Prezentáció - számítógépes szimuláció. Számítógépes információs modellezés Számítógépes modellezési bemutató

1. Objektumok és folyamatok modelljei

2. A modellek osztályozása

3. A modellezés főbb szakaszai

Modell– Valós tárgy, folyamat vagy jelenség egyszerűsített ábrázolása.

Modellezés- modellek építése tárgyak, folyamatok, jelenségek tanulmányozására, tanulmányozására.

Kérdés: Miért készítsünk modellt, miért ne vizsgáljuk meg magát az eredetit?

Először is, valós időben előfordulhat, hogy az eredeti (prototípus) már nem létezik, vagy nem létezik a valóságban.

Másodszor, az eredetinek számos tulajdonsága és kapcsolata lehet. Annak érdekében, hogy mélyrehatóan tanulmányozhassunk néhány számunkra érdekes tulajdonságot, néha hasznos elhagyni a kevésbé lényegeseket, és egyáltalán nem vesszük figyelembe.

Alkalmas a modellezésre

Egy és ugyanazon objektumra (folyamatra, jelenségre) végtelen számú modell készíthető.

Modell osztályozási jelek:

• Felhasználási kör
• Az időtényező figyelembevételével
• Tudásipar
• Előadás módja

FELHASZNÁLÁSI TERÜLET SZERINTI OSZTÁLYOZÁS

modell

nevelési

Tapasztalt

játék

utánzás

IDŐTÉNYEZŐ OSZTÁLYOZÁS

modell

dinamikus

statikus

AZ ÁBRÁZOLÁSI MÓDSZER SZERINTI OSZTÁLYOZÁS

modell

információ

szóbeli

ikonszerű

nem számítógépes

számítógép

információ

Információs modell - információkészlet, amely egy tárgy, folyamat, jelenség tulajdonságait és állapotait, valamint a külvilággal való kapcsolatát jellemzi.

ikonszerű

Ikonikus modell

szóbeli

Verbális (lat. "Verbalis" - szóbeli) modell - információs modell mentális vagy beszélt formában.

Információs modellek típusai prezentációs formánként

szóbeli

geometriai

matematikai

szerkezeti

összerakós játékaik

különleges

nem számítógépes

számítógép

Geometriai modell

Geometriai modell

Geometrikus számítógépes modell

Verbális modell

Verbális modell

Matematikai modell

Matematikai modell

A matematikai modell összeállítása számos modellezési feladatban nagyon lényeges szakasz.

A képletek tervezéséhez egy speciális alkalmazást használnak - a Microsoft Equation Formula Editor-t.

Strukturális modell

Strukturális modell

Szerkezet

szerkezet

Logikai modell

Logikai modell

Speciális modellek

Speciális modellek

Számítógépes modell

Számítógépes modell - szoftverkörnyezet segítségével megvalósított modell.

A számítógépes modellezési eszközök a következők: hardver (Handware) és szoftver (Software).

I. SZAKASZ. A probléma megfogalmazása

A feladat leírása

A modellezés célja

Objektumelemzés

II. SZAKASZ. Modellfejlesztés

Információs modell

Ikonikus modell

Számítógépes modell

III. SZAKASZ. Számítógépes kísérlet

IV. SZAKASZ. Szimulációs eredmények elemzése

Szimulációs terv

Szimulációs technológia

Modell –

egy valós tárgy egyfajta leegyszerűsített látszata

• Valós idejű eredeti

esetleg már nem létezik, ill

nem az a valóságban

Az építési modellek használatának okai:

2. Az eredetinek számos tulajdonsága és kapcsolata lehet. Egy-egy tulajdonság elmélyült tanulmányozása érdekében célszerű elhagyni a kevésbé lényegeseket, egyáltalán nem figyelembe véve azokat.

Az építési modellek használatának okai:

3. Az Origanil vagy nagyon nagy vagy nagyon kicsi

4. A folyamat nagyon gyors vagy nagyon lassú

5. Az objektum vizsgálata annak megsemmisüléséhez vezethet

Modellezés

A tárgyak, folyamatok, jelenségek tanulmányozására és tanulmányozására szolgáló modellek felépítésének folyamata

A modellezés célja

A jövő modelljének célja. Meghatározza az eredeti azon tulajdonságait, amelyeket a modellben reprodukálni kell.

Modellek

Információ

Anyag

(teljes skálán)

Egy tárgy fizikai hasonlósága

A szimulációs objektum leírása

Jelenségek

Viselkedés

Folyamatok

Objektumok

• Zivatar
• Földrengés

• Gazdasági
• Az Univerzum fejlődése

• a földgömb
• Játékok
• Elrendezések

TERMÉSZETES ÉS INFORMÁCIÓS MODELLEZÉS

Teljes méretű modellek

Információs modellek

A fotó

Videó

Szobor

modellezés

Ipari

Orvosi

kártya

A modell tulajdonságai a szimuláció céljától függenek. Ugyanazon objektum modelljei eltérőek lesznek, ha különböző célokra hozták létre őket.

Az információs modellek típusai

objektumok és folyamatok

Szóbeli

Grafikus

Matematikai

Táblázatos

Természetes nyelvű leírás

Kártyák

Tervrajzok

Diagramok

Grafikonok

Tárgy-objektum

Tulajdon objektum

Bináris

Egyéb

Leírás a matematika nyelvén

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Információs modell- egy tárgy, folyamat, jelenség tulajdonságait, állapotait, valamint a külvilággal való kapcsolatát jellemző információhalmaz.

Egy és ugyanaz az objektum különböző információs modellekhez (verbális, matematikai, táblázatos, grafikus) társítható; minden a szimuláció céljától függ.

Matematikai

Táblázatos

Grafikus

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

modell

Verbális modell Egy információs modell írásbeli vagy szóbeli bemutatása természetes nyelv segítségével.

Példák verbális mintákra:

• információk a tankönyvekben
• szépirodalmi alkotások
• algoritmusokat leíró szövegek
• objektumok és folyamatok szöveges leírása

Matematikai

Táblázatos

Grafikus

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Matematikai modell- a modellezés tárgya mennyiségi jellemzői közötti összefüggések matematikai képletekkel történő leírása.

Példák matematikai modellekre:

• egyenes vonalú testelmozdulás modellje

• rugóinga lengésperiódusának matematikai modellje

Matematikai

modell

Táblázatos

Grafikus

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Táblázatos információs modell Olyan modell, amelyben az objektumok vagy tulajdonságaik lista formájában jelennek meg, és értékeik egy téglalap alakú táblázat celláiba kerülnek.

A táblázatos modellek típusai:

• objektum-tulajdonság táblák
• objektum-objektum táblák

Matematikai

Táblázatos

modell

Grafikus

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Grafikus információs modell Az objektumok és folyamatok grafikus képek formájában történő megjelenítésének vizuális módja.

Példák grafikus információs modellekre:

Matematikai

Táblázatos

Grafikus

modell

diagram

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Matematikai

Táblázatos

térkép

Grafikus

modell

diagram

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Matematikai

Táblázatos

rajz

Grafikus

modell

diagram

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Matematikai

Táblázatos

rendszer

Grafikus

modell

diagram

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Irányítatlan

gr a f

Elovo

Művészet. Ozernaya

falu Podgornaya

Matematikai

Kapcsolat: "Útkapcsolat"

(szimmetrikus linkek)

• A rendszer oválisokkal ábrázolt elemeit ún csúcsok
• Az elemek közötti kapcsolatokat ún kapcsolatokat

• él- szimmetrikus kapcsolat
• ív- aszimmetrikus kapcsolat

Orientált graf

Kezdeti csúcs

Lev Nilych

Hozzáállás:

"Nagypapának lenni"

Táblázatos

Végső csúcs

Grafikus

modell

grafikon

diagram

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Matematikai

Táblázatos

Grafikus

modell

diagram

AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

• AZ INFORMÁCIÓS MODELLEK TÍPUSAI

Szóbeli

Matematikai

Táblázatos

Hőmérséklet grafikon

Grafikus

modell

menetrend

diagram

• Példa objektum-tulajdonság táblázatra

Otthoni könyvtári adatbázis

CÍM

Belyaev A.R.

Kétéltű ember

Kerwood D.

Turgenyev I.S.

Észak csavargói

Történetek és történetek

Olesha Yu. K.

Kedvencek

Belyaev A.R.

CEC csillag

Tynyanov Yu. N.

Tolsztoj L.N.

Belyaev A.R.

Történetek és történetek

Kedvencek

• Példa objektum-objektum táblára

"Haladás" adatbázis

Alikin Péter

Botov Iván

Volkov Ilja

Galkina Nina

Információs modellezési technika

Meghatározás

modellezés

Meghatározás

információ

Épület

információ

Szisztémás

tárgyelemzés

modellezés

Házi feladat

Tanítás: szinopszis füzetben,

§ 13,

Készítse el saját családfáját (grafikus modell)

• A valós tárgyak milyen tulajdonságai reprodukálódnak:

• Termékbábuk az üzletben; Színlelt
• Termékbábuk az üzletben;
• Színlelt

• Mondjon példát anyagi és információs repülőgépmodellekre!
• Különböző modellek összeállítása:

• Négyzet Egyenes Ember
• Négyzet
• Egyenes
• Emberi

4. Építsd meg grafikus modell (menetrend) Petina évfolyamos előmenetele (negyedévben) a következő tantárgyakból: fizika, kémia, algebra, geometria.

Petina becslése szerint:

fizika - 5 4 4 5

kémia - 3 4 3 4

algebra - 4 4 3 4

1. dia

2. dia

3. dia

4. dia

5. dia

6. dia

7. dia

A "Számítógépes szimuláció" (10. osztály) című előadás teljesen ingyenesen letölthető honlapunkról. Projekt tárgya: Informatika. A színes diák és illusztrációk segítenek elkötelezni osztálytársait vagy közönségét. A tartalom megtekintéséhez használja a lejátszót, vagy ha le szeretné tölteni a jelentést, kattintson a megfelelő szövegre a lejátszó alatt. Az előadás 7 diát tartalmaz.

Bemutató diák

1. dia

SZÁMÍTÓGÉPES MODELLEZÉS

Szentpétervári Frunzensky Kerületi GOU Középiskola 212. sz. Informatika tanára Selezneva R.S.

2. dia

Objektum- és folyamatmodellek

A modell egy valós tárgy, folyamat vagy jelenség leegyszerűsített ábrázolása. Modellezés - modellek építése tárgyak, folyamatok, jelenségek tanulmányozására és tanulmányozására. A tárgyak modelljei lehetnek építészeti struktúrák vagy műalkotások miniatűr másolatai, valamint vizuális segédeszközök az osztályteremben stb. A modell tükrözhet valami valóban létezőt, például egy hidrogénatomot. Napelemes rendszer, villámkisülés. A modellek osztályozása A modellek osztályozása a következő szempontok szerint történik: Felhasználási kör Számvitel az időtényező modelljében (dinamika) Tudáság A modellek bemutatásának módja

3. dia

Felhasználási terület szerinti osztályozás

Modellek oktatási tapasztalattal

Tudományos és műszaki

Játék szimuláció

Képzési modellek - szemléltető eszközök, különféle szimulátorok, képzési programok. Kísérleti modellek - a tervezett objektum kicsinyített vagy nagyított másolatai. Például egy modellhajót tesztelnek egy medencében, hogy meghatározzák a hajó gördülési stabilitását. Tudományos és műszaki modellek - folyamatok és jelenségek tanulmányozására. Például egy villámkisülést szimuláló eszköz. A játékmodellek katonai, gazdasági, sport, üzleti játékok. Valahogy elpróbálják a tárgy viselkedését különféle helyzetekben. A szimulációs modellek olyan kísérletek, amelyek a valóságot szimulálják. Tegyük fel például, hogy egy iskola új tantárgyat akar bevezetni. Válasszon ki néhány iskolát a kísérletezéshez, majd ellenőrizze az eredményeket.

4. dia

OSZTÁLYOZÁS AZ IDŐ ÉS A FELHASZNÁLÁSI TERÜLET TÉNYEZŐÉNEK FIGYELEMBE VÉVE

MODELLEK Statikus dinamikus

A statikus modell egy objektumról szóló információ egyszeri szelete. Például az iskolások fogászati ​​klinikán végzett vizsgálata képet ad szájüregük állapotáról egy adott időpontban. Dinamikus modell – lehetővé teszi az objektum időbeli változásainak megtekintését. Példa. Fogászati ​​klinika diákigazolványa sok évre.

5. dia

Besorolás bemutatás szerint

Anyagi tájékoztató jelek Verbális számítógép, nem számítógép

6. dia

Anyagmodellek - reprodukálják az eredeti geometriai és fizikai tulajdonságait, és mindig valódi megtestesülésük van. Példa. Gyerekjátékok, plüssmadarak, térképek történelemről, földrajzról, rakétamodell stb. Információs modellek – saját szemmel nem láthatóak és nem érinthetők, nincs anyagi megtestesülésük. Csak információn alapulnak. Információs modell - információhalmaz, amely egy tárgy, folyamat, jelenség tulajdonságait és állapotait jellemzi. A verbális modell egy információs modell mentális vagy beszélt formában. Példa: emberi viselkedés az utcán való átkeléskor. A személy elemzi a helyzetet, majd intézkedik. Jelmodell - speciális jelekkel kifejezett információs modell, pl. bármilyen formális nyelv segítségével. Példa, képek, szövegek, grafikák és diagramok. Számítógépes modell - szoftverkörnyezet segítségével megvalósított modell. Például egy számítógépes program (zeneszerkesztő), amely lehetővé teszi zenei szöveg beírását, kinyomtatását és rendezést.

Nem szükséges túlterhelni a projekt diákjait szövegblokkokkal, több illusztráció és minimális szöveg lehetővé teszi az információk jobb közvetítését és a figyelem felkeltését. A dia csak kulcsfontosságú információkat tartalmazzon, a többit jobb szóban elmondani a hallgatóságnak.

A szövegnek jól olvashatónak kell lennie, különben a közönség nem fogja látni a közölt információkat, nagyon elterelődik a történettől, megpróbál legalább valamit kitalálni, vagy teljesen elveszíti érdeklődését. Ehhez ki kell választani a megfelelő betűtípust, figyelembe véve, hogy a bemutató hol és hogyan kerül sugárzásra, valamint ki kell választani a megfelelő háttér és szöveg kombinációt.

Fontos, hogy ismételje meg az előadást, gondolja át, hogyan köszönti a hallgatóságot, mit mond először, hogyan fejezi be az előadást. Minden tapasztalattal jön.

Válassza ki a megfelelő ruhát, mert A beszélő ruházata is nagy szerepet játszik beszédének észlelésében.

Próbáljon magabiztosan, folyékonyan és koherensen beszélni.

Próbáld meg élvezni az előadást, így nyugodtabb és kevésbé szorongó lehetsz.

1. dia

Számítógépes modellezés
Ulyana Bashmakova bemutatója

2. dia

A számítógépes modell vagy a számítási modell egy külön számítógépen, szuperszámítógépen vagy egymással kölcsönhatásban lévő számítógépek halmazán (számítási csomópontokon) futó számítógépes program, amely egy objektum, rendszer vagy koncepció ábrázolását valósítja meg a valóstól eltérő formában. , de közel áll az algoritmikus leíráshoz, beleértve a rendszer tulajdonságait és azok időbeli változásának dinamikáját jellemző adathalmazt.

3. dia

A számítógépes modellezésről
A számítógépes modellek a matematikai modellezés elterjedt eszközévé váltak, és használatosak a fizikában, asztrofizikában, mechanikában, kémiában, biológiában, közgazdaságtanban, szociológiában, meteorológiában, más tudományokban és alkalmazott problémák megoldásában a rádióelektronika, a gépészet, az autóipar, stb. különböző területein. A számítógépes modelleket arra használják, hogy új ismereteket szerezzenek a szimulált objektumról, vagy hozzávetőlegesen értékeljék az analitikus kutatáshoz túl bonyolult rendszerek viselkedését. A számítógépes szimuláció az egyik leghatékonyabb módszer a komplex rendszerek tanulmányozására. A számítógépes modellek könnyebben és kényelmesebben tanulmányozhatók, mivel képesek végrehajtani az ún. számítási kísérletek, olyan esetekben, amikor a valódi kísérletek pénzügyi vagy fizikai akadályok miatt nehézkesek, vagy előre nem látható eredményeket adhatnak. A számítógépes modellek konzisztenciája és formalizálása lehetővé teszi azoknak a fő tényezőknek a meghatározását, amelyek meghatározzák a vizsgált eredeti objektum (vagy objektumok egész osztályának) tulajdonságait, különösen a szimulált fizikai rendszer válaszának tanulmányozását a változásaira. paraméterek és kezdeti feltételek.

4. dia

A számítógépes modell felépítése a jelenség vagy a vizsgált eredeti objektum sajátos természetétől való elvonatkoztatáson alapul, és két szakaszból áll - először egy kvalitatív, majd egy kvantitatív modell létrehozásából. Minél jelentősebb tulajdonságokat azonosítunk és viszünk át egy számítógépes modellbe, minél közelebb áll a valós modellhez, annál több képességgel rendelkezhet az ezt a modellt használó rendszer. A számítógépes modellezés egy sor számítási kísérlet elvégzését jelenti számítógépen, melynek célja a szimulációs eredmények elemzése, értelmezése és összehasonlítása a vizsgált objektum valós viselkedésével, és szükség esetén a modell további finomítása stb. Megkülönböztetünk analitikus és szimulációs modellezést. Az analitikus modellezés során egy valós objektum matematikai (absztrakt) modelljeit algebrai, differenciál- és egyéb egyenletek formájában tanulmányozzák, valamint biztosítják a pontos megoldásukhoz vezető, egyértelmű számítási eljárás megvalósítását. A szimulációs modellezés során a matematikai modelleket olyan algoritmus(ok) formájában vizsgálják, amelyek nagyszámú elemi művelet szekvenciális végrehajtásával reprodukálják a vizsgált rendszer működését.

5. dia

A számítógépes szimuláció előnyei
A számítógépes modellezés lehetővé teszi: a kutatási objektumok körének bővítését - lehetővé válik a nem visszatérő jelenségek, a múlt és a jövő jelenségei, a valós körülmények között nem reprodukálható objektumok tanulmányozása; bármilyen jellegű objektum megjelenítése, beleértve az absztraktokat is; jelenségek és folyamatok feltárása azok alkalmazásának dinamikájában; kezelni az időt (gyorsítani, lassítani stb.); hajtsa végre a modell többszöri tesztelését, minden alkalommal visszaállítva azt eredeti állapotába; egy objektum különböző jellemzőit kapja meg numerikus vagy grafikus formában; próbatestek készítése nélkül megtalálni egy tárgy optimális kialakítását; kísérleteket végezni az emberi egészségre vagy a környezetre gyakorolt ​​negatív következmények kockázata nélkül.

6. dia

A számítógépes modellezés főbb szakaszai
Színpad neve Cselekvések végrehajtása
1. A probléma megfogalmazása és elemzése 1.1. Nézze meg, milyen célból készül a modell 1.2. Tisztázza, mely kezdeti eredményeket és milyen formában kell elérni. 1.3. Határozza meg, milyen bemeneti adatokra van szükség a modell létrehozásához.
2. Információs modell felépítése 2.1. Határozza meg a modell paramétereit és azonosítsa a köztük lévő kapcsolatot 2.2. Mérje fel, hogy a paraméterek közül melyek befolyásolják az adott feladatot, és melyek az elhanyagolhatóak. 2.3. Írja le matematikailag a modellparaméterek közötti kapcsolatot!
34. Számítógépes modell megvalósítására szolgáló módszer és algoritmus kidolgozása 3.1. Válassza ki vagy dolgozzon ki egy módszert az alaperedmények megszerzésére 3.2. Készítsen algoritmust az eredmények megszerzéséhez a kiválasztott módszerek szerint. 3.3. Ellenőrizze az algoritmus helyességét.
4. Számítógépes modell kidolgozása 4.1. Válassza ki az algoritmus számítógépen történő szoftveres megvalósításának módját 4.2. Számítógépes modell kidolgozása. 4.3. Ellenőrizze a létrehozott számítógépmodell helyességét.
5. Kísérlet elvégzése 5.1. Kutatási terv kidolgozása 5.2. Végezzen kísérletet az elkészített számítógépes modell alapján! 5.3. Elemezze a kapott eredményeket. 5.4. Következtetések levonása a prototípus modell tulajdonságairól!

7. dia

A kísérlet lefolytatása során kiderülhet, mire van szükség: a kutatási terv módosítására; válasszon másik módszert a probléma megoldására; az eredmények eléréséhez szükséges algoritmus javítása; az információs modell tisztázása; módosítsa a problémafelvetést. Ebben az esetben visszatér a megfelelő szakaszba, és a folyamat újraindul.

8. dia

Gyakorlati alkalmazás A számítógépes modellezést sokféle feladatra alkalmazzák, mint például: a szennyező anyagok légkörben való terjedésének elemzése; zajvédő falak tervezése a zajszennyezés elleni küzdelem érdekében; járművek építése; Repülőszimulátorok pilóták képzéséhez; időjárás előrejelzés; más elektronikus eszközök munkájának emulálása; árak előrejelzése a pénzügyi piacokon; épületek, építmények és részek mechanikai igénybevételnek kitett viselkedésének vizsgálata; a szerkezetek szilárdságának és megsemmisítési mechanizmusainak előrejelzése; ipari folyamatok tervezése, például vegyi anyagok; a szervezet stratégiai irányítása; hidraulikus rendszerek viselkedésének vizsgálata: olajvezetékek, vízvezetékek; robotok és automata manipulátorok szimulációja; a városfejlesztés forgatókönyv-változatainak modellezése; közlekedési rendszerek modellezése; töréstesztek végeselemes szimulációja; a plasztikai sebészet eredményeinek modellezése;

I. szakasz Problémafelvetés. I. szakasz Problémafelvetés. A megfogalmazás jellegénél fogva minden feladat három csoportra osztható: Az első csoportba azok a feladatok tartoznak, amelyekben meg kell vizsgálni, hogyan változnak meg egy objektum jellemzői annak hatására: „mi lesz, ha? .. ”. Például édes lenne, ha két teáskanál cukrot teszel a teába? A második feladatcsoport megfogalmazása a következő: milyen hatást kell gyakorolni egy objektumra, hogy a paraméterei egy adott feltételnek megfeleljenek? A probléma ilyen megfogalmazását gyakran "hogyan kell csinálni?..."-nek nevezik. Például mekkora legyen egy héliummal töltött léggömb, hogy 100 kg súllyal fel tudjon emelkedni? A harmadik csoport az összetett feladatok. Egy ilyen integrált megközelítésre példa az adott koncentrációjú kémiai oldat előállítási problémájának megoldása. Ezt a szakaszt két fő pont jellemzi: a feladat leírása; modellezési célok meghatározása; 3.