Информационное моделирование на компьютере - История изменений

User16 в 19:26, 2 июля 2012

2012-07-02T19:26:59Z

← Предыдущая		Версия 19:26, 2 июля 2012
Строка 7:		Строка 7:
	'''§ 9. Информационное моделирование на компьютере '''<br>		'''§ 9. Информационное моделирование на компьютере '''<br>

-		+	<br>

	Основные темы параграфа:<br>		Основные темы параграфа:<br>
Строка 13:		Строка 13:
	♦ основное преимущество '''[[Конспект уроку «Тема 4. МІЙ КОМП'ЮТЕР»\|компьютера]]''' перед человеком;<br>♦ для чего нужны математические модели; <br>♦ компьютерная математическая модель;<br>♦ что такое вычислительный эксперимент;<br>♦ управление на основе моделей; <br>♦ имитационное моделирование.<br>		♦ основное преимущество '''[[Конспект уроку «Тема 4. МІЙ КОМП'ЮТЕР»\|компьютера]]''' перед человеком;<br>♦ для чего нужны математические модели; <br>♦ компьютерная математическая модель;<br>♦ что такое вычислительный эксперимент;<br>♦ управление на основе моделей; <br>♦ имитационное моделирование.<br>

-		+	<br>

	'''Основное преимущество компьютера перед человеком'''<br>		'''Основное преимущество компьютера перед человеком'''<br>
Строка 23:		Строка 23:
	Учитывая, что расчеты производятся над многозначными числами (10-20 десятичных цифр), вычислительные способности человека нельзя даже сравнивать с компьютерными. Эти феноменальные вычислительные возможности проявляются, прежде всего, в компьютерном математическом моделировании.<br>		Учитывая, что расчеты производятся над многозначными числами (10-20 десятичных цифр), вычислительные способности человека нельзя даже сравнивать с компьютерными. Эти феноменальные вычислительные возможности проявляются, прежде всего, в компьютерном математическом моделировании.<br>

-		+	<br>

	'''Для чего нужны математические модели'''<br>		'''Для чего нужны математические модели'''<br>
Строка 37:		Строка 37:
	Может оказаться так, что для решения сложной задачи численным методом ученому потребуется вся жизнь. А может и этого не хватить! Например, какой смысл начинать расчет прогноза погоды на завтрашний день, если для этого потребуется несколько лет [http://xvatit.com/busines/jobs-career/ '''работы''']?<br>		Может оказаться так, что для решения сложной задачи численным методом ученому потребуется вся жизнь. А может и этого не хватить! Например, какой смысл начинать расчет прогноза погоды на завтрашний день, если для этого потребуется несколько лет [http://xvatit.com/busines/jobs-career/ '''работы''']?<br>

-		+	<br>

	'''Компьютерная математическая модель'''<br>		'''Компьютерная математическая модель'''<br>
Строка 45:		Строка 45:
	''Компьютерная математическая модель — это '''[[Программное обеспечение компьютера\|программа]]''', реализующая расчеты состояния  моделируемой системы по ее математической модели.''<br>		''Компьютерная математическая модель — это '''[[Программное обеспечение компьютера\|программа]]''', реализующая расчеты состояния  моделируемой системы по ее математической модели.''<br>

-		+	<br>

	'''Что такое вычислительный эксперимент'''<br>		'''Что такое вычислительный эксперимент'''<br>
Строка 65:		Строка 65:
	Компьютерная графика позволяет человеку в процессе проведения численного эксперимента «заглянуть» в недоступные места исследуемого объекта. Можно получить изображение любого сечения объекта сложной формы с отображением рассчитываемых характеристик: температурных полей, давления и пр. В реальном физическом эксперименте такое можно сделать далеко не всегда. Например, невозможно выполнить измерения внутри работающей доменной печи или внутри звезды. А на модели это сделать можно.<br>		Компьютерная графика позволяет человеку в процессе проведения численного эксперимента «заглянуть» в недоступные места исследуемого объекта. Можно получить изображение любого сечения объекта сложной формы с отображением рассчитываемых характеристик: температурных полей, давления и пр. В реальном физическом эксперименте такое можно сделать далеко не всегда. Например, невозможно выполнить измерения внутри работающей доменной печи или внутри звезды. А на модели это сделать можно.<br>

-		+	<br>

	'''Управление на основе моделей'''<br>		'''Управление на основе моделей'''<br>
Строка 75:		Строка 75:
	Все расчеты производятся по заложенным в программу управления математическим моделям. Важно, чтобы результаты этих расчетов получались в режиме реального времени управляемого процесса.<br>		Все расчеты производятся по заложенным в программу управления математическим моделям. Важно, чтобы результаты этих расчетов получались в режиме реального времени управляемого процесса.<br>

-		+	<br>

	'''Имитационное моделирование'''<br>		'''Имитационное моделирование'''<br>
Строка 95:		Строка 95:
	[[Image:Informatika 9 55-2.jpg\|480px\|Окно программы, имитирующей движение городского транспорта]]<br>		[[Image:Informatika 9 55-2.jpg\|480px\|Окно программы, имитирующей движение городского транспорта]]<br>

-	<~~u</u~~>	+	<br>

	'''Коротко о главном'''		'''Коротко о главном'''
Строка 109:		Строка 109:
	Имитационная модель воспроизводит поведение сложной системы, элементы которой могут вести себя случайным образом.		Имитационная модель воспроизводит поведение сложной системы, элементы которой могут вести себя случайным образом.

-	~~'''''<u></u>''~~

-	~~'''''<u>Вопросы и задания</u>''<u></u>'''~~

-	''~~1. Что общего и в чем различие понятий «математическая модель» и «компьютерная математическая модель»?~~<br>2. Расчет прогноза погоды на современном компьютере с быстродействием 1 млн операций в секунду длится в течение 1 часа. Оцените, сколько времени понадобилось бы для этого человеку, имеющему в своем распоряжении арифмометр (механический калькулятор)?<br>3. В чем состоит особенность компьютерного математического моделирования в процессе управления техническим устройством?<br>4. Самолет находится на высоте 5000 метров. Обнаружилась неисправность работы двигателя. Самолет начал падать. Бортовой компьютер производит диагностику неисправности и сообщает пилоту о необходимых действиях. Для решения этой задачи ему нужно выполнить 10<sup>8</sup> вычислительных операций. Быстродействие компьютера — 1 млн оп/сек. Успеет ли летчик спасти самолет, если минимальная высота, на которой самолет можно вывести из пике, — 2000 метров?<br>5. В каких ситуациях используется имитационное моделирование?<br>6. Придумайте по одному примеру формы использования компьютерной графики для вычислительного эксперимента, для компьютерного управления и ~~для имитационной модели.~~''	+	'''''<u></u>'''''
		+
		+	'''Вопросы и задания'''

		+	''1. Что общего и в чем различие понятий «математическая модель» и «компьютерная математическая модель»?<br>2. Расчет прогноза погоды на современном компьютере с быстродействием 1 млн операций в секунду длится в течение 1 часа. Оцените, сколько времени понадобилось бы для этого человеку, имеющему в своем распоряжении арифмометр (механический калькулятор)?<br>3. В чем состоит особенность компьютерного математического моделирования в процессе управления техническим устройством?<br>4. Самолет находится на высоте 5000 метров. Обнаружилась неисправность работы двигателя. Самолет начал падать. Бортовой компьютер производит диагностику неисправности и сообщает пилоту о необходимых действиях. Для решения этой задачи ему нужно выполнить 10<sup>8</sup> вычислительных операций. Быстродействие компьютера — 1 млн оп/сек. Успеет ли летчик спасти самолет, если минимальная высота, на которой самолет можно вывести из пике, — 2000 метров?<br>5. В каких ситуациях используется имитационное моделирование?<br>6. Придумайте по одному примеру формы использования компьютерной графики для вычислительного эксперимента, для компьютерного управления и для имитационной модели.''

		+	<br>

	'''Чему вы должны научиться, изучив главу 2'''		'''Чему вы должны научиться, изучив главу 2'''

User16 в 19:26, 2 июля 2012

2012-07-02T19:26:06Z

Внесённые изменения

User7 в 16:18, 21 июля 2010

2010-07-21T16:18:34Z

← Предыдущая		Версия 16:18, 21 июля 2010
Строка 101:		Строка 101:
	<u>''Чему вы должны научиться, изучив главу 2''</u>		<u>''Чему вы должны научиться, изучив главу 2''</u>

-	Строить табличные информационные модели по словесному описанию объектов и их свойств.	+	• Строить табличные информационные модели по словесному описанию объектов и их свойств. <br><br>
-		+
-	<br>	+

	''И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс<br>Отослано читателями из интернет-сайтов''		''И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс<br>Отослано читателями из интернет-сайтов''

User7 в 14:47, 14 июля 2010

2010-07-14T14:47:49Z

← Предыдущая		Версия 14:47, 14 июля 2010
Строка 49:		Строка 49:
	''Важным свойством компьютерных математических моделей является возможность визуализации результатов расчетов. Этим целям служит использование компьютерной графики.''<br>		''Важным свойством компьютерных математических моделей является возможность визуализации результатов расчетов. Этим целям служит использование компьютерной графики.''<br>

-	Представление результатов в наглядном виде ''—'' важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной ''—'' в синий.~~ ~~ Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>	+	Представление результатов в наглядном виде ''—'' важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной ''—'' в синий. Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>

	[[Image:Informatika 9 52-2.jpg]]<br>		[[Image:Informatika 9 52-2.jpg]]<br>

User7 в 14:44, 14 июля 2010

2010-07-14T14:44:45Z

← Предыдущая		Версия 14:44, 14 июля 2010
Строка 49:		Строка 49:
	''Важным свойством компьютерных математических моделей является возможность визуализации результатов расчетов. Этим целям служит использование компьютерной графики.''<br>		''Важным свойством компьютерных математических моделей является возможность визуализации результатов расчетов. Этим целям служит использование компьютерной графики.''<br>

-	Представление результатов в наглядном виде – важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной~~  –~~ в синий.  Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>	+	Представление результатов в наглядном виде ''—'' важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной ''—'' в синий.  Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>

	[[Image:Informatika 9 52-2.jpg]]<br>		[[Image:Informatika 9 52-2.jpg]]<br>

User7 в 14:43, 14 июля 2010

2010-07-14T14:43:17Z

← Предыдущая		Версия 14:43, 14 июля 2010
Строка 29:		Строка 29:
	В прежние времена, до появления ЭВМ, ученые стремились создавать такие математические модели, которые можно было бы просчитать вручную или с помощью несложных вычислительных механизмов. Поэтому математические модели были относительно простыми. Но простая модель не всегда хорошо описывает процесс. Ошибка расчетов по такой модели может быть слишком большой и полностью обесценить результат.<br>		В прежние времена, до появления ЭВМ, ученые стремились создавать такие математические модели, которые можно было бы просчитать вручную или с помощью несложных вычислительных механизмов. Поэтому математические модели были относительно простыми. Но простая модель не всегда хорошо описывает процесс. Ошибка расчетов по такой модели может быть слишком большой и полностью обесценить результат.<br>

-	Еще в XVIII-XIX веках ученые-математики начали изобретать методы решения таких математических задач, которые не удавалось решить точно, аналитически. Например, вы знаете, что квадратное уравнение всегда можно решить точно, а вот кубическое — уже не всегда. Такие методы называются численными методами. Они сводят решение ~~лю¬бой~~ задачи к последовательности арифметических операций. Но эта цепочка арифметических вычислений может быть очень длинной. И чем точнее мы хотим получить решение, тем она длиннее.<br>	+	Еще в XVIII-XIX веках ученые-математики начали изобретать методы решения таких математических задач, которые не удавалось решить точно, аналитически. Например, вы знаете, что квадратное уравнение всегда можно решить точно, а вот кубическое — уже не всегда. Такие методы называются численными методами. Они сводят решение любой задачи к последовательности арифметических операций. Но эта цепочка арифметических вычислений может быть очень длинной. И чем точнее мы хотим получить решение, тем она длиннее.<br>

	Может оказаться так, что для решения сложной задачи численным методом ученому потребуется вся жизнь. А может и этого не хватить! Например, какой смысл начинать расчет прогноза погоды на завтрашний день, если для этого потребуется несколько лет работы?<br>		Может оказаться так, что для решения сложной задачи численным методом ученому потребуется вся жизнь. А может и этого не хватить! Например, какой смысл начинать расчет прогноза погоды на завтрашний день, если для этого потребуется несколько лет работы?<br>
Строка 107:		Строка 107:
	''И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс<br>Отослано читателями из интернет-сайтов''		''И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс<br>Отослано читателями из интернет-сайтов''

-	<br> <sub>Сборник конспектов уроков [[Інформатика\|информатики]], [[~~Гипермаркет_знаний_~~-~~_первый_в_мире~~!\|учебная программа]] [[~~Информатика_9_класс~~\|по информатике 9 класс]], материалы для подготовки к урокам, готовые домашние задания</sub>	+	<br> <sub>Сборник конспектов уроков [[Інформатика\|информатики]], [[Гипермаркет знаний - первый в мире!\|учебная программа]] [[Информатика 9 класс\|по информатике 9 класс]], материалы для подготовки к урокам, готовые домашние задания</sub>

	<br>		<br>

User7 в 13:18, 13 июля 2010

2010-07-13T13:18:09Z

← Предыдущая		Версия 13:18, 13 июля 2010
Строка 81:		Строка 81:
	Модель имитирует движение транспортных потоков по городским улицам (рис. 2.8). Эксперименты на такой модели позволяют найти режимы управления движением (работа светофоров), уменьшающие возможность возникновения пробок. Работа имитационной модели всегда визуализируется на экране компьютера.		Модель имитирует движение транспортных потоков по городским улицам (рис. 2.8). Эксперименты на такой модели позволяют найти режимы управления движением (работа светофоров), уменьшающие возможность возникновения пробок. Работа имитационной модели всегда визуализируется на экране компьютера.

-	[[Image:~~Informatika_9_55~~-2.jpg]]<br>	+	[[Image:Informatika 9 55-2.jpg]]<br>

	<u>''Коротко о главном''</u>		<u>''Коротко о главном''</u>
Строка 107:		Строка 107:
	''И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс<br>Отослано читателями из интернет-сайтов''		''И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс<br>Отослано читателями из интернет-сайтов''

-	<br> <sub>Сборник конспектов уроков информатики, учебная программа по информатике 9 класс, материалы для подготовки к урокам, готовые домашние задания</sub>	+	<br> <sub>Сборник конспектов уроков [[Інформатика\|информатики]], [[Гипермаркет_знаний_-_первый_в_мире!\|учебная программа]] [[Информатика_9_класс\|по информатике 9 класс]], материалы для подготовки к урокам, готовые домашние задания</sub>

	<br>		<br>

User7 в 13:16, 13 июля 2010

2010-07-13T13:16:43Z

← Предыдущая		Версия 13:16, 13 июля 2010
Строка 51:		Строка 51:
	Представление результатов в наглядном виде – важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной  – в синий.  Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>		Представление результатов в наглядном виде – важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной  – в синий.  Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>

-	[[Image:~~Informatika_9_52~~-2.jpg]]<br>	+	[[Image:Informatika 9 52-2.jpg]]<br>

	Для изображения изменяющихся со временем (динамических) результатов  используют графическую анимацию.<br>		Для изображения изменяющихся со временем (динамических) результатов  используют графическую анимацию.<br>
Строка 81:		Строка 81:
	Модель имитирует движение транспортных потоков по городским улицам (рис. 2.8). Эксперименты на такой модели позволяют найти режимы управления движением (работа светофоров), уменьшающие возможность возникновения пробок. Работа имитационной модели всегда визуализируется на экране компьютера.		Модель имитирует движение транспортных потоков по городским улицам (рис. 2.8). Эксперименты на такой модели позволяют найти режимы управления движением (работа светофоров), уменьшающие возможность возникновения пробок. Работа имитационной модели всегда визуализируется на экране компьютера.

-	[[Image:~~Informatika 9 55h~~.jpg]]<br>	+	[[Image:Informatika_9_55-2.jpg]]<br>

	<u>''Коротко о главном''</u>		<u>''Коротко о главном''</u>

User7 в 13:14, 13 июля 2010

2010-07-13T13:14:56Z

← Предыдущая		Версия 13:14, 13 июля 2010
Строка 51:		Строка 51:
	Представление результатов в наглядном виде – важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной  – в синий.  Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>		Представление результатов в наглядном виде – важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной  – в синий.  Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>

-	[[Image:~~Informatika_9_52h~~.jpg]]<br>	+	[[Image:Informatika_9_52-2.jpg]]<br>

	Для изображения изменяющихся со временем (динамических) результатов  используют графическую анимацию.<br>		Для изображения изменяющихся со временем (динамических) результатов  используют графическую анимацию.<br>

User7 в 13:10, 13 июля 2010

2010-07-13T13:10:55Z

← Предыдущая		Версия 13:10, 13 июля 2010
Строка 51:		Строка 51:
	Представление результатов в наглядном виде – важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной  – в синий.  Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>		Представление результатов в наглядном виде – важнейшее условие для их лучшего понимания. Например, результаты расчетов распределения температуры в некотором объекте представляются в виде его разноцветного изображения: участки с самой высокой температурой окрашиваются в красный цвет, а в самой холодной  – в синий.  Участки с промежуточными значениями температуры окрашиваются в цвета  спектра, равномерно переходящие от красного к синему (рис.2.7).<br>

-	[[Image:~~Informatika 9 52~~.jpg]]	+	[[Image:Informatika_9_52h.jpg]]<br>

	Для изображения изменяющихся со временем (динамических) результатов  используют графическую анимацию.<br>		Для изображения изменяющихся со временем (динамических) результатов  используют графическую анимацию.<br>
Строка 81:		Строка 81:
	Модель имитирует движение транспортных потоков по городским улицам (рис. 2.8). Эксперименты на такой модели позволяют найти режимы управления движением (работа светофоров), уменьшающие возможность возникновения пробок. Работа имитационной модели всегда визуализируется на экране компьютера.		Модель имитирует движение транспортных потоков по городским улицам (рис. 2.8). Эксперименты на такой модели позволяют найти режимы управления движением (работа светофоров), уменьшающие возможность возникновения пробок. Работа имитационной модели всегда визуализируется на экране компьютера.

-	[[Image:~~Informatika_9_55h~~.jpg]]<br>	+	[[Image:Informatika 9 55h.jpg]]<br>

	<u>''Коротко о главном''</u>		<u>''Коротко о главном''</u>