Главная страница

Модели и моделирование. Презентация к конспекту Модели и моделирование. Модели и Моделирование Что такое модель


Скачать 1.86 Mb.
НазваниеМодели и Моделирование Что такое модель
АнкорМодели и моделирование
Дата08.10.2021
Размер1.86 Mb.
Формат файлаpptx
Имя файлаПрезентация к конспекту Модели и моделирование.pptx
ТипДокументы
#243650

Модели и Моделирование

Что такое модель?


модели чего?

автомобиль

Земля

кристаллическая решётка

корабль

дом

оригиналы

Моделей без оригинала не существует!

!
  • объекты (самолет, дом, ядро атома, галактика)
  • процессы (изменение климата, развитие экономики)
  • явления природы(землетрясения, цунами)

Оригиналы:

Что такое модель?


Зачем нужны модели?

?
  • оригинал не существует
    • древний Египет
    • последствия ядерной войны (Н.Н. Моисеев, 1966)
  • исследование оригинала дорого или опасно
    • управление ядерным реактором (Чернобыль, 1986)
    • испытание нового скафандра для космонавтов
    • разработка нового самолета или корабля
  • оригинал сложно исследовать
    • Солнечная система, галактика (большие размеры)
    • атом, нейтрон (маленькие размеры)
    • процессы в двигателе внутреннего сгорания (очень быстрые)
    • геологические явления (очень медленные)
  • интересуют только отдельные свойства
    • проверка краски для фюзеляжа самолета

Нужно решить задачу, связанную с оригиналом, но:

Модели и оригиналы


оригинал

задача

модель

материальная точка

модели человека

Модели и моделирование


Модель – это объект, который обладает существенными свойствами другого объекта, процесса или явления (оригинала) и используется вместо него.

Моделирование – это создание и исследование моделей с целью изучения оригиналов.

Задачи моделирования:
  • исследование оригинала
  • анализ («что будет, если …»)
  • синтез («как сделать, чтобы …»)
  • оптимизация («как сделать лучше всего …»)

Виды моделей (по природе)


материальные

вербальные

графические

табличные

математические

логические

специальные

модели

знаковые

информационные

Виды моделей (по фактору времени)

  • статические – описывают оригинал в заданный момент времени
    • силы, действующие на тело в состоянии покоя
    • результаты осмотра врача
    • фотография
  • динамические
    • модель движения тела
    • явления природы (молния, землетрясение, цунами)
    • история болезни
    • видеозапись события

Виды моделей (по характеру связей)

  • детерминированные – при одинаковых исходных данных всегда получается тот же результат
    • расчёт по формулам
    • движение корабля на спокойной воде
  • вероятностные – учитывают случайность событий
    • броуновское движение частиц
    • полета самолёта с учетом ветра
    • движения корабля на волнении
    • поведение человека

Имитационные модели

    • нельзя заранее вычислить или предсказать поведение системы, но можно имитировать её реакцию на внешние воздействия
    • максимальный учет всех факторов
    • только численные результаты

Задача – найти лучшее решение методом проб и ошибок (многократные эксперименты)!

!

Примеры:
    • испытания лекарств на мышах, обезьянах, …
    • математическое моделирование биологических систем
    • модели систем массового обслуживания
    • модели процесса обучения
    • кросс-программирование

Игровые модели

      • экономические ситуации
      • военные действия
      • спортивные игры
      • тренинги персонала

Задача – найти лучший вариант действий в самом худшем случае!

!

Игровые модели учитывают действия противников.

Адекватность


Адекватность – это совпадение существенных свойств модели и оригинала в данной задаче.

Адекватность модели можно доказать только экспериментом!

!

Модель всегда отличается от оригинала

Любая модель адекватна только при определенных условиях!

!
      • результаты моделирования согласуются с выводами теории (законы сохранения и т.п.)
      • … подтверждаются экспериментом (10%)

Моделирование

Системный подход в моделировании

Модели-системы и модели-«не-системы»


Модель-система:

Модель-«не-система»:

1-я линия:

Пр. Ветеранов

Ленинский пр.

Автово 

Кировский завод

Нарвская



2-я линия:

Купчино

Звездная

Московская

Парк Победы

Электросила


Таблицы


Фамилия

Имя

Год рождения

Место отдыха

Иванов

Кузьма

1955

о. Валаам

Кузьмин

Сидор

1978

о. Ольхон

Сидоров

Иван

1990

о. Кипр

Свойства объектов:

Связи между объектами:

Вася

Петя

Коля

Маша

Даша

Глаша

Москва





Санкт-Петербург





Пермь




Задача


Березовое: 8:00

Из

В

Отправл.

Прибытие

Березовое

Лесное

07:30

10:00

Березовое

Осиновое

11:50

14:10

Лесное

Березовое

12:50

15:20

Полевое

Лесное

13:20

14:40

Осиновое

Полевое

14:00

17:15

Лесное

Осиновое

14:20

15:30

Осиновое

Лесное

14:40

15:50

Березовое

Полевое

16:00

17:50

Лесное

Полевое

16:10

17:30

Полевое

Осиновое

17:40

19:55

Полевое

Б

16:00

07:30

11:50

17:50

П

10:00

Л

17:15

П

14:10

О

14:00

14:40

17:30

П

15:50

Л

16:10

Задачи


Из

В

Отправл.

Прибытие

Васильево

Панино

05:10

07:20

Панино

Луковое

09:15

11:20

Луковое

Панино

10:35

12:15

Санино

Васильево

11:05

13:10

Васильево

Луковое

11:35

15:20

Панино

Васильево

12:05

14:25

Луковое

Васильево

12:30

16:10

Луковое

Санино

14:20

16:00

Васильево

Санино

16:25

17:15

Санино

Луковое

18:30

20:40

Луковое (00:00)  Васильево

Задачи


Из

В

Отправл.

Прибытие

Сычево

Грибное

09:00

10:15

Мухино

Сычево

09:15

10:25

Рогатое

Сычево

10:10

12:25

Рогатое

Мухино

10:25

11:25

Сычево

Рогатое

10:30

13:00

Грибное

Рогатое

10:40

11:45

Сычево

Мухино

10:35

11:30

Грибное

Сычево

10:55

11:25

Мухино

Рогатое

11:50

12:50

Рогатое

Грибное

12:00

13:20

Сычёво (10:00)  Рогатое

Задачи


Из

В

Отправл.

Прибытие

Марьино

Кунцево

09:00

09:50

Кунцево

Борисово

09:55

11:00

Ручьи

Марьино

10:45

11:55

Ручьи

Кунцево

10:50

13:10

Ручьи

Борисово

10:55

12:00

Кунцево

Ручьи

11:00

13:20

Кунцево

Марьино

11:05

12:00

Борисово

Кунцево

11:20

12:25

Марьино

Ручьи

12:10

13:15

Борисово

Ручьи

12:25

13:25

Кунцево (00:00)  Ручьи

Задачи


Из

В

Отправл.

Прибытие

Моховое

Лесное

07:40

08:50

Озерное

Моховое

07:50

09:05

Лесное

Грибное

08:00

09:10

Лесное

Озерное

09:15

10:25

Моховое

Грибное

09:25

10:30

Моховое

Озерное

09:30

10:30

Лесное

Моховое

09:45

10:45

Грибное

Лесное

10:15

11:25

Озерное

Лесное

11:15

12:25

Грибное

Моховое

11:50

12:55

Моховое (00:00)  Лесное

Диаграммы


Диаграмма – графическая модель, построенная по числовым данным.

овцы

кролики

куры

Аськин

1

2

5

Баськин

4

2

5

Сенькин

2

3

4

0

Аськин

Баськин

Сенькин

1

2

3

4

5

категории

овцы

кролики

куры

ряды

Что сравниваем?

?

Диаграммы


овцы

кролики

куры

Аськин

1

2

5

Баськин

4

2

5

Сенькин

2

3

4

Какую диаграмму можно еще построить?

?

0

овцы

кролики

куры

1

2

3

4

5

категории

Аськин

Баськин

Сенькин

ряды

Что сравниваем?

?

Круговые диаграммы


овцы

кролики

куры

Аськин

1

2

5

Баськин

4

2

5

Сенькин

2

3

4

всего

7

7

14

овцы

кролики

куры

50%

25%

25%

Только итоги, исходные данные восстановить нельзя!

!

Задача


0

I участок

II участок

III участок

5

10

15

20

30

лоси

белки

зайцы

25

I участок

II участок

III участок

всего

лоси

15

30

15

60

белки

30

20

10

60

зайцы

10

15

15

40

всего

160

зайцы

лоси

белки

б)

зайцы

лоси

белки

а)

зайцы

белки

лоси

в)

Задачи


0

январь

февраль

март

5

10

15

20

30

ноутбуки

MP3-плейеры

телевизоры

25

телевизоры

ноутбуки

MP3-плейеры

а)

б)

в)

ноутбуки

ноутбуки

телевизоры

телевизоры

MP3-плейеры

MP3-плейеры

Задача


0

«Ауди»

10

20

30

40

«Тойота»

«Форд»

«Лада»

менеджеры

рабочие

охрана

2)

1)

а) все «Форды» могут принадлежать менеджерам

б) все охранники могут ездить на «Ауди»

в) все «Тойоты» могут принадлежать рабочим

г) все рабочие могут ездить на «Фордах»

10 + 40 + 30 + 20 = 100

25

25

50

Задачи


0

10

20

30

40

I разряд

II разряд

III разряд

Москва

Мурманск

Санкт- Петербург

2)

1)

Какие утверждения следуют из анализа диаграмм:

а) все спортсмены, имеющие II разряд, могут быть москвичами

б) все спортсмены из Мурманска могут иметь II разряд

в) все спортсмены из Санкт-Петербурга могут иметь I разряд;

г) все спортсмены III разряда могут быть из Москвы

Задачи


0

10

20

30

40

зеленый

синий

красный

УАЗ

Лада

Ока

2)

1)

Какие утверждения следуют из анализа диаграмм:

а) все автомобили «УАЗ» – зеленые

б) среди автомобилей «Ока» нет красных

в) все автомобили «Ока» – синие

г) среди автомобилей «Лада» есть синие


написать администратору сайта