МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ім. Ю.ФЕДЬКОВИЧА
Фізичний факультет
Кафедра ЕОМ
Комп’ютерне моделювання складних систем
Виконала Заяц О.Я.
Перевірив
Вовк С.М.
Чернівці-1998.
Машинне моделювання за декілька останніх дисятилiть перетворилось із інструменту багатьох рішень різних рівнянь в потужній апарат дослідження народногосподарських проблем. Метод моделювання з успіхом примiняється в таких областях, як економіка, автоматизація проектування, організація роботи обчислювальних комплексів, транспорту, сфера обслуговування, системний аналіз рiзних сторін діяльності людини, автоматизацій не управління виробничими i іншими процесами.
Появлення потужнiх обчислювальних систем i їх швидкий розвиток дозволили різко збільшити складність моделей. Інакше говорячи, появилась можливість будувати моделi, які враховують значне різноманіття діючих факторів, а не підганяючи моделі під існуючі математичні методи i засоби.
В широкому змісті, моделювання виступає в якості одного iз основних способів вивчення навколишньої реальності. Якщо говорити про науки, то найбільш розповсюдженнями є фізичне i математичне моделювання.
Процес фізичного моделювання основується, як правило, на теорiї подібності. Фізична модель представляє собою практично деякий макет i потребує, щоб i математична модель складної системи структурно i динамічно відповідала б реальній системі.
Але i це ще не все. Для того, щоб ЕОМ розуміла i обробляла математичну модель, її перетворюють в машинну модель - програму.
Машинні програми для імітації динаміки моделi можуть будуватися із використанням різних програмних засобів. Найбільш використовуваними на сьогоднішній день є мови програмування i мови моделювання.
Використання мов програмування зводиться до того, що співвідношення, що описують динаміку моделi, програмуються на одному iз таких мов. Подібний підхід породжує ряд проблем. Одним i з головних є трудоємкiсть i в зв’язку з цим недостатня гнучкість.
Мови моделювання формально не використовують математичну модель системи, а оперують iз її змістовним описом. Однак, фактична модель присутня як би всередині мови - мовний опис переводиться в модель описаного вище класу. Наявність тут математичної моделі відображається в наявності ряду обмежень, що повідомляються користувачу, наприклад, в переліку тих характеристик, які вони можуть получити виступає алгоритм, записаний у вигляді відповідної програми, або, як його називають, моделюючий алгоритм.
Моделюючий алгоритм проявляється в результаті перетворення машинної моделі в форму, придатну для наступного рахунку на ЕОМ і описує послідовність елементарних подій, які проходять в системі і визначають їх динаміку.
Однак зрозуміло, що зміни моделюючого алгоритму при варіації показників роботи системи – річ нереальна; як дослідні системи, так і моделюючі алгоритми звичайно досить складні. Тому при моделюванні складних систем, як правило, ідуть по іншому шляху, який можна назвати імітаційним. Причому прагнуть до того, щоб моделюючий алгоритм і його структура залежали б не від вибору а вказівників роботи системи, а лиш від самої математичної моделі. Звичайно, цього добиваються тим, що окремі операції моделюючого алгоритму відповідають “елементарним явищам, які проходять в системі, а послідовність виконання цих операцій – взаємодій вказаних явищ або структурі системи”. А по скільки моделюючий алгоритм виконує роботу математичної моделі, то “імітаційний підхід” вивчаючої системи з збереженням природи цієї системи.
Однак, фізичний тип моделі має граничну сферу доповнення не для всякого явища і об’єкта можуть бути побудовані “зменшені” фізичні аналоги, а іноді це роблять простіше не цілеспрямовано.
В цьому випадку приходять до математичного моделюванні. Математичне моделювання базується на різних вивчаючих явищах і можуть мати однакове математичне описання. Добре відомим прикладом являється описання одним і тими ж рівняннями, наприклад, електричного коливального контуру. Математична модель складної системи представляє собою нерівну конструкцію із взаємодіючих елементів і її формальне описання складається із схеми напруження (описання адресації сигналів в системі) і елементів (представляючи собою динамічні системи в широкому змісті).
Свідомість складних систем підчиняється таким основним принципам:
1)формулювання вимоги до системи і застосування технічного завдання на проектування,
2)розробка ескізного зразка,
3)створення досвідченого зразка,
4)випробовування досвідченого зразка і його можлива доопрацювання.
5)виготовлення і ввід в експлуатацію готового зразка системи,
6)досвідчена експлуатація і доопрацювання головних зразків,
7)організація випуску, монтаж, наладка і ввід в експлуатацію серійних зразків,
8)експлуатація і моделювання системи.
При цьому для кожної моделі задачі досліджування розбиваються на два класи: задачі аналізу і синтезу. Рішення задачі аналізу означає отримання інформації про властивість системи і її параметрів і структури системи. Задача синтезу в відомому змісті обернена задачі системи і містить в надходженні визначених параметрів або структури системи по набору потребуючих засобів. Переважно ці задачі рішаються разом, оскільки найчастіше задачі синтезу і більш складні рішаються з використанням задач аналізу.
Говорячи про проблеми машинного моделювання, необхідно перш за все вияснити, що ж собою представляє машинна модель, Оскільки мова іде про моделі, реалізовані на ЕОМ, а остання розуміє лиш мову машинних програм, то, як відмічалось, а ролі машинної моделі.
Слід відмітити, що перераховані вище мови добре пристосовані для опису системи типу систем масового обслуговування, вивчаючих в теорії надійності, управлінні запасами і т.д. Практичний вибір тієї або іншої мови найчистіше диктується відповідних трансляторів і підготовки програмістів, ніж їх порівняльними якостями.
Література
Вовк С.Н., Моник "Некласическая методология и многофакторный подход" Черновцы "Прут" 1996
Амосов Н.М. "Моделирование мышления и психики" М.: Наука, 1965
Веденов А.А. "Моделирование мышления" М.: Наука, 1988
Шеннон Р. "Имитационное моделирование систем - искусство и наука" М.: Мир, 1978
5. Штофф В.А. "Моделирование и философия" М.: Наука, 1966
Другие работы по теме:
Теорія економічного аналізу
Тести з теорії економічного аналізу 1. Причина, яка впливає на певний результат (наслідок) – це: 1) резерв 2) індукція 3) фактор 4) дедукція 2. Запас ресурсів, який свідомо не витрачається і підтримується на певному рівні як засіб, що забезпечує надійність і безперервність роботи у будь-якій системі, - це:
Теорія економічного аналізу
Види аналізу залежно від часу їх проведення. Аналіз на підприємствах і в його підрозділах безпосередньо в процесі господарської діяльності. Основний метод курсу аналізу. Показники діяльності господарства у натуральних вимірах.
Специфіка створення резервів підприємства
Розрахунок складних відсотків депозитного вкладу за допомогою математичних формул. Створення резервного фонду фірми за допомогою банківського депозитного вкладу. Нарахування банком відсотків за складною ставкою, їх розмір на кінець п'ятого року.
Головні проблеми досліджень у філософії техніки
Головні проблеми досліджень у філософії техніки Однією з найважливіших проблем, якою займається філософія техніки, є проблема і концепція людини, що створює та використовує техніку. Особливість цієї проблеми пов'язана нині зі стрімким зростанням потужних технологій. При цьому кількість людей, які зазнають впливу технічних заходів та їхніх вторинних ефектів, значно зростає.
Моделювання на ЕОМ випадкових величин і випадкових процесів
Принципи та алгоритми моделювання на ЕОМ типових випадкових величин та процесів. Моделювання випадкових величин із заданими ймовірнісними характеристиками та тих, що приймають дискретні значення. Моделювання гаусових випадкових величин методом сумації.
Історія та створення СУБД
Поняття та головні принципи створення системи управління базами даних, їх сутність, основні характеристики та складові елементи, функції та типова структура, типи. Вивчення проблеми та визначення необхідності використання даної системи в економіці.
Ознайомлення з програмним пакетом MicroSim PSPICE 8.0
Основні можливості програми автоматизованого проектування електронних схем MicroSim PSPICE. Дослідження АЧХ смугового фільтра і визначення квазірезонансної частоти. Розрахунок величини індуктивностей дроселів і ємності конденсатора для випрямляча.
Моделі та моделювання
Модель – це прообраз, опис або зображення якогось об'єкту. Класифікація моделей за способом зображення. Математична модель. Інформаційна модель. Комп'ютерна модель. Етапи створення комп'ютерної моделі.
Організація роботи з програмою VirtualBox
Основні способи тестування роботи паралельної системи. Функціональне тестування та тестування загальної швидкості. Способи організації та налаштування кластера. Програма для створення віртуальних операційних систем шляхом виділення ресурсів комп'ютера.
Синтез системи оперативної обробки мінімальної конфігурації
Еverest як програма для перегляду інформації про апаратні і програмні конфігурації комп'ютера, її структура та принцип роботи, значення та функціональні особливості. Обчислення середнього часу відповіді та вартості СОО. Методи діагностики Linux.
Розрахунок диференційної сиcтеми в MatLab
Структурна схема моделі (пакет MATLAB) та її описання. Математична модель у вигляді передавальних функцій, у вигляді диференційного рівняння. Алгоритм рішення (рекурентне співвідношення) та його програмна реалізація. Системи диференційних рівнянь.
Комп’ютерні технології
Поява в світі комп'ютерних вірусів: винахід 15-річного школяра з Піттсбурга. Сенсаційне дослідження харківських науковців: порушення зору у 70 % вітчизняних користувачів комп’ютерів. Мобільний принтер для транспорту. Шедевр в матричній технології друку.
Загальні системи комп’ютерної графіки
Класифікація систем комп’ютерної графіки, її різновиди та сфери використання. Міні-комп’ютери як зменшена версія магістральних. Загальна структура і функції комп’ютерної графіки. Растрова графіка, класифікація, призначення і функції її прикладних систем.
Види компютерної графіки
Компьютерна графіка для поліграфії. Двовимірний комп’ютерний живопис. Презентаційна графіка. Двовимірна анімація, яка використовується для створення динамічних зображень і спецефектів у кіно. Тривимірна анімація, яка використовується для створення клипів.
Будування плакатів та блок-схем
Особливості зображення плакатів у MSVisio. Будування блок-схем алгоритмів згідно варіантів. Віртуальна інфраструктура сервера. Структура центра управління сіттю AltegroSky. Взаємозв’язок операційної системи, віртуальної машини та користувача комп’ютера.
Розрахунок диференційної сиcтеми в MatLab
Міністерство освіти та науки України Національний технічний Університет “ХПІ” кафедра “Обчислювальна техніка та програмування” Звіт з розрахунково-графічного завдання №1
Будування плакатів та блок-схем
Міністерство освіти і науки України Полтавський національний технічний університет Імені Юрія Кондратюка Факультет інформаційних та телекомунікаційних технологій і систем
Прикладне програмне забезпечення
РЕФЕРАТ на тему: Прикладне програмне забезпечення Прикладне програмне забезпечення переважно представляє собою пакет прикладних програм, які розміщуються на диску і реалізуються на мові високого рівня фірмою, яка спеціалізується на виготовленні такого програмного забезпечення. Дані пакети можуть бути адаптовані на комп’ютери якогось одного типу, а в ідеальному випадку сумісні з різними типами апаратного забезпечення.
Апаратне забезпечення САПР
РЕФЕРАТ По предмету: “Системи автоматичного проектування” (САПР) На тему Апаратне забезпечення САПР Більш крупними одиницями виміру пам’яті є кілобайти (1 000 байт) і Мегабайт (1 000 000 байт). Вони забезпечують більш швидше виконання програм і в більшості систем ПР/АСТПП мають об’єм до 2 Мбайт. Для постійного зберігання інформації підвищення об’єму пам’яті використовується пам’ять периферійних властивостей, таких, як дисководи і магнітофони.
Удосконалення боротьби зі злочинами у сфері використання автоматизованих електронно-обчислювальн
Боротьба зі злочинністю у сфері використання автоматизованих електронно-обчислювальних систем (далі – комп’ютерні злочини), вже сьогодні є одним з важливіших державних завдань. Для того, щоб ця боротьба була максимально ефективною, безумовно необхідно дослідження цієї ще нової для нашого суспільства форми злочинності, її складових, виявлення закономірності і тенденцій, а також глибоке вивчення організаційно-правових та інших можливих заходів, що перешкоджають її поширенню, розробка заходів попередження і розслідування таких видів злочину.
Інформаційні технології в біології
Сучасний стан проблеми інформаційних технологій в молекулярній та клітинній біології. Приклади створення відповідних математичних і комп'ютерних моделей та програм: модель віртуальної клітини та гідролізу крохмалю. Моделювання очищення стічних вод.
Однорангова операційна система Windows 95 98
ОДНОРАНГОВА ОПЕРАЦIЙНА СИСТЕМА WINDOWS 95/98. Операційні системи Windows 95 i Windows 98 включають в себе необхідне програмне забезпечення для установки невеликої комп’ютерної мережі, в якій може бути організований спільний доступ до файлів та принтерів. Вам необхідно встановити в кожний Windows-комп’ютер мережевий адаптер (мережеву карту).
Інституту нотаріату в Україні
Україна поступово входить до сучасного правового суспільства, проте водночас невирішеними залишаються багато нагальних питань. Зокрема, серед інших гостро на сьогодні постало питання функціонування приватного нотаріату в країні, який не просто опинився у скрутному становищі, а навіть під загрозою припинення існування.
Пристрої введення-виведення інформації
До пристроїв, без яких не може працювати сучасний персональний комп'ютер, належить клавіатура. З її допомогою в комп'ютер вводиться найрізноманітніша інформація, що потрібна для розв'язування задач.
CAD CAM системи в гнучкому комп ютерному виробництві
КОНТРОЛЬНА РОБОТА НА ТЕМУ: CAD, CAM СИСТЕМИ В ГНУЧКОМУ КОМП’ЮТЕРНОМУ ВИРОБНИЦТВІ 1. Поняття про гнучкі системи та Cad/Cam-системи Гнучкі системи - це всеосяжний набір засобів для автоматизації процесів і технологічної підготовки виробництва, а також різних об'єктів промисловості. Системи містять у собі повний набір промислово адаптованих і програмних модулів, що довели свою ефективність, що функціонально охоплюють аналіз і створення креслень, підготовку виробництва на всіх етапах, а також забезпечують висока функціональна гнучкість усього циклу виробництва.
Застосування комп ютерів у промисловості та виробництві
ЗАСТОСУВАННЯ КОМП’ЮТЕРІВ В ПРОМИСЛОВОСТІ І ВИРОБНИЦТВІ Реферат з інформатики учня 10-А класу Богдана Юрія Стрімкий розвиток комп’ютерної техніки і її різноманітного програмного забезпечення – це одна з характерних прикмет сучасного періоду розвитку суспільства. Технології, основним компонентом яких є комп’ютер проникають практично в усі сфери людської діяльності.
Застосування комп ютера в житті людини
Рівненська загальноосвітня школа-комплексу I-III ступенів №27 Реферат на тему: Застосування в комп’ютера в житті людини” Підготувала: Учениця 10-А класу