Ang pagmomodelo ay parehong sining at agham. Ang tagumpay ng aplikasyon ng pagmomodelo ay higit sa lahat ay nakasalalay sa mga kwalipikasyon at karanasan ng mananaliksik, sa mga paraan sa kanyang pagtatapon para sa pagsasagawa ng pananaliksik, ngunit kung minsan sa intuwisyon at hula lamang.

Ito ay kawili-wili

Ang mga gawa ng Academician N. N. Moiseev (1917-2000) sa mga sistema ng kontrol sa pagmomodelo ay malawak na kilala. Upang subukan ang pamamaraan ng pagmomolde ng matematika na iminungkahi niya, isang modelo ng matematika ng huling labanan ng panahon ng armada ng paglalayag - ang Labanan ng Sinop (1833) ay nilikha. Ipinakita ng pagmomodelo ng kompyuter na sa pag-aayos ng mga barkong pinili ni Admiral P.S. Nakhimov, na namuno sa iskwadron ng Russia, at napapailalim sa unang welga ng mga Ruso, ang tanging paraan para makatipid ang mga Turko ay ang pag-atras. Hindi sinamantala ng Turkish command ang pagkakataong ito, at ang pangunahing pwersa ng Turkish fleet ay natalo sa loob ng ilang oras.

Ang "intuitive" na simulation na ginamit ni Nakhimov sa paggawa ng desisyon ay nagbigay ng parehong resulta gaya ng kumplikadong computer simulation. Sa unang kaso, ang pagmomolde ay isang sining, sa pangalawa, isang agham.

Tulad ng nabanggit na, walang pormal na pagtuturo kung paano lumikha ng mga modelo sa pangkalahatang kaso. Gayunpaman, ang mga pangunahing yugto ng pagmomolde ay maaaring makilala (Larawan 1.8).

Ang unang yugto (problem statement): paglalarawan ng object ng pagmomodelo at pag-unawa sa mga ultimong layunin ng pagmomodelo. "Ang pagbuo ng isang modelo ay nagsisimula sa isang verbal at semantic na paglalarawan ng isang bagay o phenomenon ... Ang yugtong ito ay maaaring tawaging pagbabalangkas ng isang pre-modelo." Mahalagang matukoy at mabalangkas nang tama ang problema, upang matukoy ang mga salik at tagapagpahiwatig na iyon, ang kaugnayan sa pagitan ng kung saan ay interesado sa mananaliksik sa loob ng balangkas ng partikular na gawain. Kasabay nito, kinakailangan upang matukoy kung alin sa mga salik at tagapagpahiwatig na ito ang maaaring ituring na input (iyon ay, nagdadala ng semantic load ng mga nagpapaliwanag), at kung alin ang maaaring ituring na output (dala ang semantic load ng ipinaliwanag). Kung ang paglalarawan ng object ng pagmomolde ay nagsasangkot ng paggamit ng istatistikal na impormasyon, kung gayon ang gawain ng pagkolekta ng istatistikal na data ay kasama rin sa nilalaman ng unang yugto.

kanin. 1.8.

Kapag tinutukoy ang mga layunin ng pagmomodelo, dapat tandaan na ang pagkakaiba sa pagitan ng isang simpleng modelo at isang kumplikado ay nabuo hindi sa pamamagitan ng kanilang kakanyahan kundi ng mga layunin na itinakda ng mananaliksik. Tinutukoy ng mga layunin ang nilalaman ng mga natitirang yugto ng pagmomodelo.

Bilang isang patakaran, ang mga layunin ng pagmomolde ay:

• hula ng pag-uugali ng isang bagay kapag ang mga katangian at katangian ng mga panlabas na impluwensya ay nagbabago;
• pagpapasiya ng mga halaga ng parameter na nagbibigay ng isang naibigay na halaga ng mga napiling tagapagpahiwatig ng pagganap ng prosesong pinag-aaralan;
• pagsusuri ng sensitivity ng system sa mga pagbabago sa ilang mga kadahilanan;
• pagpapatunay ng iba't ibang uri ng hypotheses tungkol sa mga katangian ng mga random na parameter ng prosesong pinag-aaralan;
• pagpapasiya ng mga functional na relasyon sa pagitan ng paliwanag at ipinaliwanag na mga kadahilanan;
• mas mahusay na pag-unawa sa bagay ng pag-aaral.

Ang mga resulta ng unang yugto ay isang paglalarawan ng bagay ng pag-aaral at malinaw na nabuong mga layunin ng pag-aaral.

Ang ikalawang yugto (modelo): pagbuo at pananaliksik ng modelo. Ang yugtong ito ay nagsisimula sa pagbuo ng isang konseptwal na modelo.

Kahulugan 1.11. Konseptwal na modelo - isang modelo sa antas ng pagtukoy sa konsepto, na nabuo sa panahon ng pag-aaral ng modelong bagay.

Sa yugtong ito, natukoy ang mga makabuluhang aspeto, ang mga pangalawa ay hindi kasama, ang mga kinakailangang pagpapalagay at pagpapasimple ay ginawa, i.e. nabuo ang isang priori information. Kung maaari, ang konseptwal na modelo ay ipinakita sa anyo ng mga kilalang at mahusay na pinag-aralan na mga sistema: queuing, control, auto-regulation, atbp. Pagkatapos ay tinukoy ang modelo. Ang tanong ng kinakailangan at sapat na antas ng pagkakatulad sa pagitan ng modelo at orihinal ay nangangailangan ng isang tiyak na pagsusuri, na isinasaalang-alang ang mga layunin ng pagmomolde. Sa yugtong ito, ang modelo ay gumaganap bilang isang independiyenteng bagay ng pag-aaral. Ang isa sa mga anyo ng naturang pag-aaral ay ang pagsasagawa ng mga espesyal na eksperimento, kung saan ang mga pagpapalagay na ginawa ay nasubok, ang mga kondisyon para sa paggana ng modelo ay iba-iba, at ang data sa pag-uugali nito ay sistematiko. Kung, para sa isang kadahilanan o iba pa, ang eksperimentong pagpapatunay ng mga pagpapalagay at pagpapagaan ay hindi posible, kung gayon ang mga teoretikal na pagsasaalang-alang tungkol sa mekanismo ng proseso o kababalaghan sa ilalim ng pag-aaral ay ginagamit, na kinikilala ng mga eksperto sa inilapat na larangan na ito bilang mga regularidad.

Ang huling resulta ng ikalawang yugto ay ang katawan ng kaalaman tungkol sa modelo.

Ang ikatlong yugto (mga eksperimento sa modelo): ang pagbuo ng isang plano para sa pag-eksperimento sa modelo at ang pagpili ng teknolohiya para sa pagsasagawa ng mga eksperimento. Depende sa uri ng modelo, ito ay maaaring, halimbawa, ang plano ng isang buong sukat na eksperimento at ang pagpili ng mga paraan para sa pagpapatupad nito, o ang pagpili ng isang programming language o modeling system, ang pagbuo ng isang algorithm at isang programa para sa pagpapatupad ng isang mathematical model.

Ang eksperimento ay dapat na nagbibigay-kaalaman hangga't maaari, magbigay ng data na may kinakailangang katumpakan at pagiging maaasahan. Upang makabuo ng gayong plano, ginagamit ang mga pamamaraan ng teorya ng pagpaplano ng eksperimento.

Ang resulta ng ikatlong yugto ay ang mga resulta ng may layuning mga eksperimento sa modelo.

Sa ika-apat na yugto (resulta), ang kaalaman ay inililipat mula sa modelo patungo sa orihinal - ang pagbuo ng kaalaman tungkol sa bagay ng pag-aaral. Para dito, isinagawa ang pagproseso, pagsusuri at interpretasyon ng pang-eksperimentong data. Alinsunod sa layunin ng pagmomodelo, ginagamit ang iba't ibang paraan ng pagproseso: pagtukoy ng iba't ibang katangian ng mga random na variable at proseso, pagsasagawa ng mga pagsusuri - dispersion, regression, factorial, atbp. MATLAB, GPSS World, AnyLogic at iba pa.). Ang proseso ng paglilipat ng kaalaman ay isinasagawa ayon sa ilang mga patakaran. Ang kaalaman tungkol sa modelo ay dapat na itama na isinasaalang-alang ang mga katangian ng orihinal na bagay na hindi naipakita o nabago sa panahon ng pagtatayo ng modelo.

Pagkatapos ay isinalin ang mga resulta sa wika ng lugar ng paksa. Ito ay kinakailangan, dahil ang isang espesyalista sa lugar ng paksa (isa na nangangailangan ng mga resulta ng pananaliksik) ay hindi, bilang isang patakaran, alam ang terminolohiya ng matematika at pagmomolde sa kinakailangang lawak at maaaring gawin ang kanyang mga gawain gamit lamang ang mga konsepto na kilalang-kilala. sa kanya.

Ang resulta ng ikaapat na yugto ay ang interpretasyon ng mga resulta ng simulation, mga. pagsasalin ng mga resulta sa mga termino ng domain.

Tandaan ang pangangailangan na idokumento ang mga resulta ng bawat yugto. Ito ay mahalaga para sa mga sumusunod na dahilan.

Una, ang proseso ng pagmomolde ay, bilang panuntunan, umuulit, i.e. mula sa bawat yugto, ang isang pagbabalik ay maaaring gawin sa alinman sa mga nakaraang yugto upang linawin ang impormasyong kinakailangan sa yugtong ito. Pangalawa, sa kaso ng isang pag-aaral ng isang kumplikadong sistema, ang mga malalaking koponan ng mga developer ay lumahok dito, at ang iba't ibang mga yugto ay isinasagawa ng iba't ibang mga grupo. Samakatuwid, dapat na posible na ilipat ang mga resulta na nakuha sa bawat yugto sa kasunod na mga yugto sa isang pinag-isang anyo ng pagtatanghal.

Tandaan!

Ang mga pangunahing yugto ng pagmomodelo: "problem statement" -> "model" -> "mga eksperimento sa modelo" -> "resulta". Bilang isang tuntunin, ito ay isang umuulit na proseso, na kinasasangkutan ng pagbabalik sa mga nakaraang yugto upang isaalang-alang ang bagong data.

Gayunpaman, para sa mga naturang proseso, na tinatawag na mahirap gawing pormal, may mga diskarte na nagpapahintulot sa isa na bumuo at mag-aral ng isang modelo.

Ang iba't ibang uri ng pagmomodelo ay maaaring ilapat nang nakapag-iisa o sabay-sabay sa ilang kumbinasyon. Kaya, halimbawa, ang simulation modeling ay kinabibilangan ng conceptual (sa mga unang yugto ng pagbuo ng isang simulation model) at logical-mathematical modeling upang ilarawan ang mga indibidwal na subsystem ng modelo, gayundin sa mga pamamaraan para sa pagproseso at pagsusuri ng mga resulta ng isang computational eksperimento at paggawa ng mga desisyon. Ang teknolohiya ng pagsasagawa at pagpaplano ng computational experiment na may naaangkop na mga pamamaraan sa matematika ay ipinakilala sa simulation modelling mula sa pisikal (pang-eksperimentong full-scale o laboratoryo) na pagmomodelo.

Maraming mga halimbawa sa kasaysayan ng pagmomodelo kung kailan ang pangangailangang magmodelo ng iba't ibang uri ng mga proseso ay humantong sa mga bagong pagtuklas. Isa sa mga pinakatanyag na halimbawa ay ang kuwento ng pagtuklas noong 1846 ng planetang Neptune, ang ikawalong planeta sa solar system. Ang pinakamalaking pagtuklas ng astronomya noong ika-19 na siglo. ay ginawa sa batayan ng pagmomodelo ng mga anomalya sa paggalaw ng planetang Uranus batay sa mga resulta ng labis na pag-ubos ng oras na mga kalkulasyon noong panahong iyon.

• Samarsky A. A., Mikhailov A. P. Pagmomodelo ng matematika. Mga ideya. Paraan. Mga halimbawa. M.: Fizmatlit, 2001. S. 25.
• Kasama sa proseso ng pagbuo ng isang modelo ang mga sumusunod na tipikal na hakbang: pagtukoy sa mga layunin ng pagmomodelo; qualitative analysis ng system, batay sa mga layuning ito; pagbabalangkas ng mga batas at mga mapagkakatiwalaang hypotheses tungkol sa istraktura ng system, ang mga mekanismo ng pag-uugali nito bilang isang buo o indibidwal na mga bahagi; pagkakakilanlan ng modelo (pagtukoy ng mga parameter nito); pagpapatunay ng modelo (pagsuri sa pagganap nito at pagtatasa ng antas ng kasapatan ng tunay na sistema);
• pag-aaral ng modelo (pagsusuri ng katatagan ng mga solusyon nito, pagiging sensitibo sa mga pagbabago sa mga parameter, atbp.) at mga eksperimento dito. Ang simulation ay kadalasang ginagamit kasabay ng iba pang pangkalahatang siyentipiko at ad hoc na pamamaraan, lalo na kapag ito ay ginagamit upang siyasatin ang mga pandaigdigang problema. Ang pagmomodelo sa mga ganitong kaso ay multi-modelo. Pinapanatili nito ang mga mahahalagang katangian nito kapag nagmomodelo ng mas "makitid" na mga problema, halimbawa, ang demograpikong sitwasyon sa mga kondisyon ng merkado (sa ilang partikular na rehiyon); dynamics ng trabaho; estado ng edukasyon, pangangalagang pangkalusugan, mga serbisyo, pamilihan ng pabahay, atbp. Ang pagmomodelo ay malawakang ginagamit bilang isang paraan para sa pag-aaral ng mga kumplikadong sistema na maaaring gawing pormal, i.e. yaong ang mga katangian at pag-uugali ay maaaring pormal na inilarawan nang may sapat na kahigpitan. Pagdating sa mga proseso ng pagkamalikhain, heuristic na aktibidad, pagsusuri ng mga pag-andar ng kaisipan, mga prosesong panlipunan, mga gawain sa laro, mga sitwasyon ng salungatan, atbp., ang mga bagay ng pananaliksik ay kadalasang napakasalimuot at magkakaibang na mahirap pag-usapan ang kanilang mahigpit na pormalisasyon.

Una sa lahat, dapat bigyang-diin na ang paksa, bagay ng pag-aaral at modelo. Sa bagay na ito, hindi dapat kalimutan na sa karamihan ng mga kaso mga modelo ang isang tiyak na halaga ng subjectivism ay likas, dahil sa pagsasanay sa proseso ng pananaliksik ang isang tao ay hindi dapat makitungo sa bagay mismo, ngunit sa mga ideya tungkol dito, i.e. kasama ang kanyang modelo. Siyempre, kasama ang pagpapabuti mga modelo at paglapit dito sa object objective side mga modelo nagiging nangingibabaw, mayroong unti-unting paggalaw mula sa kamag-anak hanggang sa ganap na katotohanan.

Mga hakbang sa pagmomodelo

Ikaapat na yugto - pang-eksperimentong pag-verify mga modelo- ay malapit na nauugnay sa naunang dalawa. Sa proseso ng pagpapabuti mga modelo ang isa ay kailangang paulit-ulit na lumipat mula sa isang yugto patungo sa isa pa at kahit na bumalik, halimbawa, mula sa huli hanggang sa ikalawa o ikatlong yugto.

Proseso ng pamamahala ng modelo

Ang proseso ng pamamahala ng isang bagay na may mga modelo ay makikita bilang isang proseso ng pamamahala ng kaalaman o pagkatuto mga modelo(Larawan 1.1).

kanin. 1.1 Ang proseso ng pag-alam ng isang bagay gamit ang isang modelo

Ang mananaliksik, may kaunting kaalaman sa object, bubuo ng unang opsyon mga modelo at, sa pamamagitan ng paghahambing sa pang-eksperimentong data, sinusuri ang mga sulat mga modelo bagay. Kung kinakailangan, ang mga espesyal na eksperimento ay isinasagawa at batay sa pagsusuri ng hinulaang at aktwal na mga reaksyon bagay, ay naitama mga pagpipilian o kayarian mga modelo

Ang ganitong mga cycle ng tawag (paksa - modelo - isang bagay- paksa), na bumubuo sa pataas na proseso ng pag-unawa sa spiral, ay isinasagawa hanggang sa ilan modelo, na nasa kasiya-siyang kasunduan sa pang-eksperimentong data sa bagay. Proseso ng pagbuo mga modelo gamit ang eksperimento ay medyo malinaw na inilalarawan ng block diagram na ipinapakita sa fig. 1.2.

kanin. 1.2 Ang proseso ng pagbuo ng isang modelo gamit ang isang eksperimento

Kasabay nito, dapat tandaan na sa ilang mga kaso ay nararapat na gumamit ng mga polynomial upang malutas ang mga praktikal na problema. mga modelo binuo, halimbawa, gamit eksperimental-istatistikong pamamaraan.

Isang halimbawa ng isang phased model building

Pagbubuo ng problema

Ang paglikha ng isang modelo ng proseso ng metal decarburization sa isang hearth steel-smelting unit, pag-aaral ng data ng literatura na magagamit sa oras na nilikha ang modelo, naging posible na bumuo ng isang tiyak na ideya ng panloob na mekanismo ng proseso ng decarburization (Fig 1.3).

kanin. 1.3 Scheme ng mekanismo ng proseso ng decarburization

Ang gaseous oxygen ay na-adsorbed sa itaas na ibabaw ng slag

(1) at sa boundary layer, ang gas-slag ay nag-oxidize ng mas mababang iron oxides sa mas mataas, halimbawa, ayon sa reaksyon.

(2) Ang yugtong ito ay nagpapakita ng isang sapat na malaking pagtutol sa paglipat ng oxygen sa metal at, samakatuwid, ay sinamahan ng isang makabuluhang gradient ng konsentrasyon. Ang pangalawang pinagmumulan ng mga iron oxide na pumapasok sa slag, at pagkatapos ay sa metal, ay ang pagdaragdag ng ore o sinter o intensive oxygen na pamumulaklak na may mataas na tuyere. Ang supply ng oxygen mula sa pinagmumulan na ito ay isinasagawa nang may ilang pagkaantala, habang sa maikling panahon ay mayroong, kumbaga, isang "pumping" ng isang makabuluhang potensyal na oxidizing. Sa pagsasaalang-alang na ito, sa paglalarawan ng matematika, ang slag ay kakatawanin bilang ilang intermediate reservoir na may pagkaantala sa oras.

Sa loob ng slag, mayroong isang magulong paglipat ng mga iron oxide mula sa itaas na hangganan (gas-slag) hanggang sa mas mababang hangganan (slag-metal), kung saan, sa pakikipag-ugnay sa metal, ang mas mataas na mga oxide ay nabawasan sa mas mababang mga.

(4) Ang carbon na natunaw sa metal ay tumutugon sa oxygen na natunaw sa metal sa ibabaw ng tumataas sa layer mga pagpipilian rkov sa pamamagitan ng reaksyon

(5) Ito ang magkakaibang reaksyon na may positibong feedback mula sa produkto ng reaksyon ang nangunguna sa lahat ng proseso ng paggawa ng bakal. Ang reaksyong ito ay maaaring magpatuloy lamang sa ibabaw ng mga bula, ang nuclei nito ay nabuo sa refractory (magaspang) na ibabaw ng apuyan o sa mga piraso ng ore na lumulutang sa hangganan ng slag-metal.

Ganito ang hitsura ng unang yugto ng pagmomodelo sa halimbawang ito - isang makabuluhang pahayag ng problema.

Pagpili at pagbuo ng isang modelo

Pag-istruktura

Kaya, ang mekanismo ng proseso ng decarburization ay batay sa pagpapalagay ng paglilimita ng papel ng paghahatid ng oxygen sa lugar ng reaksyon. Dagdag pa, ang mga sumusunod na pagpapalagay ay ginawa.

Reaksyon ng oksihenasyon ng carbon

Dahil sa mababang solubility ng carbon monoxide sa metal, maaari lamang itong mangyari sa ibabaw ng mga bula, na pangunahing nagmumula sa apuyan, gayundin sa ibabaw ng mga piraso ng ore at limestone na lumulutang sa hangganan ng slag-metal. Kapag ang paliguan ay nalinis ng oxygen, ang reaksyon ng decarburization ay maaari ring magpatuloy sa ibabaw ng mga jet at mga bula ng oxygen na direktang tumagos sa paliguan.

Dahil ang rate ng chemical reaction mismo ay mas mataas kaysa sa rate ng diffusion, at ang rate ng carbon oxidation ay limitado ng rate ng oxygen supply, ang driving force ng diffusion process ay gradient ng konsentrasyon oxygen.

Ang proseso ng paglilipat ng oxygen mula sa isang daluyan ng gas patungo sa isang metal ay maaaring ituring bilang isang serye ng mga link sa pagsasabog, sa bawat isa kung saan ang oxygen ay nakatagpo ng higit pa o hindi gaanong makabuluhang pagtutol (Larawan 1.4).

kanin. 1.4 Pag-istruktura ng modelo ng proseso ng decarburization

Halimbawa:

1. pagtagumpayan ang hangganan ng gas - slag;
2. pagsasabog oxygen sa pamamagitan ng slag;
3. pagtagumpayan ang hangganan ng slag - metal at pagsasabog oxygen sa metal sa lugar ng reaksyon;
4. reaksyon ng decarburization at akumulasyon ng oxygen sa metal at slag.
gradient ng konsentrasyon

Ang mga pangunahing yugto ng pagmomolde.

Paglalarawan ng proseso ng pagmomolde.

Ang pagmomodelo ay isa sa mga pangunahing gawain ng tao. Palaging nauuna ang pagmomodelo sa anumang negosyo sa isang anyo o iba pa, nagbibigay-daan ito sa iyo na makatuwirang gumawa ng mga pagpapasya sa kung paano pagbutihin ang mga pamilyar na bagay, kung kinakailangan upang lumikha ng mga bago, kung paano baguhin ang mga proseso ng pamamahala at, sa huli, kung paano baguhin ang mundo sa paligid mo Para sa ikabubuti.

Kapag gumawa tayo ng anumang gawain, una nating naiisip ang prototype (bagay o proseso). Susunod, iniisip namin ang mga yugto (mga yugto ng pagmomolde), isagawa ito (gayahin) at tanggapin ang umiiral na, o kumuha ng karagdagang impormasyon tungkol dito.

Ipaliwanag natin nang may mga halimbawa. Halimbawa 1

Alalahanin ang kasaysayan ng pag-unlad ng teknolohiya sa espasyo. Upang maipatupad ang isang paglipad sa kalawakan, dalawang problema ang kailangang lutasin: upang madaig ang gravity ng lupa at upang matiyak ang pagsulong sa walang hangin na kalawakan. Ang mga problemang ito ay nagsimulang isaalang-alang ni Newton noong ika-17 siglo, ang karagdagang trabaho ay nagpapatuloy at natapos niya ang mga ito.

Nagsalita si Newton tungkol sa posibilidad na malampasan ang gravity ng Earth.

iminungkahi na lumikha ng isang jet engine upang sumulong sa kalawakan, na gumagamit ng pinaghalong likidong oxygen at hydrogen bilang gasolina. Ang halo na ito, kapag sinunog, ay naglalabas ng sapat na enerhiya upang itulak ang rocket. Si Tsiolkovsky ay nag-compile ng isang medyo tumpak na verbal na modelo ng hinaharap na spacecraft na may mga guhit, kalkulasyon at pagbibigay-katwiran.

Makalipas ang kalahating siglo, naging batayan ang descriptive model para sa real-world modeling sa isang pinangangasiwaang opisina ng disenyo. Sa proseso ng pagmomodelo, nagbago ang komposisyon ng gasolina, ang hugis ng rocket, ang flight control system, ang life support system ng mga astronaut, mga instrumento para sa siyentipikong pananaliksik, atbp., Bilang resulta ng naturang pagmomodelo, ang mga makapangyarihang rocket ay inilunsad mga artificial earth satellite at mga barko na may mga astronaut na nakasakay at mga istasyon ng kalawakan sa malapit sa Earth space.

Halimbawa 2

Pinag-aralan ng sikat na chemist ng ika-18 siglo na si Antoine Lavoisier ang proseso ng pagkasunog. Kasabay nito, nagsagawa siya ng maraming mga eksperimento sa iba't ibang mga sangkap, na pinainit at tinimbang niya bago at pagkatapos ng eksperimento. Sa panahon ng mga eksperimento, naitala ng siyentipiko na ang ilang mga sangkap ay naging mas mabigat pagkatapos ng pag-init. Pagkatapos ay iminungkahi niya na may idinagdag sa mga sangkap na ito sa panahon ng proseso ng pag-init. At ang kasunod na pagsusuri ng mga resulta ay humantong sa kahulugan ng oxygen, sa pangkalahatan ng konsepto ng "pagkasunog". Gayundin, ang proseso at ang resulta ng pagmomodelo ay nagbigay ng paliwanag para sa maraming kilalang phenomena at nagbukas ng mga bagong pagkakataon para sa pananaliksik sa iba pang mga lugar ng agham, tulad ng biology, dahil ang oxygen ay naging pangunahing bahagi ng paghinga at pagpapalitan ng enerhiya sa flora at fauna.

Ang pagmomodelo ay isang malikhaing proseso at halos imposibleng ilagay ito sa isang pormal na balangkas. Ngunit posible na iisa ang mga pangunahing yugto ng pagmomolde. Ang lahat ng mga yugto ay tinutukoy ng gawain at mga layunin ng pagmomodelo, kaya ang ilang yugto ay maaaring alisin o mapabuti, ang ilan - idinagdag.

Mga hakbang sa pagmomodelo

Isaalang-alang ang mga yugto ng pagmomolde.

akoyugto. Pagbubuo ng problema.

Isang gawain ay isang problema na kailangang lutasin. Paglalarawan ng gawain

Ang problema ay binuo sa simpleng wika at ang paglalarawan ay dapat na maunawaan. Ang pangunahing bagay ay upang tukuyin ang bagay ng pagmomolde at ipakita ang resulta.

Ang lahat ng mga gawain ayon sa likas na katangian ng pagbabalangkas ay nahahati sa dalawang pangkat:

Ang unang pangkat - mga gawain kung saan kinakailangan upang siyasatin ang pagbabago sa mga katangian ng isang bagay sa isang naibigay na hanay na may isang tiyak na hakbang o upang siyasatin kung paano magbabago ang mga katangian ng isang bagay na may ilang epekto dito. Ang pahayag ng naturang problema ay parang ganito: "Ano ang mangyayari kung? .."

Halimbawa:

"Ano ang mangyayari kung doblehin mo ang singil sa kuryente?"

"Paano magbabago ang bilis ng isang siklista pagkatapos ng 10 segundo kung siya ay gumagalaw sa isang tuwid na linya at pare-parehong pinabilis na may paunang bilis na 2 m/s at isang acceleration na 0.5 m/s2?"

“May 3 tao sa pila. Sa loob ng susunod na 5 minuto, 6 pang tao ang dumating. Pagkatapos ay tumaas ang pila ng 4 na tao bawat 5 minuto. Subaybayan kung ano ang magiging kabuuang bilang ng mga tao sa pila pagkatapos ng 15, 30, atbp. minuto.

Ang pangalawang pangkat - mga gawain kung saan kinakailangan upang malaman kung anong aksyon ang dapat gawin sa bagay upang ang mga parameter nito ay masiyahan ang ilang ibinigay na kondisyon. Ang pahayag ng naturang gawain ay parang ganito: "Paano ito gagawin? .."

Halimbawa:

"Ano dapat ang thrust force para ilagay ang spacecraft sa orbit ng Earth?"

"Ano ang dapat na bilis ng kotse sa ilang mga paunang halaga ng oras ng paglalakbay at distansya upang makarating ito sa patutunguhan nito sa oras?"

"Ano ang dapat na bigat ng isang bagay upang lumutang sa ibabaw ng tubig?"

"Ano ang dapat na buhay na sahod upang ang isang tao ay mabuhay nang may dignidad?"

Ang layunin ng simulation

Ipinapakita ng layunin kung para saan ang modelong kailangang gawin. Ang mga layunin ng pagmomolde ay nagbago sa kurso ng pag-unlad ng lipunan ng tao.

Ilang milyong taon na ang nakalilipas, pinag-aralan ng mga primitive na tao ang mundo sa kanilang paligid upang matutunan kung paano labanan ang mga natural na elemento, gumamit ng mga likas na yaman, at mabuhay. Ipinasa nila ang kanilang karanasan sa mga susunod na henerasyon sa anyo ng mga modelo - mga paglalarawan sa bibig, pandiwang at materyal na mga modelo. Ang ganitong mga modelo ay naging posible upang maunawaan kung paano inayos ang isang bagay, upang matutunan ang mga katangian nito, ang mga batas ng pag-unlad, at kung paano ito nakikipag-ugnayan sa kapaligiran. Sa kasong ito, ang layunin ng pagmomodelo ay upang maunawaan ang nakapaligid na mundo.

Ang pagkakaroon ng naipon na sapat na kaalaman, ang isang tao ay nagsimulang makipag-usap tungkol sa posibilidad ng paglikha ng mga bagay na may ninanais na mga katangian upang mapaglabanan ang mga elemento o pilitin ang mga natural na phenomena na maglingkod sa kanilang sarili. At nagsimula siyang bumuo ng mga modelo ng mga bagay na hindi pa umiiral. Bilang isang resulta, ang mga ideya ng paglikha ng mga windmill, iba't ibang mga mekanismo at aparato ay ipinanganak. Ang ilan sa mga modelong ito ay naging katotohanan. Ito ay mga bagay na nilikha ng mga kamay ng tao. Kaya, posible na tukuyin ang sumusunod na layunin ng pagmomolde - ang paglikha ng mga bagay na may ibinigay na mga katangian: "Paano gawin ito ..."

Halimbawa, ang pagbabalangkas ng mga suliraning pang-ekonomiya, panlipunan at pangkalikasan ay naging laganap sa modernong lipunan. Ano ang mangyayari kung tataasan mo ang upa o pamasahe? Ano ang mangyayari bilang resulta ng isang ekolohikal na sakuna? Ano ang mga kahihinatnan ng "nuclear winter"?

Kadalasan ang layunin ng pagmomodelo ay ang epektibong pamamahala ng bagay. Sa kasong ito, ang resulta ng simulation ay magiging mas epektibo kung ang lahat ng partido na kasangkot sa pamamahala ay nasiyahan. Halimbawa, paano pagbutihin ang pamamahala ng paaralan upang ang mga guro at mag-aaral ay maging komportable sa loob ng mga pader nito? Paano ayusin ang gawain ng mga sentro ng paglilibang upang sila ay bisitahin ng mga mag-aaral at hindi sila kumikita?

Ang isang tao ay maaaring walang katapusang isaalang-alang ang mga layunin at mga prospect ng pagmomodelo at muli tiyakin na ang pagmomodelo ay may malaking kahalagahan sa pagbuo ng isang sistema-impormasyon na larawan ng mundo.

Pagsusuri ng Bagay

Ang pagsusuri ng isang bagay ay nagpapahiwatig ng isang malinaw na pagpili ng modelong bagay at ang mga pangunahing katangian nito. Ang prosesong ito ay tinatawag na pagsusuri ng mga sistema, at isinasaalang-alang namin ito.

Tandaan natin kung ano ang system analysis.

Ano ang isang "sistema"?

Ano ang "mga bahagi ng system"?

Ano ang "component properties"?

Ano ang mga ugnayan sa pagitan ng mga bahagi ng system?

Ano ang kakanyahan ng prinsipyo ng paglitaw?

Halimbawa 3

Pagsusuri ng sistema ng sistema ng "sasakyang panghimpapawid".

Mga bahagi ng system: katawan, buntot, pakpak, atbp.

Mga katangian ng bahagi: hugis, sukat, atbp.

Ang lahat ng mga bahagi ng system ay konektado sa isang mahigpit na tinukoy na paraan. Ang mga relasyon ay maaaring katawanin bilang isang graph.

Ang kakanyahan ng prinsipyo ng paglitaw: ang mga bahagi ng sistema nang hiwalay ay walang pag-aari ng paglipad. At ang sistema sa kabuuan ay may kakayahang lumipad.

IIyugto. Pagbuo ng modelo

Matapos makumpleto ang pagsusuri ng system ng bagay, posible na simulan ang pagbuo ng modelo ng impormasyon nito.

Ano ang modelo ng impormasyon?

Paano inuri ang mga modelo ng impormasyon?

Ano ang mga hakbang sa paglikha ng modelo ng impormasyon?

Ang isa sa mga pangunahing aksyon sa pagbuo ng isang modelo ng impormasyon ay ang koleksyon ng iba't ibang impormasyon tungkol sa bagay. Depende sa layunin kung saan ang bagay ay pinag-aaralan, kung ano ang ibig sabihin at kaalaman ng isang tao, ang impormasyon ng iba't ibang dami at nilalaman ay makukuha.

Halimbawa 4

Isaalang-alang ang bagay na "halaman" mula sa pananaw ng isang biologist, manggagamot at mag-aaral.

Biologist: ihambing ang halaman sa iba pang kilala niya; pag-aaralan ang root system, stem, cellular structure, soil features.

Medic: pag-aaralan ang komposisyon ng kemikal upang matukoy ang mga kapaki-pakinabang at nakakapinsalang sangkap ng halaman para sa mga tao.

Mag-aaral: sketch ang hitsura, tandaan ang amoy, ang oras na ang halaman ay maaaring tumayo sa tubig, tandaan ang tirahan.

Halimbawa 5

Isaalang-alang ang bagay na "bahaghari" mula sa punto ng view ng artist, physicist at estudyante.

Artist: bigyang-pansin ang mga transition sa pagitan ng mga kulay.

Physicist: ipaliwanag ang natural na phenomenon na ito.

Mag-aaral: mamangha sa kagandahan at ibahagi ang kanilang mga impresyon.

Kaya, at napag-usapan natin ito, ang parehong bagay ay maaaring magkaroon ng iba't ibang mga modelo.

Ano ang nakasalalay dito?

Ang pagpili ng pinakamahalagang impormasyon kapag lumilikha ng isang modelo ng impormasyon at ang pagiging kumplikado nito ay tinutukoy ng layunin ng pagmomodelo. Ang pagbuo ng isang modelo ng impormasyon ay ang panimulang punto para sa pagbuo ng modelo.

Kapag napagpasyahan namin ang dami at nilalaman ng data na kinakailangan upang bumuo ng isang modelo ng impormasyon, at natukoy din ang lahat ng mga link sa pagitan ng mga bahagi ng bagay, maaari naming katawanin ang modelo ng impormasyon sa isang simbolikong anyo.

Ang sign form ay maaaring computer o hindi computer. Ang mga simple at pamilyar na gawain lamang ang maaaring malutas gamit ang mga tradisyonal na pamamaraan. Ngayon, kapag ang computer ay naging pangunahing kasangkapan ng mananaliksik, lahat ng mga paunang sketch, formula, guhit at diagram ay pinagsama-sama dito gamit ang iba't ibang mga programa.

Kapag nagtatayo ng isang modelo ng computer, kinakailangang piliin ang tamang kapaligiran ng software.

Kung kailangan mo ng isang computer bilang isang pantulong na tool para sa pagsasakatuparan ng iyong mga ideya, maaari mong gamitin ang software ng application para sa pagmomolde - mga editor ng teksto, mga graphic editor, atbp.

May mga software tool na nagpoproseso ng paunang impormasyon, tumatanggap at nagsusuri ng resulta. Dito gumaganap ang computer bilang isang matalinong katulong. Sa kasong ito, ang mga database environment, spreadsheet, o programming language ay maaaring gamitin para sa pagmomodelo.

Konklusyon: kapag nagmomodelo sa isang computer, kinakailangang magkaroon ng ideya tungkol sa mga klase ng software tool, ang kanilang layunin, mga tool at teknolohiya ng trabaho. Pagkatapos ay madaling i-convert ang modelo ng impormasyon ng pag-sign sa isang computer at magsagawa ng isang eksperimento.

IIIyugto. eksperimento sa kompyuter

Matapos malikha ang modelo, kinakailangan upang malaman ang pagganap nito o ipatupad ito sa produksyon. Upang gawin ito, kailangan mong magsagawa ng isang eksperimento.

Bago ang pagdating ng mga computer, ang lahat ng mga eksperimento ay isinasagawa alinman sa mga kondisyon ng laboratoryo o sa isang tunay na sample ng produkto. Kasabay nito, ang mga eksperimento sa natural at laboratoryo ay nangangailangan ng maraming pera at oras. Ang mga sample ng mga produkto ay sumailalim sa iba't ibang mga pagkarga at madalas na bumagsak. Mabuti. Kung ito ay relo o vacuum cleaner. Paano kung ito ay isang eroplano o isang rocket?

Sa pag-unlad ng teknolohiya ng computer, lumitaw ang isang bagong paraan ng pananaliksik - isang eksperimento sa computer. Ito ay batay sa pagsubok ng modelo.

Ang pagsubok ay ang proseso ng pag-verify ng kawastuhan ng pagbuo at paggana ng modelo.

Ang pagsusulit ay isang hanay ng paunang data kung saan ang resulta ay nalalaman nang maaga.

Upang matiyak ang kawastuhan ng mga nakuhang resulta ng simulation, kinakailangan na ang pagsubok ay tumutugma sa mga sumusunod na parameter;

1. Ang pagsusulit ay dapat palaging nakatutok sa pagsuri sa binuong algorithm para sa paggana ng isang modelo ng computer. Ang pagsubok ay hindi sumasalamin sa semantikong nilalaman ng modelo, ngunit ang mga resulta na nakuha ay maaaring magmungkahi ng mga pagbabago sa orihinal na impormasyon o sign na modelo, na naglalaman ng semantikong nilalaman ng gawain.

2. Ang paunang data sa pagsusulit ay maaaring hindi sumasalamin sa totoong sitwasyon. Mahalagang malaman nang maaga ang inaasahang resulta para sa partikular na paunang data.

Halimbawa 6

Ang modelo ng matematika ay ipinakita sa anyo ng mga kumplikadong pormula sa matematika. Kailangan itong masuri. Pumili ka ng ilang mga opsyon para sa paunang data at kalkulahin ang resulta sa iyong sarili. Pagkatapos ay ipasok ang parehong data sa computer at makuha ang resulta ng isang eksperimento sa computer. Kung hindi ito tumutugma sa iyo, kailangan mong hanapin at alisin ang dahilan.

IVyugto. Pagsusuri ng mga resulta ng simulation

Ang huling yugto ng pagmomolde ay paggawa ng desisyon. Ang yugtong ito ay mapagpasyahan - maaaring tapusin mo ang pag-aaral o magpatuloy. Ang yugto ng pagsusuri ng mga resulta ay hindi maaaring umiiral nang nagsasarili. Ang mga natuklasan ay madalas na humahantong sa mga karagdagang eksperimento o pagbabago sa modelo.

Ang mga resulta ng pagsusulit ay nagsisilbing batayan sa paggawa ng desisyon. Kung hindi sila tumutugma sa mga layunin ng gawain, nangangahulugan ito na ang mga pagkakamali ay ginawa sa mga nakaraang yugto. Maaaring iba-iba ang mga dahilan. Ang mga pagkakamali ay kailangang kilalanin at itama. Nagpapatuloy ang proseso hanggang sa matugunan ng mga resulta ng eksperimento ang mga layunin ng simulation.

Ang pangunahing bagay na dapat tandaan ay ang nakitang error ay ang resulta din.

Buuin ang Modelo ang susunod na proseso, pagmamasid, kung maaari, ang mga pangunahing yugto ng pagmomolde.

№1. Kalkulahin ang minimum na bilang ng mga wallpaper at ang kanilang gastos na kinakailangan para sa pag-paste ng sala na may sukat na 4 x 4 x 2.5 metro. Ang wallpaper roll ay 55 sentimetro ang lapad at 10 metro ang haba.

Bago bumuo ng isang modelo ng isang bagay (kababalaghan, proseso), kinakailangan upang matukoy ang mga elemento ng bumubuo nito at ang mga ugnayan sa pagitan nila (upang magsagawa ng pagsusuri ng system) at "isalin" (ipakita) ang nagresultang istraktura sa ilang paunang natukoy na anyo - gawing pormal ang impormasyon.

Ang pagmomodelo ng anumang sistema ay imposible nang walang paunang pormalisasyon. Sa katunayan, ang pormalisasyon ay ang una at napakahalagang hakbang sa proseso ng pagmomolde. Sinasalamin ng mga modelo ang pinakamahalaga sa mga pinag-aralan na bagay, proseso at phenomena, batay sa layunin ng pagmomodelo. Ito ang pangunahing tampok at ang pangunahing layunin ng mga modelo.

Ang pormalisasyon ay ang proseso ng paghihiwalay at pagsasalin ng panloob na istraktura ng isang bagay, kababalaghan o proseso sa isang tiyak na istraktura ng impormasyon - isang form.

Halimbawa, Mula sa kurso ng heograpiya, alam mo na ang lakas ng pagyanig ay karaniwang sinusukat sa isang sampung puntong sukat. Sa katunayan, kami ay nakikitungo sa pinakasimpleng modelo para sa pagtatasa ng lakas ng natural na hindi pangkaraniwang bagay na ito. Totoo, ang relasyon "mas malakas", kumikilos sa totoong mundo, dito pormal na pinalitan ng relasyon "higit pa", na may katuturan sa hanay ng mga natural na numero: ang pinakamahina na pagyanig ay tumutugma sa numero 1, ang pinakamalakas - 10. Ang nagresultang order na hanay ng 10 mga numero ay isang modelo na nagbibigay ng ideya ng lakas ng mga pagyanig.

Mga hakbang sa pagmomodelo

Bago magsagawa ng anumang gawain, kailangan mong malinaw na isipin ang panimulang punto at bawat punto ng aktibidad, pati na rin ang mga tinatayang yugto nito. Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa pagmomolde. Ang panimulang punto dito ay ang prototype. Maaari itong maging isang umiiral o inaasahang bagay o proseso. Ang huling yugto ng pagmomodelo ay ang paggawa ng desisyon batay sa kaalaman tungkol sa bagay.

(Sa pagmomodelo, ang panimulang punto ay - prototype, na maaari lamang maging isang umiiral o inaasahang bagay o proseso. Ang huling yugto ng pagmomodelo ay ang pagpapatibay ng isang desisyon batay sa kaalaman tungkol sa bagay.)

Ang chain ay ganito ang hitsura.

Ipaliwanag natin ito sa mga halimbawa.

Ang isang halimbawa ng pagmomolde sa paglikha ng mga bagong teknikal na paraan ay ang kasaysayan ng pag-unlad ng teknolohiya sa espasyo. Upang maipatupad ang isang paglipad sa kalawakan, dalawang problema ang kailangang lutasin: upang madaig ang gravity ng lupa at upang matiyak ang pagsulong sa walang hangin na kalawakan. Nagsalita si Newton tungkol sa posibilidad na malampasan ang gravity ng Earth noong ika-17 siglo. Iminungkahi ni K. E. Tsiolkovsky na lumikha ng isang jet engine para sa paggalaw sa espasyo, na gumagamit ng gasolina mula sa pinaghalong likidong oxygen at hydrogen, na naglalabas ng makabuluhang enerhiya sa panahon ng pagkasunog. Gumawa siya ng isang medyo tumpak na deskriptibong modelo ng hinaharap na interplanetary ship na may mga guhit, kalkulasyon at mga katwiran.

Sa wala pang kalahating siglo, ang deskriptibong modelo ng K. E. Tsiolkovsky ay naging batayan para sa tunay na pagmomolde sa bureau ng disenyo sa ilalim ng pamumuno ni S. P. Korolev. Ang iba't ibang uri ng likidong panggatong, hugis ng rocket, kontrol sa paglipad at mga sistema ng suporta sa buhay para sa mga astronaut, mga instrumento para sa siyentipikong pananaliksik, atbp. ay sinubukan sa buong sukat na mga eksperimento. mga istasyon ng kalawakan.

Isaalang-alang natin ang isa pang halimbawa. Ang sikat na chemist ng ika-18 siglo na si Antoine Lavoisier, na nag-aaral sa proseso ng pagkasunog, ay gumawa ng maraming mga eksperimento. Ginawa niya ang mga proseso ng pagkasunog gamit ang iba't ibang mga sangkap, na pinainit at tinimbang niya bago at pagkatapos ng eksperimento. Kasabay nito, lumabas na ang ilang mga sangkap ay nagiging mas mabigat pagkatapos ng pag-init. Iminungkahi ni Lavoisier na may idinagdag sa mga sangkap na ito sa panahon ng proseso ng pag-init. Kaya ang pagmomodelo at kasunod na pagsusuri ng mga resulta ay humantong sa kahulugan ng isang bagong sangkap - oxygen, sa isang pangkalahatan ng konsepto ng "pagkasunog", nagbigay ng paliwanag para sa maraming kilalang phenomena at nagbukas ng mga bagong abot-tanaw para sa pananaliksik sa iba pang larangan ng agham, sa partikular sa biology, dahil ang oxygen ay naging isa sa mga pangunahing bahagi ng paghinga at pagpapalitan ng enerhiya sa mga hayop at halaman.

Pagmomodelo- malikhaing proseso. Napakahirap ilagay ito sa isang pormal na balangkas. Sa pinaka-pangkalahatang anyo nito, maaari itong iharap sa mga yugto, tulad ng ipinapakita sa Fig. isa.

kanin. 1. Mga yugto ng pagmomodelo.

Sa bawat oras na paglutas ng isang partikular na problema, ang gayong pamamaraan ay maaaring sumailalim sa ilang mga pagbabago: ang ilang mga bloke ay aalisin o pagbutihin, ang ilan - idinagdag. Ang lahat ng mga yugto ay tinutukoy ng gawain at mga layunin ng pagmomolde. Isaalang-alang natin ang mga pangunahing yugto ng pagmomolde nang mas detalyado.

YUGTO. PAGBUO NG PROBLEMA.

Ang gawain ay isang problema na kailangang lutasin. Sa yugto ng pagtatakda ng problema, kinakailangang ipakita ang tatlong pangunahing punto: ang paglalarawan ng problema, ang kahulugan ng mga layunin sa pagmomolde, at ang pagsusuri ng bagay o proseso.

Paglalarawan ng gawain

Ang gawain ay binuo sa ordinaryong wika, at ang paglalarawan ay dapat na maunawaan. Ang pangunahing bagay dito ay upang tukuyin ang bagay ng pagmomolde at maunawaan kung ano ang dapat na resulta.

Ang layunin ng simulation

1) kaalaman sa mundo sa paligid

Bakit gumagawa ng mga modelo ang isang tao? Upang masagot ang tanong na ito, dapat nating tingnan ang malayong nakaraan. Ilang milyong taon na ang nakalilipas, sa bukang-liwayway ng sangkatauhan, pinag-aralan ng mga primitive na tao ang nakapaligid na kalikasan upang matutunan kung paano labanan ang mga natural na elemento, gumamit ng mga natural na benepisyo, at simpleng mabuhay.

Ang naipon na kaalaman ay ipinasa mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon nang pasalita, sa kalaunan sa pagsulat, at sa wakas sa tulong ng mga modelo ng paksa. Kaya't ipinanganak, halimbawa, ang isang modelo ng globo - isang globo - na nagpapahintulot sa iyo na makakuha ng visual na representasyon ng hugis ng ating planeta, ang pag-ikot nito sa sarili nitong axis at ang lokasyon ng mga kontinente. Ginagawang posible ng gayong mga modelo na maunawaan kung paano inayos ang isang partikular na bagay, upang malaman ang mga pangunahing katangian nito, upang maitatag ang mga batas ng pag-unlad nito at pakikipag-ugnayan sa nakapaligid na mundo ng mga modelo.

(Sa loob ng maraming siglo, ang mga tao ay lumikha ng mga modelo, naipon ang kaalaman at ipinasa ang mga ito mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon nang pasalita, sa ibang pagkakataon sa pagsulat, at sa wakas, sa tulong ng mga modelo ng paksa. Ang ganitong mga modelo ay nagbibigay-daan sa iyo upang maunawaan kung paano gumagana ang isang partikular na bagay, alamin ang pangunahing katangian, itatag ang mga batas ng pag-unlad nito at pakikipag-ugnayan sa nakapaligid na mundo ng mga modelo.*Halimbawa: modelo ng globo*).

2) paglikha ng mga bagay na may tinukoy na mga katangian ( tinutukoy ng pahayag ng problema "Paano gumawa ...".

Ang pagkakaroon ng sapat na kaalaman, tinanong ng isang tao ang kanyang sarili ang tanong: "Posible bang lumikha ng isang bagay na may ibinigay na mga katangian at kakayahan upang malabanan ang mga elemento o ilagay ang mga natural na phenomena sa serbisyo nito?" Ang tao ay nagsimulang bumuo ng mga modelo ng mga bagay na hindi pa umiiral. Ito ay kung paano ipinanganak ang mga ideya ng paglikha ng mga windmill, iba't ibang mga mekanismo, kahit isang ordinaryong payong. Marami sa mga modelong ito ay naging isang katotohanan na ngayon. Ito ay mga bagay na nilikha ng mga kamay ng tao.

(Sa pagkakaroon ng sapat na kaalaman, ang isang tao ay nagkaroon ng pagnanais na lumikha ng isang bagay na may ibinigay na mga katangian at kakayahan, * upang kontrahin ang mga elemento o ilagay ang mga likas na phenomena sa kanyang serbisyo * upang gawing mas madali ang kanyang buhay at protektahan ang kanyang sarili mula sa mga mapanirang aksyon ng kalikasan. A ang tao ay nagsimulang gumawa ng mga modelo ng mga bagay na hindi pa umiiral (Marami sa mga modelong ito ay naging realidad na. Ito ay mga bagay na nilikha ng mga kamay ng tao.) *Halimbawa: windmills, iba't ibang mekanismo, kahit isang ordinaryong payong*

3) pagpapasiya ng mga kahihinatnan ng epekto sa bagay at paggawa ng tamang desisyon . Ang layunin ng pagmomodelo ng mga gawain ng uri "Paano kung..." . (ano ang mangyayari kung tataasan mo ang pamasahe sa transportasyon, o ano ang mangyayari kung ibinaon mo ang nuclear waste sa ganoon at ganoong lugar?)

Halimbawa, upang mailigtas ang lungsod sa Neva mula sa patuloy na pagbaha na nagdudulot ng napakalaking pinsala, napagpasyahan na magtayo ng isang dam. Sa panahon ng disenyo nito, maraming mga modelo ang itinayo, kabilang ang mga full-scale, nang tumpak upang mahulaan ang mga kahihinatnan ng pagkagambala sa kalikasan.

Ang talatang ito ay isang halimbawa lamang at sabihin tungkol sa tanong.

4) ang pagiging epektibo ng pamamahala ng isang bagay (o proseso ) .

Dahil ang mga pamantayan para sa pamamahala ay napakasalungat, ito ay magiging epektibo lamang kung "ang parehong mga lobo ay pinakain at ang mga tupa ay ligtas."

Halimbawa, kailangan mong ayusin ang pagkain sa cafeteria ng paaralan. Sa isang banda, dapat itong matugunan ang mga kinakailangan sa edad (mataas na calorie, naglalaman ng mga bitamina at mineral na asin), sa kabilang banda, ang karamihan sa mga bata ay dapat na magustuhan ito at, bukod dito, maging "abot-kayang" para sa mga magulang, at sa pangatlo, ang pagluluto. ang teknolohiya ay dapat tumutugma sa mga kakayahan ng mga kantina ng paaralan. Paano pagsamahin ang hindi magkatugma? Ang pagbuo ng isang modelo ay makakatulong sa paghahanap ng isang katanggap-tanggap na solusyon.

Kung mahahanap ng isang tao ang impormasyon sa talatang ito na mahalaga, pagkatapos ay pumili para sa iyong sarili.

Pagsusuri ng Bagay

Sa yugtong ito, malinaw na natukoy ang modelong bagay at ang mga pangunahing katangian nito, kung ano ang binubuo nito, kung anong mga koneksyon ang umiiral sa pagitan nila.

(Ang isang simpleng halimbawa ng subordinate object relations ay ang pagsusuri ng isang pangungusap. Una, ang mga pangunahing miyembro (paksa, panaguri) ay nakikilala, pagkatapos ay ang mga menor de edad na miyembro ay nauugnay sa mga pangunahing, pagkatapos ay ang mga salitang nauugnay sa mga pangalawang, atbp.)

II YUGTO. PAGBUBUO NG MODELO

1. Modelo ng impormasyon

Sa yugtong ito, ang mga katangian, estado, pagkilos at iba pang mga katangian ng elementarya na mga bagay ay nilinaw sa anumang anyo: pasalita, sa anyo ng mga diagram, mga talahanayan. Ang isang ideya ay nabuo tungkol sa elementarya na mga bagay na bumubuo sa orihinal na bagay, i.e. modelo ng impormasyon.

Dapat ipakita ng mga modelo ang pinakamahalagang katangian, katangian, estado at ugnayan ng mga bagay ng layunin ng mundo. Nagbibigay sila ng kumpletong impormasyon tungkol sa bagay.

Isipin na kailangan mong lutasin ang isang bugtong. Inaalok ka ng isang listahan ng mga katangian ng isang tunay na bagay: bilog, berde, makintab, malamig, may guhit, matunog, hinog, mabango, matamis, makatas, mabigat, malaki, na may tuyo na buntot...

Ang listahan ay nagpapatuloy, ngunit malamang na nahulaan mo na ang pinag-uusapan natin ay tungkol sa pakwan. Ang pinaka-iba't ibang impormasyon ay ibinibigay tungkol dito: kulay, amoy, panlasa, at maging ang tunog... Malinaw, marami pa rito kaysa sa kinakailangan upang malutas ang problemang ito. Subukang pumili mula sa lahat ng nakalistang mga palatandaan at katangian ng pinakamababa na nagbibigay-daan sa iyo upang tumpak na makilala ang bagay. Sa alamat ng Russia, ang isang solusyon ay matagal nang natagpuan: "Scarlet mismo, asukal, green caftan, velvet."

Kung ang impormasyon ay inilaan para sa artist na magpinta ng isang still life, maaaring limitahan ng isa ang sarili sa mga sumusunod na katangian ng bagay: bilog, malaki, berde, may guhit. Upang mapukaw ang gana sa isang matamis na ngipin, pipili sila ng iba pang mga katangian: mature, juicy, mabango, matamis. Para sa isang tao na pumipili ng isang pakwan sa melon, maaaring mag-alok ng sumusunod na modelo: malaki, matunog, na may tuyong buntot.

Ipinapakita ng halimbawang ito na hindi kailangang marami ang impormasyon. Mahalaga na ito ay "sa mga merito ng isyu", ibig sabihin, naaayon sa layunin kung saan ito ginamit.

Halimbawa, sa paaralan, ang mga mag-aaral ay nakikilala ang modelo ng impormasyon ng sirkulasyon ng dugo. Ang impormasyong ito ay sapat para sa isang mag-aaral, ngunit hindi sapat para sa mga nagsasagawa ng mga vascular operation sa mga ospital.

Napakahalaga ng papel ng mga modelo ng impormasyon sa buhay ng tao.

Ang kaalaman na nakukuha mo sa paaralan ay nasa anyo ng isang modelo ng impormasyon na nilayon para sa layunin ng pag-aaral ng mga bagay at phenomena.

Mga aralin sa kasaysayan gawin itong posible na bumuo ng isang modelo para sa pag-unlad ng lipunan, at ang pag-alam na ito ay nagpapahintulot sa iyo na bumuo ng iyong sariling buhay, maaaring ulitin ang mga pagkakamali ng iyong mga ninuno, o isinasaalang-alang ang mga ito.

Sa mga aralin sa heograpiya bibigyan ka ng impormasyon tungkol sa mga heograpikal na bagay: mga bundok, ilog, bansa, atbp. Ito rin ay mga modelo ng impormasyon. Karamihan sa mga itinuturo sa mga klase sa heograpiya, hindi mo makikita sa katotohanan.

Sa mga aralin sa kimika Ang impormasyon tungkol sa mga katangian ng iba't ibang mga sangkap at ang mga batas ng kanilang pakikipag-ugnayan ay sinusuportahan ng mga eksperimento, na hindi hihigit sa mga tunay na modelo ng mga proseso ng kemikal.

Ang modelo ng impormasyon ay hindi kailanman ganap na nagpapakilala sa isang bagay. Para sa parehong bagay, maaari kang bumuo ng iba't ibang mga modelo ng impormasyon.

Pumili tayo para sa pagmomodelo ng naturang bagay bilang "tao". Ang isang tao ay maaaring isaalang-alang mula sa iba't ibang mga punto ng view: bilang isang hiwalay na indibidwal at bilang isang tao sa pangkalahatan.

Kung isaisip natin ang isang partikular na tao, maaari tayong bumuo ng mga modelo na ipinakita sa Talahanayan. 1-3.

Talahanayan 1. Modelo ng impormasyon ng mag-aaral

Talahanayan 2.. Modelo ng impormasyon ng isang bisita sa silid medikal ng paaralan

Talahanayan 3 Modelo ng impormasyon ng isang empleyado ng negosyo

Isaalang-alang at iba pang mga halimbawa iba't ibang mga modelo ng impormasyon para sa parehong bagay.

Maraming saksi sa krimen ang nag-ulat ng iba't ibang impormasyon tungkol sa sinasabing umaatake - ito ang kanilang mga modelo ng impormasyon. Ang kinatawan ng pulisya ay dapat pumili mula sa daloy ng impormasyon ang pinakamahalaga, na makakatulong upang mahanap ang kriminal at mapigil siya. Ang isang kinatawan ng batas ay maaaring magkaroon ng higit sa isang modelo ng impormasyon ng isang bandido. Ang tagumpay ng negosyo ay nakasalalay sa kung gaano katama ang pagpili ng mga mahahalagang tampok at ang mga menor de edad ay itinatapon.

Ang pagpili ng pinakamahalagang impormasyon kapag lumilikha ng isang modelo ng impormasyon at ang pagiging kumplikado nito ay tinutukoy ng layunin ng pagmomodelo.

Ang pagbuo ng isang modelo ng impormasyon ay ang panimulang punto ng yugto ng pagbuo ng modelo. Ang lahat ng input parameter ng mga bagay na pinili sa panahon ng pagsusuri ay nakaayos sa pababang pagkakasunud-sunod ng kahalagahan at ang modelo ay pinasimple alinsunod sa layunin ng pagmomodelo.

2. Iconic na modelo

Bago simulan ang proseso ng pagmomodelo, ang isang tao ay gumagawa ng mga paunang sketch ng mga guhit o diagram sa papel, nakakakuha ng mga formula ng pagkalkula, ibig sabihin, ay bumubuo ng isang modelo ng impormasyon sa isa o iba pa. iconic na anyo, na maaaring maging kompyuter o hindi kompyuter.

modelo ng kompyuter

Ang isang modelo ng computer ay isang modelo na ipinatupad sa pamamagitan ng isang kapaligiran ng software.

Maraming software packages na nagbibigay-daan sa iyong pag-aralan (modelo) ang mga modelo ng impormasyon. Ang bawat kapaligiran ng software ay may sariling mga tool at nagbibigay-daan sa iyo upang gumana sa ilang mga uri ng mga bagay ng impormasyon.

Alam na ng tao kung ano ang magiging modelo at ginagamit niya ang computer para bigyan ito ng iconic na hugis. Halimbawa, para makabuo ng mga geometric na modelo, ginagamit ang mga diagram, mga graphical na kapaligiran, para sa mga verbal o tabular na paglalarawan - isang text editor na kapaligiran.

YUGTO III. KOMPUTER EXPERIMENT

Upang bigyang-buhay ang mga bagong pag-unlad ng disenyo, upang ipakilala ang mga bagong teknikal na solusyon sa produksyon o upang subukan ang mga bagong ideya, kailangan ang isang eksperimento. Sa kamakailang nakaraan, ang naturang eksperimento ay maaaring isagawa alinman sa mga kondisyon ng laboratoryo sa mga pag-install na espesyal na nilikha para dito, o sa likas na katangian, iyon ay, sa isang tunay na sample ng produkto, na sumasailalim sa lahat ng uri ng mga pagsubok.

Sa pag-unlad ng teknolohiya ng computer, lumitaw ang isang bagong natatanging paraan ng pananaliksik - isang eksperimento sa computer. Kasama sa isang eksperimento sa computer ang isang pagkakasunud-sunod ng trabaho sa isang modelo, isang hanay ng mga may layuning pagkilos ng user sa isang modelo ng computer.

YUGTO IV. PAGSUSURI NG MGA RESULTA NG SIMULATION

Ang pangwakas na layunin ng pagmomodelo ay ang paggawa ng isang desisyon, na dapat na binuo batay sa isang komprehensibong pagsusuri ng mga resulta na nakuha. Ang yugtong ito ay mapagpasyahan - ipagpatuloy mo ang pag-aaral, o tapusin. Marahil alam mo ang inaasahang resulta, pagkatapos ay kailangan mong ihambing ang natanggap at inaasahang resulta. Sa kaso ng isang laban, maaari kang gumawa ng desisyon.

Ang mga resulta ng pagsubok at mga eksperimento ay nagsisilbing batayan para sa pagbuo ng isang solusyon. Kung ang mga resulta ay hindi tumutugma sa mga layunin ng gawain, nangangahulugan ito na ang mga pagkakamali ay nagawa sa mga nakaraang yugto. Ito ay maaaring isang sobrang pinasimple na pagbuo ng isang modelo ng impormasyon, o isang hindi matagumpay na pagpili ng isang paraan ng pagmomodelo o kapaligiran, o isang paglabag sa mga teknolohikal na pamamaraan kapag gumagawa ng isang modelo. Kung ang mga naturang error ay napansin, ang modelo ay kailangang itama, ibig sabihin, isang pagbabalik sa isa sa mga nakaraang yugto. Ulitin ang proseso hanggang sa matugunan ng mga resulta ng eksperimento ang mga layunin ng simulation.

Ang pangunahing bagay na dapat tandaan ay ang nakitang error ay ang resulta din. http://www.gmcit.murmansk.ru/text/information_science/base/simulation/materials/mysnik/2.htm

Katulad na impormasyon.

Ang isang pormal na modelo ay isang modelo na nakuha bilang isang resulta ng pormalisasyon.

Ang wika ng matematika ay pinakaangkop para sa paglutas ng mga problema sa isang computer. Sa gayong modelo, ang ugnayan sa pagitan ng paunang data at ng mga huling resulta ay naayos gamit ang iba't ibang mga formula, at ang mga paghihigpit ay ipinapataw din sa mga pinahihintulutang halaga ng mga parameter.

Ikatlong yugto- ang pagbuo ng isang modelo ng computer ay nagsisimula sa pagpili ng isang tool sa pagmomodelo, sa madaling salita, isang software na kapaligiran kung saan ang modelo ay gagawin at pag-aaralan.
Ang pagpipiliang ito ay nakasalalay algorithm pagbuo ng isang modelo ng computer, pati na rin ang anyo ng pagtatanghal nito. Sa isang programming environment, ito programa nakasulat sa kani-kanilang wika. Sa mga kapaligiran ng application (spreadsheet, DBMS, graphic editor, atbp.) ito pagkakasunud-sunod ng mga teknolohikal na pamamaraan humahantong sa solusyon ng problema.

Dapat tandaan na ang parehong problema ay maaaring malutas gamit ang iba't ibang mga kapaligiran. Ang pagpili ng tool sa pagmomolde ay nakasalalay, una sa lahat, sa mga tunay na posibilidad, parehong teknikal at materyal.

Ikaapat na yugto- Kasama sa eksperimento sa computer ang dalawang yugto: pagsubok ng modelo at pananaliksik.

• Pagsubok ng modelo

Sa yugtong ito, sinusuri ang nabuong algorithm para sa pagbuo ng modelo at ang kasapatan ng resultang modelo sa bagay at layunin ng pagmomodelo.

Upang suriin ang kawastuhan ng algorithm ng pagbuo ng modelo, ginagamit ang data ng pagsubok, kung saan ang huling resulta ay alam nang maaga. (Kadalasan ito ay tinutukoy nang manu-mano). Kung ang mga resulta ay tumutugma, pagkatapos ay ang algorithm ay binuo nang tama, kung hindi, ito ay kinakailangan upang hanapin at alisin ang sanhi ng kanilang pagkakaiba.

Ang pagsubok ay dapat na may layunin at sistematiko, at ang komplikasyon ng data ng pagsubok ay dapat mangyari nang unti-unti. Upang matiyak na ang itinayong modelo ay wastong sumasalamin sa mga katangian ng orihinal na mahalaga para sa layunin ng pagmomodelo, iyon ay, ito ay sapat, ito ay kinakailangan upang piliin ang data ng pagsubok na sumasalamin sa totoong sitwasyon.

• Modelong pag-aaral
  Maaari kang magpatuloy sa yugtong ito ng eksperimento sa computer pagkatapos lamang na matagumpay ang pagsubok ng modelo, at sigurado ka na ang modelo na kailangang imbestigahan ay nagawa na.

Ikalimang yugto- Ang pagsusuri ng mga resulta ay susi sa proseso ng pagmomodelo. Nasa dulo ng yugtong ito ang desisyon: ipagpatuloy ang pag-aaral o tapusin ito.

Kung ang mga resulta ay hindi tumutugma sa mga layunin ng gawain, nangangahulugan ito na ang mga pagkakamali ay ginawa sa mga nakaraang yugto. Sa kasong ito, ito ay kinakailangan itama ang modelo, ibig sabihin, bumalik sa isa sa mga nakaraang yugto. Ulitin ang proseso hanggang sa matugunan ng mga resulta ng eksperimento sa computer ang mga layunin ng simulation.