Этапы построения компьютерных моделей

Эта вопрос в изложении авторов приведенных выше учебников и пособий отражен совсем неодинаково.Предлагаю ознакомиться с освещением этого вопроса у упомянутых мною авторов
Основные этапы моделирования (Н.А.Макарова)
Технологическая цепочка процесса решения задачи методом математического моделирования И.Г.Семакин Некоторые авторы (Н.А.Макарова, И.Семакин) считают, что этот вопрос следует рассматривать перед построением конкретных моделей. А.Г.Гейн касается этапов построения моделей, как-бы вскользь, в главе "Проблемы адекватности". А.И.Бочкин считает, что этапы построения моделей можно давать только после того, как учащимися построено несколько моделей и ими приобретен некоторый опыт такого построения. А.Г.Кушниренко этот вопрос в своем учебнике "Кодирование информации.Информационные модели" совсем не рассматривает.
Я считаю, что знание этапов, позволяет учащимся более осмысленно вести построение компьютерных моделей. Когда изучать этот ворос, конечно, решать учителю. Мне удобнее - в начале . Но думаю, что предложение А.И.Бочкина сместить изучение этого вопросы в конец темы тоже оправдано. По его образному выражению, изучение этапов моделирования до самого моделирования - это "игра в определения"

Основные этапы моделирования (Макарова Н.А.)

на начало
1-й этап
Постановка задачи

Описание задачи
Цель моделирования
Анализ объекта
2-й этап.
Разработка модели

Информационная модель
Знаковая модель
Компьютерная модель
3-й этап.
Компьютерный
эксперемент

План моделирования
Технология
моделирования
4-й этап.
Анализ
результатов
моделирования

Постановка задачи
Под задачей в самом общем смысле этого слова понимается некоя проблема, которую надо решить. На этапе постановки задачи необходимо отразить три основных момента:описание задачи, определение целей моделирования и анализ объекта или процесса
Описание задачи
По характеру постановки все задачи можно разделить на две основные группы:первая группа- как изменятся характеристики объекта или процесса, при некотором воздействии на него(задачи типачто будет,если...) и вторая группа- какое воздействие нужно произвести, чтобы произвести изменение характеристик объекта или процесса до определенных значений(как сделать,чтобы...
Цель моделирования
Познание окружающего мира, создание объектов с заданными свойствами, определение последствий воздействия на объект, эффективность управления объектом или процессом.
Анализ объекта
Результат анализа объекта появляется в процессе выявления его составляющих(элементарных объектов) и связей между ними.
на схему
Разработка модели
Информационная модель
Выбор наиболее существенной информации при создании информационной модели и ее сложность обусловлены целью моделирования.Построение информационной модели является отправным пунктом разработки модели.
Все входные параметры объектов, выделенные при анализе, располагают в порядке убывания значимости и проводят упрощение модели в соответствии с целью моделирования.При этом отбрасываются факторы, несущественные с точки зрения того, кто определяет модель. Если отбросить существенные факторы, то модель может оказаться неверной.
Все элементарные объекты, выделенные при анализе должны бытьпоказаны во взаимосвязи. В информационной модели отображаются только бесспорные связи и очевидные действия. Такая модель дает первичную идею, определяющую дальнейший ход моделирования.
Знаковая модель
Информационная модель, как правило, представляется в той или иной знаковой форме,которая может быть компьютерной или некомпьютерной.
Компьютерная модель
Компьютерная модель- модель реализованная средствами программной среды При моделировании на компьютере необходимо иметь представление о классах программных средств, их назначении , инструментарии и приемах работы. Тогда легко можно преобразовать информационную знаковую модель в компьютерную и провести соответствующий эксперемент.
между ними.
на схему
Компьютерный эксперемент
План моделирования
С развитием вычислительной техники появился новый уникальный метод исследования - компьютерный эксперемент. В помощь, а иногда и на сменуэксперементальным образцам и испытательным стендам во многих случаях пришли компьютерные исследования моделей. Этап проведения компьютерного эксперемента включает две стадии : составление плана моделирования и технологию моделирования.
План моделирования должен четко отражать последовательность работы с моделью. Первым пунктом плана часто является разработка теста, а вторым -тестирование модели.
Тестирование - проверка правильности модели. Тест - набор исходных данных, для которых заранее известен результат
После тестирования, когда есть уверенность в правильности функционирования модели, можно переходить непосредственно к технологии моделирования.
Технология моделирования - совокупность целенаправленных действий пользователя над компьютерной моделью.
Каждый эксперемент должен сопровождаться осмыслением результатов моделирования, которые станут основой анализа результатов моделирования.

на схему
Анализ результатов моделирования
Конечная цель моделирования - принятие решения, которое должно быть выработано на основе всестороннего анализа полученных результатов. Этот этап решающий - либо вы продолжаете исследования, либо заканчиваете.Если известен результат, то можно сравнитьего с полученным результатом моделирования. Полученные выводы часто способствуют прведению дополнительной серии эксперементов, а иногда и к изменению модели.
Основой для выработки решения служат результаты тестирования и эксперементов. Если результаты не соответствуют целям моделирования,значит, допущены ошибки на предыдущих этапах.
на схему

Общая схема процесса решения задачи методом математического моделирования

на начало


Выделение существенных свойств объекта -ранжирование - разделение входных параметров по степени важности их влияния на выходные.Отбрасывание (по крайней мере при первом подходе) менее значимых факторов огрубляет объект моделирования и способствует пониманию его главных свойств и закономерностей.
Поиск математического описания- переход от абстрактной формулировки модели к формулировке, имеющей конкретное математическое наполнение.

Метод исследования - если выбранный метод использует компьютер, то подбирают уже имеющуюся программу или разрабатывается новая программа.
Проведение исследования- сначала тестирование, а затем собственно численный эксперемент.
Анализ результатовВыясняется соответствует ли модель реальному объекту или процессу. Модель адекватна реальному процессу, если изучаемые характеристики процесса, полученные в ходе моделироания, совпадают с эксперементальными с заданной степенью точности. В случае несоответствия модели реальному процессу возвращаемся к одному из предыдущих этапов на схему
Hosted by uCoz