bog'liq: qE = qyB→y = E/B.
Kompyuter modelida siz elektr maydon kuchi E, induksiya qiymatlarini o'zgartirishingiz mumkin magnit maydon B va zarrachalarning dastlabki tezligi υ . Tezlikni tanlash bo'yicha tajribalar elektronlar, protonlar, alfa zarralari va uran-235 va uran-238 ning to'liq ionlangan atomlari uchun amalga oshirilishi mumkin. Ushbu kompyuter modelida hisoblash tajribasi quyidagicha amalga oshiriladi: o'quvchilarga qaysi zaryadlangan zarracha tezlikni tanlash moslamasiga uchishi, elektr maydon kuchi va zarrachaning boshlang'ich tezligi haqida ma'lumot beriladi. Talabalar magnit maydon induksiyasini yuqoridagi formulalar yordamida hisoblab chiqadilar. Shundan so'ng ma'lumotlar dasturga kiritiladi va zarrachaning parvozi kuzatiladi. Agar zarracha tezlikni tanlash moslamasi ichida gorizontal ravishda uchib ketsa, u holda hisob-kitoblar to'g'ri amalga oshiriladi.
Bepul paket yordamida murakkabroq hisoblash tajribalarini o'tkazish mumkin "WINDOWS uchun MODEL VISION". Plastik sumka ModelVisionStudium (MVS) murakkab dinamik tizimlarning interaktiv vizual modellarini tezda yaratish va ular bilan hisoblash tajribalarini o'tkazish uchun birlashtirilgan grafik qobiqdir. Paket Sankt-Peterburg davlat texnika universiteti Texnik kibernetika fakultetining taqsimlangan hisoblash va kompyuter tarmoqlari kafedrasi qoshidagi Eksperimental obyekt texnologiyalari tadqiqot guruhi tomonidan ishlab chiqilgan. Erkin qayta taqsimlanishi mumkin bepul versiya paket MVS 3.0 www.exponenta.ru veb-saytida mavjud. Atrof-muhitni simulyatsiya qilish texnologiyasi MVS virtual laboratoriya dastgohi kontseptsiyasiga asoslangan. Foydalanuvchi stendga simulyatsiya qilingan tizimning virtual bloklarini joylashtiradi. Model uchun virtual bloklar kutubxonadan tanlanadi yoki foydalanuvchi tomonidan qayta yaratiladi. Plastik sumka MVS hisoblash eksperimentining asosiy bosqichlarini avtomatlashtirish uchun mo'ljallangan: o'rganilayotgan ob'ektning matematik modelini qurish, modelning dasturiy ta'minotini yaratish, model xususiyatlarini o'rganish va natijalarni tahlil qilish uchun qulay shaklda taqdim etish. O'rganilayotgan ob'ekt uzluksiz, diskret yoki gibrid tizimlar sinfiga tegishli bo'lishi mumkin. Paket murakkab jismoniy va texnik tizimlarni o'rganish uchun eng mos keladi.
Misol tariqasida Keling, juda mashhur muammoni ko'rib chiqaylik. Moddiy nuqta gorizontal tekislikka ma'lum burchak ostida uloqtirilsin va bu tekislik bilan mutlaqo elastik to'qnashsin. Ushbu model modellashtirish paketlarining demo to'plamida deyarli majburiy bo'lib qoldi. Haqiqatan ham, bu doimiy xatti-harakatlar (gravitatsiyaviy maydonda parvoz) va diskret hodisalar (sakrashlar) bilan odatiy gibrid tizimdir. Bu misol, shuningdek, modellashtirishga ob'ektga yo'naltirilgan yondashuvni ko'rsatadi: atmosferada uchayotgan to'p havosiz fazoda uchayotgan to'pning avlodi bo'lib, o'ziga xos xususiyatlarni qo'shish bilan birga barcha umumiy xususiyatlarni avtomatik ravishda meros qilib oladi.
Foydalanuvchi nuqtai nazaridan modellashtirishning oxirgi, yakuniy bosqichi hisoblash eksperimenti natijalarini taqdim etish shaklini tavsiflash bosqichidir. Bu natijalarni real vaqtda tasvirlaydigan jadvallar, grafiklar, sirtlar va hatto animatsiyalar bo'lishi mumkin. Shunday qilib, foydalanuvchi haqiqatda tizimning dinamikasini kuzatadi. Faza maydonidagi nuqtalar, foydalanuvchi tomonidan chizilgan dizayn elementlari harakatlanishi, ranglar sxemasi o'zgarishi va foydalanuvchi, masalan, ekranda isitish yoki sovutish jarayonlarini kuzatishi mumkin. Modelni dasturiy ta'minotni amalga oshirish uchun yaratilgan paketlarda hisoblash eksperimenti davomida parametrlarning qiymatlarini o'zgartirish va o'zgarishlar oqibatlarini darhol ko'rish imkonini beruvchi maxsus oynalarni taqdim etish mumkin.
Jismoniy jarayonlarni vizual modellashtirish bo'yicha juda ko'p ishlar MVS Moskva davlat pedagogika universitetida o'tkazildi. U erda umumiy fizika kursi uchun haqiqiy eksperimental o'rnatishlar bilan bog'lanishi mumkin bo'lgan bir qator virtual ishlar ishlab chiqilgan bo'lib, ular bir vaqtning o'zida displeyda real vaqt rejimida real jismoniy jarayon parametrlarining o'zgarishini kuzatish imkonini beradi. uning adekvatligini aniq ko'rsatib, uning modelining parametrlari. Misol tariqasida “Fizika o‘qituvchisi” mutaxassisligi bo‘yicha amaldagi davlat ta’lim standartlariga mos keladigan ochiq ta’lim internet portalidagi laboratoriya ustaxonasidan mexanika bo‘yicha yettita laboratoriya ishini keltiraman: Atwood mashinasi yordamida to‘g‘ri chiziqli harakatni o‘rganish; o'q tezligini o'lchash; garmonik tebranishlarni qo'shish; velosiped g'ildiragining inersiya momentini o'lchash; qattiq jismning aylanish harakatini o'rganish; fizik mayatnik yordamida erkin tushish tezlanishini aniqlash; fizik mayatnikning erkin tebranishlarini o'rganish.
Birinchi oltitasi virtual va kompyuterda simulyatsiya qilingan ModelVisionStudiumFree, va ikkinchisi ham virtual versiyaga, ham ikkita haqiqiyga ega. Masofaviy o'qitish uchun mo'ljallangan bittasida talaba mustaqil ravishda katta qog'oz qisqichi va o'chirgichdan mayatnik yasashi va uni kompyuter sichqonchasining mili ostiga to'psiz osib qo'yishi, egilish burchagi o'qiladigan mayatnik olishi kerak. maxsus dastur bo'yicha va talaba tomonidan eksperiment natijalarini qayta ishlashda foydalanishi kerak. Ushbu yondashuv eksperimental ish uchun zarur bo'lgan ba'zi ko'nikmalarni faqat shaxsiy kompyuterda, qolganlarini esa mavjud haqiqiy qurilmalar bilan ishlashda va asbob-uskunalarga masofadan kirishda qo'llash imkonini beradi. Moskva davlat pedagogika universiteti fizika fakulteti umumiy va eksperimental fizika kafedrasi ustaxonasida kunduzgi bo'lim talabalarini uyda laboratoriya ishlarini bajarishga tayyorlash uchun mo'ljallangan boshqa variantda talaba eksperimental qurilma bilan ishlash ko'nikmalarini mashq qiladi. virtual model va laboratoriyada bir vaqtning o'zida ma'lum bir real o'rnatish va uning virtual modeli bilan tajriba o'tkazadi. Shu bilan birga, u optik shkala va sekundomer ko'rinishidagi an'anaviy o'lchash asboblaridan, shuningdek, aniqroq va tez ishlaydigan vositalardan - optik sichqoncha va kompyuter taymeriga asoslangan joy o'zgartirish sensoridan foydalanadi. Xuddi shu hodisaning barcha uchta ko'rinishini (an'anaviy, kompyuter va model bilan bog'langan elektron sensorlar yordamida aniqlangan) bir vaqtning o'zida taqqoslash, kompyuterda modellashtirish ma'lumotlari bir muncha vaqt o'tgach boshlanganda modelning muvofiqligi chegaralari haqida xulosa chiqarishga imkon beradi. haqiqiy o'rnatishda suratga olingan o'qishlardan tobora ko'proq farq qilish.
Yuqorida aytilganlar fizik hisoblash tajribasida kompyuterdan foydalanish imkoniyatlarini tugatmaydi. Shunday qilib, ijodiy o'qituvchi va uning shogirdlari uchun virtual va haqiqiy jismoniy tajribalar sohasida doimo foydalanilmagan imkoniyatlar mavjud bo'ladi.
Agar sizda turli xil jismoniy kompyuter tajribalari bo'yicha biron bir fikringiz yoki taklifingiz bo'lsa, iltimos, menga yozing:
U zamonaviy kompyuter ko'p foydalanish. Ular orasida, ma'lumki, kompyuterning axborot jarayonlarini avtomatlashtirish vositasi sifatidagi imkoniyatlari alohida ahamiyatga ega. Ammo uning imkoniyatlari ham ahamiyatli emas asbob tajriba-sinov ishlarini olib borish va uning natijalarini tahlil qilish.
Hisoblash tajribasi fanda qadimdan ma’lum. Neptun sayyorasining “qalam uchida” kashf etilganini eslang. Ko'pincha ilmiy tadqiqot natijalari, agar ular matematik modellar shaklida taqdim etilishi va matematik hisoblar bilan tasdiqlanishi mumkin bo'lsagina ishonchli hisoblanadi. Bundan tashqari, bu nafaqat fizikaga tegishli
yoki texnik dizayn, balki sotsiologiya, tilshunoslik, marketing - matematikadan uzoqda bo'lgan an'anaviy gumanitar fanlar.
Hisoblash tajribasi - bu nazariy usul bilim. Ushbu usulning rivojlanishi raqamli modellashtirish- kompyuterlarning paydo bo'lishi tufayli keng tarqalgan nisbatan yangi ilmiy usul.
Raqamli modellashtirish amaliyotda ham, ilmiy tadqiqotlarda ham keng qo'llaniladi.
Misol. Matematik modellarni yaratmasdan va o'lchash asboblaridan keladigan doimiy o'zgaruvchan ma'lumotlar bo'yicha turli xil hisob-kitoblarni amalga oshirmasdan, avtomatik ishlab chiqarish liniyalari, avtopilotlar, kuzatuv stantsiyalari va avtomatik diagnostika tizimlarining ishlashi mumkin emas. Bundan tashqari, tizimlarning ishonchliligini ta'minlash uchun hisob-kitoblar real vaqt rejimida amalga oshirilishi kerak va ularning xatolari foizning milliondan bir qismini tashkil qilishi mumkin.
Misol. Zamonaviy astronomni ko'pincha teleskopning okulyarida emas, balki kompyuter displeyi oldida ko'rish mumkin. Va nafaqat nazariyotchi, balki kuzatuvchi ham. Astronomiya noodatiy fandir. U, qoida tariqasida, tadqiqot ob'ektlari bilan bevosita tajriba o'tkaza olmaydi. Turli xil turlari radiatsiya (elektromagnit, tortishish, neytrino yoki kosmik nurlar oqimlari) astronomlar faqat "josuslik" va "eshitish". Bu shuni anglatadiki, siz kuzatishlardan iloji boricha ko'proq ma'lumot olishni o'rganishingiz va ushbu kuzatishlarni tavsiflovchi gipotezalarni sinab ko'rish uchun ularni hisob-kitoblarda takrorlashingiz kerak. Boshqa fanlarda bo'lgani kabi astronomiyada ham kompyuterlarning qo'llanilishi nihoyatda xilma-xildir. Bunga kuzatishlarni avtomatlashtirish va ularning natijalarini qayta ishlash kiradi (astronomlar tasvirlarni okulyarda emas, balki maxsus asboblarga ulangan monitorda ko'rishadi). Katta kataloglar (yulduzlar, spektral tahlillar, kimyoviy birikmalar va boshqalar) bilan ishlash uchun ham kompyuterlar kerak.
Misol."Choy piyoladagi bo'ron" iborasini hamma biladi. Bo'ron kabi murakkab gidrodinamik jarayonni batafsil o'rganish uchun murakkab raqamli modellashtirish usullaridan foydalanish kerak. Shuning uchun, yirik gidrometeorologiya markazlarida kuchli kompyuterlar mavjud: kompyuter protsessorining kristalida "bo'ron o'ynadi".
Agar siz unchalik murakkab bo'lmagan hisob-kitoblarni amalga oshirayotgan bo'lsangiz ham, lekin ularni million marta takrorlashingiz kerak bo'lsa ham, dasturni bir marta yozish yaxshidir va kompyuter uni kerak bo'lganda ko'p marta takrorlaydi (cheklov, albatta, bo'ladi). kompyuterning tezligi).
Raqamli simulyatsiya bo'lishi mumkin mustaqil usul tadqiqot faqat ba'zi ko'rsatkichlarning qiymatlari (masalan, ishlab chiqarish qiymati yoki galaktikaning integral spektri) qiziqish uyg'otganda, lekin ko'pincha u kengroq ma'noda kompyuter modellarini yaratish vositalaridan biri sifatida ishlaydi. muddat.
Tarixiy jihatdan kompyuterda modellashtirish bo'yicha birinchi ishlar fizika bilan bog'liq bo'lib, unda gidravlika, filtrlash, issiqlik uzatish va issiqlik almashinuvi va mexanika muammolarining butun sinfi raqamli modellash yordamida hal qilindi. qattiq va hokazo. Modellashtirish, asosan, matematik fizikaning murakkab nochiziqli muammolarini hal qilish edi va mohiyatan, albatta, matematik modellashtirish edi. Fizikadagi matematik modellashtirishning muvaffaqiyatlari uning kimyo, elektroenergetika va biologiya muammolarini kengaytirishga yordam berdi va modellashtirish sxemalari bir-biridan unchalik farq qilmadi. Modellashtirish asosida hal qilingan masalalarning murakkabligi faqat mavjud kompyuterlarning kuchi bilan chegaralangan. Ushbu turdagi modellashtirish bugungi kunda ham keng tarqalgan. Bundan tashqari, raqamli modellashtirishni ishlab chiqish jarayonida qo'llashni osonlashtiradigan va modellashtirish imkoniyatlarini kengaytiradigan kichik dasturlar va funktsiyalarning butun kutubxonalari to'plangan. Va shunga qaramay, hozirgi vaqtda "kompyuterli modellashtirish" tushunchasi odatda fundamental tabiiy fanlar bilan emas, balki birinchi navbatda tizim tahlili kibernetika nuqtai nazaridan murakkab tizimlar (ya'ni boshqaruv, o'zini o'zi boshqarish, o'zini o'zi tashkil etish nuqtai nazaridan). Hozir esa kompyuterda modellashtirish biologiya, makroiqtisodiyot, avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarini yaratishda va hokazolarda keng qo'llaniladi.
Misol. Oldingi paragrafda tasvirlangan Piaget tajribasini eslang. Bu, albatta, haqiqiy ob'ektlar bilan emas, balki displey ekranidagi jonlantirilgan tasvir bilan amalga oshirilishi mumkin edi. Ammo o'yinchoqlarning harakatini oddiy plyonkada suratga olish va televizorda ko'rsatish mumkin edi. Bunday holda kompyuterdan foydalanishni kompyuter simulyatsiyasi deb atash o'rinlimi?
Misol. Vertikal yuqoriga yoki ufqqa burchak ostida tashlangan jismning parvozi modeli, masalan, vaqt funktsiyasi sifatida tananing balandligi grafigi. Siz uni qurishingiz mumkin
a) nuqtali qog'oz varag'ida;
b) grafik muharrirda bir xil nuqtalarda;
c) biznes grafik dasturidan foydalanish, masalan, in
elektron jadvallar;
d) nafaqat ko'rsatadigan dastur yozish orqali
yaralar parvoz yo'li, balki turli xil o'rnatish imkonini beradi
ny boshlang'ich ma'lumotlar (qiyalik burchagi, dastlabki tezlik
o'sish).
Nima uchun b) variantni kompyuter modeli deb atashni xohlamaysiz, lekin c) va d) variantlari ushbu nomga to'liq mos keladi?
ostida kompyuter modeli ko'pincha ma'lum bir ob'ektning xarakteristikalari va xatti-harakatlariga taqlid qilishni ta'minlaydigan dasturga (yoki dasturga va maxsus qurilmaga) ishora qiladi. Ushbu dasturning natijasi kompyuter modeli deb ham ataladi.
Ixtisoslashgan adabiyotlarda "kompyuter modeli" atamasi quyidagicha aniqroq ta'riflangan:
O'zaro bog'langan kompyuter jadvallari, sxemalar, diagrammalar, grafiklar, chizmalar, animatsiya fragmentlari, gipermatnlar va boshqalar yordamida tasvirlangan va strukturani (elementlar va ular o'rtasidagi munosabatlarni) aks ettiruvchi ob'ekt yoki ob'ektlarning (jarayonlar, hodisalar) ba'zi tizimining odatiy tasviri. ) ob'ekt. Ushbu turdagi kompyuter modellari deyiladi strukturaviy va funktsional;
Hisob-kitoblar ketma-ketligi va ularning natijalarini grafik ko'rsatishdan foydalanib, ob'ektning turli xil, odatda tasodifiy omillar ta'siri ostida uning ishlash jarayonlarini takrorlash (taqlid qilish) imkonini beradigan alohida dastur yoki dasturlar to'plami. . Bunday modellar deyiladi taqlid qilish.
Kompyuter modellari oddiy yoki murakkab bo'lishi mumkin. Oddiy modellar Siz dasturlashni o'rganayotganingizda yoki ma'lumotlar bazasini yaratayotganingizda qayta-qayta yaratgansiz. Uch o'lchovli grafik tizimlarda, ekspert tizimlarida va avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarida juda murakkab kompyuter modellari quriladi va qo'llaniladi.
Misol. Kompyuterdan foydalangan holda inson faoliyati modelini yaratish g'oyasi yangi emas va u sinab ko'rilmagan faoliyat sohasini topish qiyin. Ekspert tizimlari - bu bilimlar bazasini tashkil etuvchi to'plangan bilimlar asosida har qanday fan sohasidagi muammolarni hal qilishda mutaxassisning harakatlarini simulyatsiya qiluvchi kompyuter dasturlari. ES aqliy faoliyatni modellashtirish muammosini hal qiladi. Modellarning murakkabligi tufayli ESni ishlab chiqish odatda bir necha yil davom etadi.
Zamonaviy ekspert tizimlari, bilimlar bazasidan tashqari, pretsedent bazaga ham ega - masalan, haqiqiy odamlarning so'rovi natijalari va ularning faoliyatining keyingi muvaffaqiyati/muvaffaqiyatlari haqidagi ma'lumotlar. Masalan, Nyu-York politsiyasi ekspert tizimining pretsedent bazasi 786 ta 000 odamlar, Xobbi markazi (korxonada kadrlar siyosati) - 512 000 odamlar va ushbu markaz mutaxassislarining fikriga ko'ra, ular ishlab chiqqan ES bazadan oshib ketgandan keyingina kutilgan aniqlik bilan ishlay boshladi. 200 000 odam, yaratish uchun 6 yil kerak bo'ldi.
Misol. Kompyuter grafikasini yaratishdagi taraqqiyot oddiy yarim tusli tasvirlarga ega uch oʻlchamli modellarning simli ramka tasvirlaridan sanʼat namunalari boʻlgan zamonaviy realistik suratlargacha koʻtarildi. Bu modellashtirish muhitini aniqroq aniqlashdagi muvaffaqiyat natijasida yuzaga keldi. Shaffoflik, aks ettirish, soyalar, yorug'lik naqshlari va sirt xususiyatlari tadqiqot guruhlari doimiy ravishda yanada realroq sun'iy tasvirlarni yaratish uchun yangi algoritmlar bilan shug'ullanadigan ba'zi sohalardir. Bugungi kunda bu usullar yuqori sifatli animatsiya yaratish uchun ham qo'llaniladi.
Amaliy ehtiyojlar V kompyuter modellashtirish apparat ishlab chiquvchilari uchun qiyinchiliklar tug'diradi mablag'lar kompyuter. Ya'ni, usul nafaqat yangi va paydo bo'lishiga faol ta'sir qiladi yangi dasturlar Lekin Va yoqilgan rivojlanish texnik vositalar.
Misol. Odamlar birinchi marta 80-yillarda kompyuter golografiyasi haqida gapira boshladilar. Shunday qilib, kompyuter yordamida loyihalash tizimlarida, geografik axborot tizimlarida qiziqish ob'ektiga nafaqat uch o'lchovli shaklda qarash, balki uni aylantirilishi mumkin bo'lgan gologramma shaklida taqdim etish yaxshi bo'lar edi. , egilib, ichiga qaradi. Haqiqiy ilovalarda foydali bo'lgan gologramma tasvirni yaratish uchun sizga kerak
golografik
Rasmlar 
ko'p sonli pikselli displeylar - milliardgacha. Hozirda bu ish faol davom etmoqda. Golografik displeyni ishlab chiqish bilan bir vaqtda, “haqiqatni almashtirish” tamoyiliga asoslangan uch o‘lchamli ish stansiyasini yaratish bo‘yicha ishlar jadal olib borilmoqda. Ushbu atamaning orqasida inson tabiiy (moddiy-energiya) modellar bilan o'zaro aloqada bo'lgan barcha tabiiy va intuitiv usullarni keng qo'llash g'oyasi yotadi, lekin ayni paytda asosiy e'tibor ularni har tomonlama takomillashtirish va rivojlantirishga qaratilgan. raqamli tizimlarning noyob imkoniyatlari. Masalan, imo-ishoralar va teginishlar yordamida real vaqt rejimida kompyuter gologrammalarini manipulyatsiya qilish va ular bilan o'zaro aloqa qilish mumkin bo'lishi kutilmoqda.
Kompyuterda modellashtirish quyidagilarga ega afzalliklari:
Ko'rinishni ta'minlaydi;
Foydalanish uchun mavjud.
Kompyuter modellashtirishning asosiy afzalligi shundaki, u nafaqat kuzatish, balki ba'zi bir maxsus sharoitlarda tajriba natijasini bashorat qilish imkonini beradi. Ushbu imkoniyat tufayli bu usul biologiya, kimyo, sotsiologiya, ekologiya, fizika, iqtisodiyot va boshqa ko'plab bilim sohalarida qo'llanilishini topdi.
O'qitishda kompyuter simulyatsiyasi keng qo'llaniladi. Maxsus dasturlar yordamida mikrodunyo va astronomik o'lchamdagi dunyo hodisalari, yadro va kvant fizikasi hodisalari, o'simliklarning rivojlanishi va kimyoviy reaktsiyalardagi moddalarning o'zgarishi kabi hodisalarning modellarini ko'rishingiz mumkin.
Ko'pgina kasblar bo'yicha mutaxassislarni tayyorlash, xususan, havo harakatini boshqaruvchi, uchuvchi, atom va elektr stantsiyalari dispetcherlari real vaziyatlarni, shu jumladan favqulodda vaziyatlarni simulyatsiya qiluvchi kompyuter tomonidan boshqariladigan simulyatorlar yordamida amalga oshiriladi.
Laboratoriya ishlarini kompyuterda zarur real qurilmalar va asboblar mavjud bo'lmasa yoki masalani yechish murakkab matematik usullar va ko'p mehnat talab qiladigan hisob-kitoblarni qo'llashni talab qiladigan bo'lsa, amalga oshirilishi mumkin.
Kompyuterda modellashtirish o‘rganilayotgan fizikaviy, kimyoviy, biologik va ijtimoiy qonuniyatlarni “jonlantirish” va model bilan bir qancha tajribalar o‘tkazish imkonini beradi. Ammo shuni unutmasligimiz kerakki, bu tajribalarning barchasi juda shartli xususiyatga ega va ularning tarbiyaviy ahamiyati ham juda shartli.
Misol. Yadroviy parchalanish reaktsiyasidan amaliy foydalanishdan oldin, yadro fiziklari radiatsiya xavfi haqida bilishmagan, ammo "yutuqlar" dan birinchi ommaviy foydalanish (Xirosima va Nagasaki) radiatsiya qanday ekanligini aniq ko'rsatdi.
c odamlar uchun xavflidir. Fiziklar yadroviy elektrotexnikadan boshlashadi.
stantsiyalar bo'lsa, insoniyat uzoq vaqt davomida radiatsiya xavfi haqida bilmas edi. O'tgan asrning boshlarida kimyogarlarning yutug'i - eng kuchli pestitsid DDT - uzoq vaqt davomida odamlar uchun mutlaqo xavfsiz deb hisoblangan -
Kuchli zamonaviy texnologiyalardan foydalanish, noto'g'ri dasturiy mahsulotlarni keng ko'lamda takrorlash va o'ylamasdan foydalanish sharoitida, haqiqatning kompyuter modelining adekvatligi kabi juda ixtisoslashgan ko'rinadigan masalalar muhim universal ahamiyatga ega bo'lishi mumkin.
Kompyuter tajribalari- u tabiiy yoki ijtimoiy hodisalarni emas, balki naqshlarni o'rganish uchun vositadir.
Shuning uchun, kompyuter tajribasi bilan bir vaqtda, har doim to'liq miqyosli eksperiment o'tkazilishi kerak, shunda tadqiqotchi ularning natijalarini taqqoslab, tegishli modelning sifatini, hodisalarning mohiyatini tushunish chuqurligini baholay oladi. hodisa.
tug'ish. Fizika, biologiya, astronomiya, informatika virtual haqiqat haqida emas, balki real dunyo haqidagi fanlar ekanligini unutmang.
IN ilmiy tadqiqot, ham fundamental, ham amaliy yo'naltirilgan (amaliy), kompyuter ko'pincha rol o'ynaydi zarur vosita eksperimental ish.
Kompyuter tajribasi ko'pincha quyidagilar bilan bog'liq:
Murakkab matematik hisoblar bilan (raqam
chiziqli modellashtirish);
Vizual va / yoki dinamikani qurish va o'rganish bilan
mikrofon modellari (kompyuter modellashtirish).
ostida kompyuter modeli ma'lum bir ob'ektning xarakteristikalari va xatti-harakatlarini simulyatsiya qilishni ta'minlaydigan dastur (yoki maxsus qurilma bilan birgalikda dastur), shuningdek, ushbu dasturning grafik tasvirlar (sobit yoki dinamik) ko'rinishida bajarilishi natijasidir. ), raqamli qiymatlar, jadvallar va boshqalar.
Strukturaviy-funktsional va simulyatsiyali kompyuter modellari mavjud.
Strukturaviy-funktsional Kompyuter modeli - bu o'zaro bog'langan kompyuter jadvallari, sxemalar, diagrammalar, grafiklar, chizmalar, animatsiya fragmentlari, gipermatnlar va boshqalar yordamida tasvirlangan va ob'ektning tuzilishini aks ettiruvchi ob'ekt yoki ob'ektlarning (jarayonlar, hodisalar) ba'zi tizimining odatiy tasviri. ob'ekt yoki uning xatti-harakati.
Kompyuter simulyatsiyasi modeli - bu turli xil tasodifiy omillar ta'sirida ob'ektning ishlash jarayonlarini qayta ishlab chiqarish (taqlid qilish) uchun hisoblar ketma-ketligi va ularning natijalarini grafik ko'rsatishga imkon beradigan alohida dastur yoki dasturiy ta'minot to'plami.
Kompyuter modellashtirish - bu kompyuter modelidan foydalanishga asoslangan tizimni (ko'pincha murakkab tizim) tahlil qilish yoki sintez qilish muammosini hal qilish usuli.
Kompyuterda modellashtirishning afzalliklari bu shundaymi:
Sizga nafaqat kuzatish, balki ba'zi maxsus sharoitlarda tajriba natijasini bashorat qilish imkonini beradi;
Har qanday nazariyalar tomonidan bashorat qilingan hodisalarni simulyatsiya qilish va o'rganish imkonini beradi;
Bu ekologik toza va tabiat va odamlar uchun xavf tug'dirmaydi;
Ko'rinishni ta'minlaydi;
Foydalanish uchun mavjud.
Kompyuterda modellashtirish usuli biologiya, kimyo, sotsiologiya, ekologiya, fizika, iqtisod, tilshunoslik, huquqshunoslik va boshqa ko‘plab bilim sohalarida qo‘llanilgan.
Ta'lim, mutaxassislarni tayyorlash va qayta tayyorlashda kompyuter modellashtirishdan keng foydalaniladi:
Astronomik o'lchamlarga ega mikrokosmos va dunyo hodisalari modellarini vizual tasvirlash uchun;
Tirik va jonsiz tabiat dunyosida sodir bo'ladigan jarayonlarni taqlid qilish
Murakkab tizimlarni, shu jumladan favqulodda vaziyatlarni boshqarishning real vaziyatlarini simulyatsiya qilish;
Zarur asboblar va asboblar mavjud bo'lmaganda laboratoriya ishlarini bajarish;
Muammolarni hal qilish uchun, agar bu murakkab matematik usullardan va ko'p mehnat talab qiladigan hisoblardan foydalanishni talab qilsa.
Shuni yodda tutish kerakki, kompyuterda modellashtirilgan ob'ektiv voqelik emas, balki u haqidagi nazariy g'oyalarimiz. Kompyuter modellashtirish ob'ekti haqiqiy ob'ektlar, jarayonlar va hodisalar emas, balki matematik va boshqa ilmiy modellardir.
Kompyuter tajribalari- u tabiiy yoki ijtimoiy hodisalarni emas, balki naqshlarni o'rganish uchun vositadir.
Kompyuter modellashtirish natijalarining har qanday to'g'riligi mezoni to'liq miqyosli (fizik, kimyoviy, ijtimoiy) tajriba edi va shunday bo'lib qoladi. Ilmiy va amaliy tadqiqotlarda kompyuter tajribasi faqat tabiiy tajribaga hamroh bo'lishi mumkin, shuning uchun tadqiqotchi solishtirishi mumkin
Ularning natijalarini o'rganish orqali men modelning sifati va tabiat hodisalarining mohiyatini tushunishimiz chuqurligini baholashim mumkin edi.
Shuni yodda tutish kerakki, fizika, biologiya, astronomiya, iqtisod, kompyuter fanlari haqiqiy dunyo haqida emas, balki haqiqiy dunyo haqidagi fanlardir. 
Virtual reallik.
1-mashq
Hech kim matn protsessorida yozilgan va elektron pochta orqali yuborilgan xatni kompyuter modeli deb atamaydi.
Matn muharrirlari ko'pincha oddiy hujjatlarni (xatlar, maqolalar, hisobotlar) emas, balki foydalanuvchi o'zgartira olmaydigan doimiy ma'lumotlar, foydalanuvchi tomonidan to'ldirilgan ma'lumotlar maydonlari mavjud bo'lgan hujjat shablonlarini ham yaratishga imkon beradi. kiritilgan ma'lumotlar asosida hisob-kitoblar amalga oshiriladigan maydonlar. Bunday naqshni kompyuter modeli deb hisoblash mumkinmi? Agar shunday bo'lsa, bu holda modellashtirishning ob'ekti nima va bunday modelni yaratishdan maqsad nima?
Vazifa 2
Ma'lumotlar bazasini yaratishdan oldin, avvalo, ma'lumotlar modelini yaratishingiz kerakligini bilasiz. Algoritm faoliyat modeli ekanligini ham bilasiz.
Ma'lumotlar modellari ham, algoritmlari ham ko'pincha kompyuterni amalga oshirishni hisobga olgan holda ishlab chiqiladi. Bir nuqtada ular kompyuter modeliga aylanishlarini aytish to'g'rimi va agar shunday bo'lsa, bu qachon sodir bo'ladi?
Eslatma. Javobingizni "kompyuter modeli" ta'rifi bilan tekshiring.
Vazifa 3
Ayrim fizik hodisani simulyatsiya qiluvchi dasturni ishlab chiqish misolida kompyuter modelini yaratish bosqichlarini tasvirlab bering.
Vazifa 4
Kompyuterni modellashtirish qachon haqiqiy foyda keltirgan va qachon istalmagan oqibatlarga olib kelganiga misollar keltiring. Ushbu mavzu bo'yicha hisobot tayyorlang.
| O'quv yili uchun darslarni rejalashtirish | Modellashtirishning asosiy bosqichlari
2-dars
Modellashtirishning asosiy bosqichlari
 |
 |
|
Ushbu mavzuni o'rganganingizdan so'ng siz quyidagilarni bilib olasiz:
Modellashtirish nima;
- modellashtirish uchun prototip sifatida nima xizmat qilishi mumkin;
- modellashtirish inson faoliyatida qanday o'rinni egallaydi;
- modellashtirishning asosiy bosqichlari qanday;
- kompyuter modeli nima;
- Kompyuter tajribasi nima?
Kompyuter tajribasi
Yangi dizayn ishlanmalariga hayot berish, ishlab chiqarishga yangi texnik echimlarni joriy etish yoki yangi g'oyalarni sinab ko'rish uchun tajriba kerak. Tajriba - bu ob'ekt yoki model bilan amalga oshiriladigan tajriba. Bu muayyan harakatlarni bajarish va eksperimental namunaning ushbu harakatlarga qanday munosabatda bo'lishini aniqlashdan iborat.
Maktabda siz biologiya, kimyo, fizika va geografiya darslarida tajribalar o'tkazasiz.
Korxonalarda yangi mahsulot namunalarini sinovdan o'tkazishda tajribalar o'tkaziladi. Odatda, buning uchun maxsus yaratilgan o'rnatish qo'llaniladi, bu tajribani laboratoriya sharoitida o'tkazishga imkon beradi yoki haqiqiy mahsulotning o'zi barcha turdagi sinovlardan o'tkaziladi (to'liq miqyosli eksperiment). Misol uchun, har qanday birlik yoki komponentning operatsion xususiyatlarini o'rganish uchun u termostatga joylashtiriladi, maxsus kameralarda muzlatiladi, tebranish stendlarida sinovdan o'tkaziladi, tushiriladi va hokazo. Bu yangi soat yoki changyutgich bo'lsa yaxshi - tufayli yo'qotish halokat katta emas. Agar bu samolyot yoki raketa bo'lsa-chi?
Laboratoriya va dala tajribalari katta moddiy xarajatlar va vaqtni talab qiladi, ammo ularning ahamiyati shunga qaramay juda katta.
Rivojlanish bilan kompyuter uskunalari Yangi noyob tadqiqot usuli - kompyuter tajribasi paydo bo'ldi. Ko'pgina hollarda, kompyuter modellarini o'rganish yordamga keldi va ba'zida hatto eksperimental namunalar va sinov stendlarini almashtirdi. Kompyuter tajribasini o'tkazish bosqichi ikki bosqichni o'z ichiga oladi: tajriba rejasini tuzish va tadqiqot o'tkazish.
Eksperimental reja
Eksperimental rejada model bilan ishlash ketma-ketligi aniq aks ettirilishi kerak. Bunday rejaning birinchi nuqtasi har doim modelni sinab ko'rishdir.
Sinov - bu tuzilgan modelning to'g'riligini tekshirish jarayoni.
Test - bu modelni qurishning to'g'riligini aniqlashga imkon beradigan dastlabki ma'lumotlar to'plami.
Olingan modellashtirish natijalarining to'g'riligiga ishonch hosil qilish uchun quyidagilar kerak: ♦ modelni qurish uchun ishlab chiqilgan algoritmni tekshirish; ♦ tuzilgan model asl nusxaning modellashtirish jarayonida hisobga olingan xususiyatlarini to'g'ri aks ettirishiga ishonch hosil qiling.
Modelni qurish algoritmining to'g'riligini tekshirish uchun dastlabki ma'lumotlarning test to'plami qo'llaniladi, buning uchun yakuniy natija oldindan ma'lum yoki boshqa usullar bilan oldindan belgilanadi.
Misol uchun, agar siz modellashtirishda foydalansangiz hisoblash formulalari, keyin siz dastlabki ma'lumotlar uchun bir nechta variantni tanlashingiz va ularni "qo'lda" hisoblashingiz kerak. Bu test topshiriqlari. Model qurilgandan so'ng siz kiritilgan ma'lumotlarning bir xil o'zgarishlari bilan sinovdan o'tkazasiz va simulyatsiya natijalarini hisoblash natijasida olingan xulosalar bilan solishtirasiz. Agar natijalar bir-biriga to'g'ri keladigan bo'lsa, unda algoritm to'g'ri ishlab chiqilgan, agar bo'lmasa, ularning nomuvofiqligi sababini izlash va yo'q qilish kerak. Test ma'lumotlari haqiqiy vaziyatni umuman aks ettirmasligi va semantik tarkibga ega bo'lmasligi mumkin. Biroq, sinov jarayonida olingan natijalar sizni dastlabki ma'lumotni yoki ramziy modelni, birinchi navbatda, semantik tarkib kiritilgan qismida o'zgartirish haqida o'ylashga olib kelishi mumkin.
Tuzilgan model asl nusxaning modellashtirish jarayonida hisobga olingan xususiyatlarini aks ettirishiga ishonch hosil qilish uchun haqiqiy manba ma'lumotlari bilan sinov namunasini tanlash kerak.
Tadqiqot o'tkazish
Sinovdan so'ng, tuzilgan modelning to'g'riligiga ishonchingiz komil bo'lganda, siz to'g'ridan-to'g'ri tadqiqot o'tkazishga o'tishingiz mumkin.
Rejada modellashtirish maqsadlariga javob beradigan eksperiment yoki tajribalar seriyasi bo'lishi kerak. Har bir tajriba natijalarni tushunish bilan birga bo'lishi kerak, bu modellashtirish natijalarini tahlil qilish va qaror qabul qilish uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
Kompyuter tajribasini tayyorlash va o'tkazish sxemasi 11.7-rasmda ko'rsatilgan.
Guruch. 11.7. Kompyuter tajriba sxemasi
Simulyatsiya natijalarini tahlil qilish
Modellashtirishning yakuniy maqsadi qaror qabul qilish bo'lib, u modellashtirish natijalarini har tomonlama tahlil qilish asosida qabul qilinishi kerak. Ushbu bosqich hal qiluvchi - yo tadqiqotni davom ettirasiz yoki uni tugatasiz. 11.2-rasm natijalarini tahlil qilish bosqichi mustaqil ravishda mavjud bo'lmasligini ko'rsatadi. Topilmalar ko'pincha qo'shimcha tajribalar seriyasini o'tkazishga, ba'zan esa muammoni o'zgartirishga yordam beradi.
Yechimni ishlab chiqish uchun asos sinov va tajribalar natijalari hisoblanadi. Agar natijalar topshiriqning maqsadlariga mos kelmasa, bu avvalgi bosqichlarda xatolarga yo'l qo'yilganligini anglatadi. Bu muammoning noto'g'ri shakllantirilishi yoki axborot modelining haddan tashqari soddalashtirilgan tuzilishi yoki modellashtirish usuli yoki muhitining muvaffaqiyatsiz tanlanishi yoki modelni qurishda texnologik texnikaning buzilishi bo'lishi mumkin. Agar bunday xatolar aniqlansa, unda modelni sozlash kerak, ya'ni oldingi bosqichlardan biriga qaytish. Jarayon eksperimental natijalar modellashtirish maqsadlariga javob bermaguncha takrorlanadi.
Asosiysi, har doim esda tutish kerak: aniqlangan xato ham natijadir. Aytganidek xalq donoligi, xatolardan saboq olish. Bu haqda buyuk rus shoiri A. S. Pushkin ham shunday yozgan:
Oh, bizda qancha ajoyib kashfiyotlar bor
Ma'rifat ruhini tayyorlang
Va tajriba, qiyin xatolarning o'g'li,
Va daho, paradokslar do'sti,
Va tasodif, ixtirochi Xudo ...
Test savollari va topshiriqlari
1. Modellashtirish muammolarining ikkita asosiy turini ayting.
2. G. Osterning mashhur “Muammolar kitobi”da quyidagi muammo bor:
Yovuz jodugar tinimsiz mehnat qilib, kuniga 30 ta malikani tırtıllara aylantiradi. 810 ta malikani tırtılga aylantirish uchun unga necha kun kerak bo'ladi? 15 kun ichida ishni bajarish uchun kuniga qancha malika tırtıllara aylanishi kerak?
Qaysi savolni “agar nima bo‘ladi, agar...” turiga va qaysi savol “bunday qilish kerak...” deb tasniflanishi mumkin?
3. Modellashtirishning eng mashhur maqsadlarini sanab o'ting.
4. G. Osterning "Muammolar kitobi" dan kulgili muammoni rasmiylashtiring:
Bir-biridan 27 km uzoqlikda joylashgan ikkita budkadan bir vaqtning o'zida ikkita g'amgin it bir-biriga sakrab chiqdi. Birinchisi 4 km/soat tezlikda, ikkinchisi esa 5 km/soat tezlikda ishlaydi.
Jang boshlanishiga qancha vaqt kerak bo'ladi?
5.
Ob'ektning "juft poyabzal" xususiyatlarini iloji boricha ko'proq nomlang. Turli maqsadlar uchun ob'ektning axborot modelini yarating:
■ piyoda sayohat qilish uchun poyabzal tanlash;
■ mos poyabzal qutisini tanlash;
■ poyabzalni parvarish qilish uchun krem sotib olish.
6. Kasb tanlash bo'yicha tavsiyalar uchun o'smirning qanday xususiyatlari muhim?
7. Qanday sabablarga ko'ra kompyuter modellashtirishda keng qo'llaniladi?
8. O'zingiz bilgan kompyuterni modellashtirish vositalarini nomlang.
9. Kompyuter tajribasi nima? Misol keltiring.
10. Model sinovi nima?
11. Modellashtirish jarayonida qanday xatolar yuzaga keladi? Xato aniqlanganda nima qilish kerak?
12. Simulyatsiya natijalarini tahlil qilish nima? Odatda qanday xulosalar chiqariladi?
