Презентація – комп'ютерне моделювання. Комп'ютерне інформаційне моделювання Презентація на тему моделювання комп'ютера

1. Моделі об'єктів та процесів

2. Класифікація моделей

3. Основні етапи моделювання

Модель-Спрощене уявлення про реальний об'єкт, процес або явище.

Моделювання- Побудова моделей для дослідження та вивчення об'єктів, процесів, явищ.

Запитання: Навіщо створювати модель, чому б не досліджувати сам оригінал?

По-перше, у реальному часі оригінал (прототип) може вже не існувати чи його немає насправді

По-друге, оригінал може мати багато властивостей та взаємозв'язків. Щоб глибоко вивчити якусь конкретну властивість, що цікавить нас, іноді корисно відмовитися від менш істотних, зовсім не враховуючи їх.

Моделювання піддаються

Для одного і того ж об'єкта (процесі, явища) може бути створено безліч моделей

Ознаки класифікації моделей:

Область використання
Врахування тимчасового фактора
Галузь знань
Спосіб представлення

КЛАСИФІКАЦІЯ ПО ОБЛАСТІ ВИКОРИСТАННЯ

моделі

навчальні

Досвідчені

ігрові

імітаційні

КЛАСИФІКАЦІЯ З ОБЛІКОМ ФАКТОРУ ЧАСУ

моделі

динамічні

статичні

КЛАСИФІКАЦІЯ ЗА СПОСОБОМ ПРЕДСТАВЛЕННЯ

моделі

інформаційні

вербальні

знакові

некомп'ютерні

комп'ютерні

інформаційні

Інформаційна модель - сукупність інформації, що характеризує властивості та стану об'єкта, процесу, явища, а також взаємозв'язок із зовнішнім світом.

знакові

Знакова модель

вербальні

Вербальна (лат. «verbalis» - усний) модель – інформаційна модель у мисленній чи розмовній формі.

Види інформаційних моделей за формою уявлення

словесні

геометричні

математичні

структурні

логічні

спеціальні

некомп'ютерні

комп'ютерні

Геометрична модель

Геометрична модель

Геометрична комп'ютерна модель

Словесна модель

Словесна модель

Математична модель

Математична модель

Упорядкування математичної моделі у багатьох завданнях моделювання дуже суттєва стадія.

Для оформлення формул використовується спеціальний додаток – Редактор формул Microsoft Equation.

Структурна модель

Структурна модель

Структура

структура

Логічна модель

Логічна модель

Спеціальні моделі

Спеціальні моделі

Комп'ютерна модель

Комп'ютерна модель – модель, реалізована засобами програмного середовища.

Інструменти комп'ютерного моделювання – це технічне (Handware) та програмне (Software) забезпечення.

I ЕТАП. Постановка задачі

Опис завдання

Ціль моделювання

Аналіз об'єкту

ІІ ЕТАП. Розробка моделі

Інформаційна модель

Знакова модель

Комп'ютерна модель

ІІІ ЕТАП. Комп'ютерний експеримент

IV ЕТАП. Аналіз результатів моделювання

План моделювання

Технологія моделювання

Модель –

якась спрощена подоба реального об'єкту

В реальному часі оригінал

може вже не існувати, або

його немає насправді

Причини, з яких вдаються до побудови моделей:

2.Оригінал може мати багато властивостей та взаємозв'язків. Щоб глибоко вивчити якусь властивість, корисно відмовитися від менш істотних, зовсім не враховуючи їх

Причини, з яких вдаються до побудови моделей:

3.Ориганіл або дуже великий, або дуже малий

4. Процес протікає дуже швидко чи дуже повільно

5. Дослідження об'єкта може призвести до його руйнування

Моделювання

Процес побудови моделей для дослідження та вивчення об'єктів, процесів, явищ

Ціль моделювання

Призначення майбутньої моделі. Вона визначає ті властивості оригіналу, які мають бути відтворені у моделі

Моделі

Інформаційні

Матеріальні

(натурні)

Фізична подоба об'єкту

Опис об'єкта моделювання

явища

Поведінка

Процеси

Об'єкти

Гроза
Землетрус

Економічні
Розвиток Всесвіту

Глобус
Іграшки
Макети

МОДЕЛЮВАННЯ НАТУРНЕ ТА ІНФОРМАЦІЙНЕ

Натурні моделі

Інформаційні моделі

Світлина

Відеофільм

Скульптура

моделювання

Виробничий

Медична

картка

Властивості моделі залежить від мети моделювання. Моделі одного і того ж об'єкта будуть різними, якщо вони створюються для різних цілей.

Типи інформаційних моделей

об'єктів та процесів

Вербальні

Графічні

Математичні

Табличні

Словесний опис природною мовою

Карти

Креслення

Графіки

Графи

Об'єкт-об'єкт

Об'єкт-властивість

Двійкові

Інші

Опис мовою математики

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Інформаційна модель- Сукупність інформації, що характеризує властивості та стану об'єкта, процесу, явища, а також їх взаємозв'язок із зовнішнім світом.

Одному й тому об'єкту можна поставити у відповідність різні інформаційні моделі (вербальні, математичні, табличні, графічні); все залежить від мети моделювання.

Математичні

Табличні

Графічні

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

моделі

Вербальна модель– це письмове чи усне уявлення інформаційної моделі засобами природної мови.

Приклади вербальних моделей:

інформація у підручниках
твори художньої літератури
тексти, що описують алгоритми
текстовий опис об'єктів та процесів

Математичні

Табличні

Графічні

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математична модель- Опис математичними формулами співвідношень між кількісними характеристиками об'єкта моделювання.

Приклади математичних моделей:

модель прямолінійного переміщення тіла

математична модель періоду коливань пружинного маятника

Математичні

моделі

Табличні

Графічні

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Таблична інформаційна модель– це модель, у якій об'єкти чи його властивості представлені вигляді списку, які значення розміщуються у осередках прямокутної таблиці.

Типи табличних моделей:

таблиці типу «об'єкт-властивість»
таблиці типу «об'єкт-об'єкт»

Математичні

Табличні

моделі

Графічні

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Графічна інформаційна модель- це наочний спосіб представлення об'єктів та процесів у вигляді графічних зображень.

Приклади графічних інформаційних моделей:

Математичні

Табличні

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

карта

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

креслення

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

схема

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Ненаправлений

г р а ф

д. Є л о в о

ст. Озерна

д. Підгірна

Математичні

Відносини: « з'єднання дорогий »

(симетричні зв'язки)

Елементи системи, зображені овалами, називаються вершинами
Зв'язки між елементами називаються відносинами

ребро– симетричний зв'язок
дуга– несиметричний зв'язок

Орієнтований графік

Початкова вершина

Лев Нілич

Ставлення:

«бути дідусем»

Табличні

Кінцева вершина

Графічні

моделі

граф

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

Графік зміни температури

Графічні

моделі

графік

діаграма

Приклад таблиці "об'єкт-властивість"

База даних «Домашня бібліотека»

НАЗВА

Бєляєв А. Р.

Людина амфібія

Кервуд Д.

Тургенєв І. С.

Бродяги півночі

Повісті та оповідання

Олеша Ю. К.

Вибране

Бєляєв А. Р.

Зірка КЕЦ

Тинянов Ю.М.

Толстой Л. М.

Бєляєв А. Р.

Повісті та оповідання

Вибране

Приклад таблиці "об'єкт-об'єкт"

База даних «Успішність»

Алікін Петро

Ботов Іван

Волков Ілля

Галкіна Ніна

Методика інформаційного моделювання

Визначення

моделювання

Визначення

інформаційної

Побудова

інформаційної

Системний

аналіз об'єкта

моделювання

Домашнє завдання

Вчити: конспект у зошиті,

§ 13,

Скласти своє генеалогічне дерево (Графічна модель)

Які властивості реальних об'єктів відтворюють:

Муляжі продуктів у магазині; Манекен
Муляжі продуктів у магазині;
Манекен

Наведіть приклад матеріальної та інформаційної моделі літака
Складіть різні моделі:

Квадрата Прямої лінії Людини
Квадрата
Прямий лінії
Людину

4. Побудуйте графічну модель (графік) Петіною успішності протягом року (по чвертях) для таких предметів: фізика, хімія, алгебра, геометрія.

Петіни оцінки:

фізика – 5 4 4 5

хімія – 3 4 3 4

алгебра – 4 4 3 4

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Презентацію на тему "Комп'ютерне моделювання" можна завантажити абсолютно безкоштовно на нашому сайті. Предмет проекту: Інформатика. Барвисті слайди та ілюстрації допоможуть вам зацікавити своїх однокласників чи аудиторію. Для перегляду вмісту скористайтесь плеєром, або якщо ви хочете завантажити доповідь - натисніть відповідний текст під плеєром. Презентація містить 7 слайдів.

Слайди презентації

Слайд 1

КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

ГОУ середня школа Фрунзенського району м. Санкт-Петербурга №212 Вчитель Інформатики Селезньова Р.С.

Слайд 2

Моделі об'єктів та процесів

Модель – спрощене уявлення про реальний об'єкт, процес чи явище. Моделювання – побудова моделей на дослідження та вивчення об'єктів, процесів, явищ. Моделями об'єктів може бути зменшені копії архітектурних споруд чи художніх творів, і навіть наочні посібники у шкільному кабінеті тощо. буд. Модель може відбивати щось реально існуюче, скажімо, атом водню. Сонячна система, грозовий розряд. Класифікація моделей Моделі класифікуються за такими ознаками: Область використання Облік моделі тимчасового фактора (динаміки) Галузь знань Спосіб представлення моделей

Слайд 3

Класифікація у сфері використання

Моделі Навчальні Досвідчені

Науково-технічні

Ігрові Імітаційні

Навчальні моделі – наочні посібники, різноманітні тренажери, навчальні програми. Досвідчені моделі – зменшені або збільшені копії об'єкта, що проектується. Наприклад, модель корабля випробовується у басейні визначення стійкості судна при качці. Науково-технічні моделі – для дослідження процесів та явищ. Приклад, прилад, що імітує розряд блискавки. Ігрові моделі – це військові, економічні, спортивні та ділові ігри. Вони хіба що репетирують поведінка об'єкта у різних ситуаціях. Імітаційні моделі – експеримент, що імітує реальність. Приклад, припустимо, у школі хочуть запровадити новий предмет. Вибирають низку шкіл для експерименту, а потім перевіряють результати.

Слайд 4

КЛАСИФІКАЦІЯ З ОБЛІКОМ ФАКТОРУ ЧАСУ І ОБЛАСТІ ВИКОРИСТАННЯ

МОДЕЛІ Статичні Динамічні

Статична модель - одномоментний зріз інформації на об'єкті. Наприклад, обстеження школярів у стоматологічній поліклініці дає картину стану їхньої ротової порожнини зараз. Динамічна модель дозволяє побачити зміни об'єкта в часі. приклад. Картка учня із стоматологічної поліклінік за багато років.

Слайд 5

Класифікація за способом представлення

Матеріальні Інформаційні Знакові Вербальні Комп'ютерні Некомп'ютерні

Слайд 6

Матеріальні моделі – відтворюють геометричні та фізичні властивості оригіналу та завжди мають реальне втілення. приклад. Дитячі іграшки, опудало птахів, карти з історії, географії, макет ракети і т.д. Інформаційні моделі - їх не можна побачити на власні очі і доторкнутися, вони не мають матеріального втілення. Вони будуються лише з інформації. Інформаційна модель – сукупність інформації, що характеризує властивості та стану об'єкта, процесу, явища. Вербальна модель – інформаційна модель у мисленній чи розмовній формі. Приклад, поведінка людини під час переходу вулиці. Людина аналізує ситуацію, а потім робить дії. Знакова модель – інформаційна модель, виражена особливими знаками, тобто. засобами будь-якої формальної мови. Приклад, малюнки, тексти, графіки та схеми. Комп'ютерна модель – модель, реалізована засобами програмного середовища. Наприклад, комп'ютерна програма (музичний редактор), який дозволяє набрати нотний текст, роздрукувати його, зробити аранжування.

Не потрібно перевантажувати слайди Вашого проекту текстовими блоками, більше ілюстрацій та мінімум тексту дозволять краще донести інформацію та привернути увагу. На слайді має бути лише ключова інформація, решту краще розповісти слухачам усно.

Текст повинен бути добре читаним, інакше аудиторія не зможе побачити подану інформацію, сильно відволікатиметься від розповіді, намагаючись хоч щось розібрати, або зовсім втратить весь інтерес. Для цього потрібно правильно підібрати шрифт, враховуючи, де і як відбуватиметься трансляція презентації, а також правильно підібрати поєднання фону та тексту.

Важливо провести репетицію Вашої доповіді, продумати, як Ви привітаєтесь з аудиторією, що скажете першим, як закінчите презентацію. Все приходить із досвідом.

Правильно підберіть вбрання, т.к. одяг доповідача також грає велику роль у сприйнятті його виступу.

Намагайтеся говорити впевнено, плавно та складно.

Намагайтеся отримати задоволення від виступу, тоді Ви зможете бути невимушеним і менше хвилюватися.

Слайд 1

Комп'ютерне моделювання
Презентація Башмакової Уляни

Слайд 2

Комп'ютерна модель (англ. computer model), або чисельна модель (англ. computational model) - комп'ютерна програма, що працює на окремому комп'ютері, суперкомп'ютері або безлічі взаємодіючих комп'ютерів (обчислювальних вузлів), що реалізує уявлення об'єкта, системи або поняття у формі, відмінній від реальної , але наближеної до алгоритмічного опису, що включає і набір даних, що характеризують властивості системи та динаміку їхньої зміни з часом.

Слайд 3

Про комп'ютерне моделювання
комп'ютерні моделі стали звичайним інструментом математичного моделювання та застосовуються у фізиці, астрофізиці, механіці, хімії, біології, економіці, соціології, метеорології, інших науках та прикладних завданнях у різних галузях радіоелектроніки, машинобудування, автомобілебудування та ін. Комп'ютерні моделі використовуються для отримання нових знань про об'єкт, що моделюється, або для наближеної оцінки поведінки систем, занадто складних для аналітичного дослідження. Комп'ютерне моделювання одна із ефективних методів вивчення складних систем. Комп'ютерні моделі простіше та зручніше досліджувати в силу їхньої можливості проводити т.з. обчислювальні експерименти, у тих випадках, коли реальні експерименти утруднені через фінансові або фізичні перешкоди або можуть дати непередбачуваний результат. Логічність і формалізованість комп'ютерних моделей дозволяє визначити основні фактори, що визначають властивості досліджуваного об'єкта-оригіналу (або цілого класу об'єктів), зокрема, дослідити відгук фізичної системи, що моделюється, на зміни її параметрів і початкових умов.

Слайд 4

Побудова комп'ютерної моделі базується на абстрагуванні від конкретної природи явищ або досліджуваного об'єкта-оригіналу і складається з двох етапів - спочатку створення якісної, а потім кількісної моделі. Чим більше значимих якостей буде виявлено і перенесено на комп'ютерну модель - тим більше наближеною вона виявиться до реальної моделі, тим більшими можливостями може мати система, що використовує цю модель. Комп'ютерне ж моделювання полягає у проведенні серії обчислювальних експериментів на комп'ютері, метою яких є аналіз, інтерпретація та зіставлення результатів моделювання з реальною поведінкою об'єкта, що вивчається, і, при необхідності, подальше уточнення моделі і т. д. Розрізняють аналітичне та імітаційне моделювання. При аналітичному моделюванні вивчаються математичні (абстрактні) моделі реального об'єкта у вигляді алгебраїчних, диференціальних та інших рівнянь, а також що передбачають здійснення однозначної обчислювальної процедури, що призводить до їх точного вирішення. При імітаційному моделюванні досліджуються математичні моделі як алгоритму(ов), що відтворює функціонування досліджуваної системи шляхом послідовного виконання великої кількості елементарних операцій.

Слайд 5

Переваги комп'ютерного моделювання
Комп'ютерне моделювання дає можливість: розширити коло дослідницьких об'єктів - стає можливим вивчати явища, що не повторюються, явища минулого і майбутнього, об'єкти, які не відтворюються в реальних умовах; візуалізувати об'єкти будь-якої природи, у тому числі абстрактні; досліджувати явища та процеси в динаміці їх розгортання; керувати часом (прискорювати, уповільнювати тощо); здійснювати багаторазові випробування моделі, щоразу повертаючи їх у первинний стан; отримувати різні характеристики об'єкта у числовому чи графічному вигляді; знаходити оптимальну конструкцію об'єкта, не виготовляючи його пробних екземплярів; проводити експерименти без ризику негативних наслідків для здоров'я чи навколишнього середовища.

Слайд 6

Основні етапи комп'ютерного моделювання
Назва етапу Виконання дій
1. Постановка задачі та її аналіз 1.1. З'ясувати, із метою створюється модель.1.2. Уточнити, які вихідні результати та в якому вигляді їх слід отримати. 1.3. Визначити, які вихідні дані потрібні створення моделі.
2. Побудова інформаційної моделі 2.1. Визначити параметри моделі та виявити взаємозв'язок між ними.2.2. Оцінити, які з параметрів впливають на дане завдання, а якими можна нехтувати. 2.3. Математично описати залежність між параметрами моделі.
34. Розробка методу та алгоритму реалізації комп'ютерної моделі 3.1. Вибрати чи розробити метод отримання вихідних результатів.3.2. Скласти алгоритм отримання результатів за вибраними методами. 3.3. Перевірити правильність алгоритму.
4. Розробка комп'ютерної моделі 4.1. Вибрати засоби програмної реалізації алгоритму на комп'ютері.4.2. Розробити комп'ютерну модель. 4.3. Перевірити правильність створеної комп'ютерної моделі.
5. Проведення експерименту 5.1. Розробити план дослідження.5.2. Провести експеримент на основі створеної комп'ютерної моделі. 5.3. Проаналізувати отримані результати. 5.4. Зробити висновки щодо властивостей прототипу моделі.

Слайд 7

У процеси проведення експерименту може з'ясуватися, що необхідно: скоригувати план дослідження; вибрати інший метод розв'язання задачі; удосконалити алгоритм отримання результатів; уточнити інформаційну модель; внести зміни до постановки завдання. У такому випадку відбувається повернення до відповідного етапу, і процес починається знову.

Слайд 8

Практичне застосування Комп'ютерне моделювання застосовують для широкого загалу завдань, таких як: аналіз поширення забруднюючих речовин в атмосфері; проектування шумових бар'єрів для боротьби із шумовим забрудненням; конструювання транспортних засобів; польотні імітатори для тренування пілотів; прогнозування погоди; емуляція роботи інших електронних пристроїв; прогнозування цін на фінансових ринках; дослідження поведінки будівель, конструкцій та деталей під механічним навантаженням; прогнозування міцності конструкцій та механізмів їх руйнування; проектування виробничих процесів, наприклад, хімічних; стратегічне управління організацією; вивчення поведінки гідравлічних систем: нафтопроводів, водопроводу; моделювання роботів та автоматичних маніпуляторів; моделювання сценарних варіантів розвитку міст; моделювання транспортних систем; кінцево-елементне моделювання краш-тестів; моделювання результатів пластичних операцій;

І етап Постановка задачі. І етап Постановка задачі. За характером постановки всі завдання можна поділити на три групи: До першої групи можна віднести завдання, в яких потрібно досліджувати, як зміняться характеристики об'єкта за певного впливу на нього: «що буде, якщо?..». Наприклад, чи буде солодко, якщо у чай покласти дві чайні ложки цукру? Друга група завдань має таке формулювання: яке треба вплинути на об'єкт, щоб його параметри задовольняли деякою заданою умовою? Така постановка завдання часто називається "як зробити, щоб?..". Наприклад, якого об'єму має бути повітряна куля, наповнена гелієм, щоб вона могла піднятися вгору з вантажем 100 кг? Третя група – це комплексні завдання. Прикладом такого комплексного підходу може бути вирішення завдання отримання хімічного розчину заданої концентрації. Цей етап характеризується двома основними моментами: опис завдання; визначення цілей моделювання; 3.