Что из перечисленного не заслуживает названия результат компьютерного эксперимента
Обновлено: 03.07.2024
В танном плакате можно пройти разные тесты , разного уровня по предмету Информатика, как в электронном виде, так и скачать в текстовом документе. После чего можно просмотреть полученные резкльтаты и ошибки.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| nadezhda_sergeevna_-_kopiya.zip | 2.95 МБ |
| данную презентацию нужно поместить в папку с архивом, для того чтобы работал плакат | 645.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Тест по теме: «Информация. Информационные процессы»
А) конструкцию компьютера;
Б) способы представления, накопления, обработки информации с помощью технических средств;
В) компьютерные программы;
Г) общешкольные дисциплины.
- На каком свойстве информации, отразится ее преднамеренное искажение?
- Выберите события, которые можно отнести к информационным процессам?
А) упражнения на спортивном снаряде;
Б) перекличка присутствующих на уроке;
Г) катание на карусели.
- Что из ниже перечисленного имеет свойства передавать информацию?
- Что из ниже перечисленного вовлечено в информационный процесс?
- Каким свойством обладают объекты: колокол, речь, костер, радио, электронная почта?
А) хранят информацию;
Б) обрабатывают информацию;
В) передают информацию;
Г) создают информацию.
Б) возросшее количество газет и журналов;
В) бурный рост потоков и объемов информации;
Г) общение через интернет.
А) наука об искусственном интеллекте;
Б) наука о закономерностях процессов управления и передача информации в машинах, живых организмах и обществе;
Г) наука о формах и законах человеческого мышления.
- Какой объект не может служить носителем информации при её хранении?
В) магнитные материалы;
А) магнитным полем;
Б) органами чувств;
В) внутренними органами;
Г) инструментальными средствами.
- Информационная культура общества предполагает:
А) знание современных программных продуктов;
Б) знание иностранных языков и их применение;
В) умение работать с информацией при помощи технических средств;
Г) умение запомнить большой объем информации.
А) отдельные факты, характеризующие объекты, процессы, явления;
Б) выявленные закономерности в определенной предметной области;
B) совокупность сведений, необходимых для организации деятельности
- Что является графической формой представления математической информации:
А) математическое уравнение;
Б) график функции;
В) таблица значений функции;
Г) математическое выражение.
Б) информационные процессы;
В) компьютерные программы;
Г) общешкольные дисциплины.
- Каким должен быть любой сигнал, несущий информацию?
А) магнитным полем;
Б) речью, жестами;
В) световыми сигналами;
Г) рентгеновским излучением.
- Какой из перечисленных процессов нельзя назвать информационным процессом?
А) взвешивание информации;
Б) кодирование информации;
В) хранение информации;
Г) обработка информации.
- Что из ниже перечисленного не имеет свойства сохранять информацию?
Б) электрический ток;
В) магнитная дискета;
- Каким свойством обладают объекты: дверной замок, компьютер, человек?
- Как называется информация, отражающая истинное положение дел?
А) дискета с играми;
В) географическая карта;
Г) звуковая плата.
A) процесс повсеместного распространения ПК;
Б) социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей граждан;
B) процесс внедрения новых информационных технологий;
Г) процесс формирования информационной культуры человека.
- На рынке информационных услуг подлежат обмену и продаже:
A) лицензии, информационные технологии;
Б) оборудование, помещения;
B) бланки первичных документов, вычислительная техника.
Г) книги, журналы, литература.
A)приобретение знаний в школе;
Б) использование знаний по работе с компьютером на практике;
B)приобретение знаний об окружающем мире, ранее не известных человечеству;
Г) приобретение знаний о способах представления, обработки, накопления информации с помощью ЭВМ.
- Какое понятие объединяет камень, папирус, бересту, книгу и дискету?
А) природное происхождение;
Б) историческая ценность;
В) хранение информации;
- Слово «информация» в переводе с латинского означает:
Г) уменьшение неопределенности.
- Что является знаковой формой представления математической информации?
А) математическое уравнение;
Б) график функции;
Г) устная формулировка задачи.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Операционная система Файловая система Модели и моделирование Базы данных Информация Кодирование информации Основы логики Устройство компьютера 1 вариант 2 вариант
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Электронный тест по информатике
Электронный тест по информатике содержит вопросы по базовым темам предмета в рамках отведенных учебным планом часов (16 часов. 1 семестр).MyTest это программа для создания и пр.
Методическая разработка по теме: "Разработка, создание и внедрение электронных образовательных ресурсов на уроках по дисциплине "Информатика и ИКТ""
В данной методической разработке изложены основные этапы разработки, создания и внедрения электронных образовательных ресурсов по дисциплине "Информатика и ИКТ", теория и примеры создания контент.
Электронный тест - промежуточная аттестация по дисциплине "Информатика"
Электронный тест - промежуточная аттестация по дисциплине "Информатика".
План- конспект открытого урока по информатике (10 класс) на тему: "Электронные таблицы Exsel"
Разработка открытого урока по информатике "Электронные таблицы Exsel".
Учебное пособие по учебной дисциплине «Информатика» Тема 4. Технология создания и преобразования информационных объектов. Электронные таблицы Microsoft Excel
Учебное пособие по учебной дисциплине «Информатика». Тема 4. Технология создания и преобразования информационных объектов. Электронные таблицы Microsoft ExcelУчебное пособие предназначено .
Электронный образовательный ресурс "Информатика часть1" (Сиденко О.Н., Нюргечкин Н.С.)
Электронный образовательный ресурс "Информатика часть 1" (Сиденко О.Н., Нюргечкин Н.С.).
Информатика. 1 курс. Методические рекомендации к выполнению практической работы №79-80. Электронные каталоги библиотек, музеев, книгоиздания, СМИ. Формирование запросов для работы с электронными каталогами в рамках учебных заданий
Изучение информационной технологии основных приемов работы c электронными каталогами библиотек, музеев, книгоиздания, СМИ.
В электронной таблице в ячейке A1 записано число 5, в B1 — формула =А1*2, в C1 — формула =А1+В1. Чему равно значение С1:
а) 10; б) 15; в) 20; г) 25; д) 45.
Деловая графика представляет собой:
совокупность графиков функций;
совокупность программных средств, позволяющих представить в графическом виде закономерности изменения числовых данных;
расписание деловых встреч.
Форма графического представления числовых значений, позволяющая облегчить восприятие и интерпретацию числовых данных, называется:
Система управления базами данных
База данных — это:
специальным образом организованная и хранящаяся на внешнем носителе совокупность взаимосвязанных данных о некотором объекте;
совокупность программ для хранения и обработки больших массивов информации;
интерфейс, поддерживающий наполнение и манипулирование данными;
произвольный набор информации;
компьютерная программа, позволяющая в некоторой предметной области делать выводы, сопоставимые с выводами человека-эксперта.
Сетевая база данных предполагает такую организацию данных, при которой:
связи между данными описываются в виде дерева;
связи между данными отражаются в виде таблицы;
связи между данными отражаются в виде совокупности нескольких таблиц;
помимо вертикальных иерархических связей (между данными) существуют и горизонтальные;
между ними имеются исключительно вертикальные связи.
Структура файла реляционной базы данных (БД) меняется:
при удалении любого поля;
при изменении любой записи;
при удалении диапазона записей;
при уничтожении всех записей;
при добавлении одной или нескольких записей.
Предположим, что некоторая база данных содержит поля ФАМИЛИЯ, ГОД РОЖДЕНИЯ, ДОХОД. Какая из перечисленных ниже записей этой БД будет найдена при поиске по условию
ГОД РОЖДЕНИЯ>1958 OR ДОХОД<3500:
Ïåòðîâ, 1956, 3600;
Èâàíîâ, 1956, 2400;
Ñèäîðîâ, 1957, 5300;
Êîçëîâ, 1952, 4200;
Åãîðîâ, 1954, 7300.
Система управления базами данных — это:
набор программ, обеспечивающий работу всех аппаратных устройств компьютера и доступ пользователя к ним;
программная система, поддерживающая наполнение и манипулирование данными в файлах баз данных;
прикладная программа для обработки текстов и различных документов;
оболочка операционной системы, позволяющая более комфортно работать с файлами;
Глобальная компьютерная сеть — это:
информационная система с гиперсвязями;
множество компьютеров, связанных каналами передачи информации и находящихся в пределах одного помещения, здания;
совокупность хост-компьютеров и файл-серверов;
система обмена информацией на определенную тему;
совокупность локальных сетей и компьютеров, расположенных на больших расстояниях и соединенных с помощью каналов связи в единую систему.
Обмен информацией между компьютерными сетями, в которых действуют разные сетевые протоколы, осуществляется с использованием:
Какой домен верхнего уровня в Internet имеет Россия:
а) ru; б) su; в) us; г) ra; д) ss.
обмен письмами в глобальных сетях;
информационная система в гиперсвязях;
служба приема и передачи файлов любого формата;
процесс создания, приема и передачи WEB-страниц;
система обмена информацией между абонентами компьютерной сети.
Служба FTP в Интернете предназначена:
для создания, приема и передачи WEB-страниц;
для обеспечения функционирования электронной почты;
для обеспечения работы телеконференций;
для приема и передачи файлов любого формата;
для удаленного управления техническими системами.
Вариант № 3 100 тестовых заданий
Вариант № 3 100 тестовых заданий
Информация: свойства, способы восприятия и представления
Информация в теории управления — это:
сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах;
та часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, то есть в целях сохранения, совершенствования, развития системы;
все, фиксируемое в виде документов;
сведения, полностью снимающие или уменьшающие существующую до их получения неопределенность.
Фраза “Кукаляка — эрит бисяка, гдюеде хрюрит мукука” представляет собой информацию:
с точки зрения теории информации;
в теории управления;
в аспекте семантической теории информации;
в житейском смысле слова;
в техническом плане.
Информацию, изложенную на доступном для получателя языке, называют:
Визуальную информацию несет:
Информация по форме представления подразделяется на:
обыденную, эстетическую, общественно-политическую;
социальную, техническую, биологическую, генетическую;
визуальную, аудиальную, тактильную, обонятельную, вкусовую;
научную, производственную, техническую, управленческую;
текстовую, числовую, графическую, музыкальную, комбинированную.
поезд “Москва–Санкт-Петербург” № 2 отправляется с третьего пути;
поезд №2 следует по маршруту “Москва–Санкт- Петербург”;
поезд № 2 отправляется из Москвы в 20 часов 30 мин.;
поезд № 2 отправляется по маршруту “Москва–Санкт-Петербург” в 20 часов 30 мин.;
поезд № 2 отправляется в 20 часов 30 мин.
Записная книжка обычно используется:
при обработке информации;
для хранения информации;
для передачи информации;
как средство обработки и передачи информации;
для защиты информации.
Хранение информации невозможно без:
печатной продукции (книг, газет, фотографий).
В ходе информационного процесса, происходящего в рамках события: “Лиса взяла след зайца” :
физический носитель информации — давление, воспринимающий информацию орган — кожа;
физический носитель информации — концентрация молекул в растворе, воспринимающий информацию орган — язык;
физический носитель информации — концентрация молекул газа, воспринимающий информацию орган — обонятельные рецепторы слизистой оболочки носа;
физический носитель информации — звуковые волны, воспринимающий информацию орган — слух;
физический носитель информации — световые волны, воспринимающий информацию орган — зрение.
Поиск информации — это:
ее трансляция во времени;
извлечение хранимой информации.
Восприятие информации (приемником информации) при ее передаче осуществляется путем:
осмысления тех изменений, которые претерпевают параметры анализируемого физического процесса;
сравнения передаваемых сигналов с имеющимися;
фиксации изменения (или отсутствия такового) некоторого физического процесса (сигнала);
преобразования входных сигналов в измеряемые параметры и последующей реакцией;
Сигнал называется дискретным, если он:
не кодируется и не декодируется в процессе передачи информации;
меняется непрерывно по времени и амплитуде;
передается в электрической форме;
может принимать лишь конечное число значений в конечное число моментов времени;
кодируется в процессе передачи информации.
Канал связи — это:
совокупность устройств, обеспечивающих прием информации при ее передаче;
совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу и прием сигнала от источника к получателю.
Система регулирования дорожным движением с использованием исключительно светофоров и дорожных знаков:
строго говоря, не может рассматриваться в качестве системы управления;
представляет собой замкнутую систему управления;
может рассматриваться как пример разомкнутой системы управления;
включает в себя несколько каналов обратной связи;
функционирует на основе преобразования и целенаправленной обработки информации о состоянии дорожного движения.
К устройствам, обеспечивающим функционирование канала обратной связи в системе управления “водитель—автомобиль”, относится:
зеркало заднего обзора.
Информационная деятельность человека
Первый арифмометр, выполнявший все четыре арифметических действия, сконструировал в XVII веке:
Готфрид Вильгельм Лейбниц.
Решающий вклад в алгебраизацию логики внес:
ЭВМ первого поколения:
имели в качестве элементной базы электронные лампы; характеризовались малым быстродействием, низкой надежностью; программировались в машинных кодах;
имели в качестве элементной базы полупроводниковые элементы; программировались с использованием алгоритмических языков;
имели в качестве элементной базы интегральные схемы, отличались возможностью доступа с удаленных терминалов;
имели в качестве элементной базы большие интегральные схемы, микропроцессоры; отличались относительной дешевизной;
имели в качестве элементной базы сверхбольшие интегральные схемы, были способны моделировать человеческий интеллект.
К числу основных тенденций в развитии информационных процессов в социуме относят:
уменьшение влияния средств массовой информации;
уменьшение объема процедур контроля над процессами общественного производства распределения материальных благ;
уменьшение информационного потенциала цивилизации;
снижение остроты противоречия между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработке информации и объемом информации в социуме;
увеличение доли “интеллектуальных ресурсов” в объеме производимых материальных благ.
Патологическая потребность человека в регулярном использовании компьютерных систем, обусловленная привыканием к воздействию на его психику технологий виртуальной реальности, называется:
Язык как способ представления информации
Основной тезис формализации заключается в фундаментальном положении:
о том, что информационные процессы могут осуществляться лишь при наличии языка;
о том, что информационные процессы могут осуществляться и в отсутствии языка;
о возможности принципиального разделения объекта и его имени;
об универсальности языковых моделей;
о том, что истинность формулы при интерпретации модели зависит от выбора области интерпретации.
Количество знаков в алфавите азбуки Морзе равно:
а) 2; б) 3; в) 10; г) 33; д) 29.
Совокупность правил, в соответствии с которыми образуются слова из алфавита данного языка, называется:
В алфавите BETA всего 5 букв, а каждое слово языка может состоять не более чем из трех букв. Какое максимальное число слов возможно в этом языке:
а) 324; б) 625; в) 1024; г) 15; д) 125.
Кодом постоянной длины называется:
способ кодировки, при которой все знаки исходного алфавита кодируются словами одинаковой длины;
способ кодировки, при которой знаки исходного алфавита кодируются словами различной длины;
способ кодировки, при которой все знаки исходного алфавита кодируются двоичными словами;
способ кодировки, при которой слово в исходном алфавите кодируются путем конкатенации кодов отдельных знаков слова;
способ кодировки, при которой кодируются слова одинаковой длины.
К коду переменной длины относится:
4-х битовый код Грэя для десятичных цифр;
циклический код Грэя;
4-позиционный цепной код;
Четыре из пяти приведенных ниже слов можно закодировать с помощью четырех символов. Но при этом нельзя закодировать пятое. Это слово:
Для шифровки букв используются двузначные числа, причем известно, что буква “е” кодируется числом 20, а среди слов “елка”, “полка”, “поле”, “пока”, “кол” есть слова, кодируемые сочетаниями 11321220, 20121022. При указанном способе кодировке слово “колокол” будет кодироваться сочетанием:
Число 10 (в десятичной системе счисления) в двоичной системе счисления имеет вид:
а) 100; б) 10; в) 2; г) 1010; д) 11.
Укажите основание x системы счисления, если известно, что (47) 10 =(21) x :
а) 20; б) 21; в) 23; г) 22; д) 24.
Сколько имеется чисел, записываемых в двоичной системе счисления шестью знаками:
а) 6; б) 16; в) 32; г) 128; д) 64.
а) 1; б) 0; в) 2; г) 4; д) 8.
Семантический аспект передачи информации проявляется в том, что:
а) 0; б) 4; в) 2; г) 1; д) 8.
Различные объекты, явления, процессы:
всегда описываются различными моделями;
могут исследоваться с помощью одной и той же модели;
всегда допускают описание в рамках некоторой универсальной физической модели;
всегда моделируются объектами различной физической природы;
не могут исследоваться с помощью одной модели.
Табличная информационная модель представляет собой:
набор графиков, рисунков, чертежей, схем, диаграмм;
иерархическую структуру моделируемого объекта;
описание объектов (или их свойств) в виде совокупности значений, размещаемых в таблице;
совокупность математических формул;
набор предложений на естественном языке.
Рисунки, карты, чертежи, диаграммы, схемы, графики представляют собой
графические информационные модели;
иерархические информационные модели.
Что из перечисленного не заслуживает названия “результат компьютерного эксперимента”:
В настоящее время компьютерное моделирование в научных и практических исследованиях является одним из основных элементов познания. Технология моделирования требует от исследователя умения ставить корректно проблемы и задачи, прогнозировать результаты исследования, проводить разумные оценки, выделять главные и второстепенные факторы для построения моделей, выбирать аналогии и математические формулировки, решать задачи с использованием компьютерных систем, проводить анализ компьютерных экспериментов. Для успешной работы исследователю необходимо проявлять активный творческий поиск, любознательность и обладать максимумом терпения и трудолюбия. При этом исследователь не только достигает целей исследования, но и развивает в себе все перечисленные качества, приобретая навыки, умения и знания в большом спектре фундаментальных и прикладных наук. Навыки моделирования очень важны человеку в жизни. Они помогут разумно планировать свой распорядок дня, учёбу, труд, выбирать оптимальные варианты при наличии выбора, разрешать удачно различные ситуации.
Что же такое компьютерный эксперимент?
Чтобы дать жизнь новым конструкторским разработкам, внедрить новые технические решения в производство или проверить новые идеи, нужен эксперимент. Эксперимент — это опыт, который производится с объектом или моделью. Он заключается в выполнении некоторых действий и определении, как реагирует экспериментальный образец на эти действия.
В школе вы проводите опыты на уроках биологии, химии, физики, географии.
Эксперименты проводят при испытании новых образцов продукции на предприятиях. Обычно для этого используется специально создаваемая установка, позволяющая провести эксперимент в лабораторных условиях, либо сам реальный продукт подвергается всякого рода испытаниям (натурный эксперимент). Для исследования, к примеру, эксплуатационных свойств какого-либо агрегата или узла его помещают в термостат, замораживают в специальных камерах, испытывают на вибростендах, роняют и т. п. Хорошо, если это новые часы или пылесос — не велика потеря при разрушении. А если самолет или ракета?
Лабораторные и натурные эксперименты требуют больших материальных затрат и времени, но их значение, тем не менее, очень велико.
С развитием компьютерной техники появился новый уникальный метод исследования — компьютерный эксперимент. В помощь, а иногда и на смену экспериментальным образцам и испытательным стендам во многих случаях пришли компьютерные исследования моделей. Этап проведения компьютерного эксперимента включает две стадии: составление плана эксперимента и проведение исследования.
План эксперимента
План эксперимента должен четко отражать последовательность работы с моделью. Первым пунктом такого плана всегда является тестирование модели.
Тестирование — процесс проверки правильности построенной модели.
Тест — набор исходных данных, позволяющий определить правильность построения модели.
Чтобы быть уверенным в правильности получаемых результатов моделирования, надо:
♦ проверить разработанный алгоритм построения модели;
♦ убедиться, что построенная модель правильно отражает свойства оригинала, которые учитывались при моделировании.
Для проверки правильности алгоритма построения модели используется тестовый набор исходных данных, для которых конечный результат заранее известен или предварительно определен другими способами.
Например, если вы используете при моделировании расчетные формулы, то надо подобрать несколько вариантов исходных данных и просчитать их «вручную». Это тестовые задания. Когда модель построена, вы проводите тестирование с теми же вариантами исходных данных и сравниваете результаты моделирования с выводами, полученными расчетным путем. Если результаты совпадают, то алгоритм разработан верно, если нет — надо искать и устранять причину их расхождения. Тестовые данные могут совершенно не отражать реальную ситуацию и не нести смыслового содержания. Однако полученные в процессе тестирования результаты могут натолкнуть вас на мысль об изменении исходной информационной или знаковой модели, прежде всего в той ее части, где заложено смысловое содержание.
Чтобы убедиться, что построенная модель отражает свойства оригинала, которые учитывались при моделировании, надо подобрать тестовый пример с реальными исходными данными.
Проведение исследования
После тестирования, когда у вас появилась уверенность в правильности построенной модели, можно переходить непосредственно к проведению исследования.
В плане должен быть предусмотрен эксперимент или серия экспериментов, удовлетворяющих целям моделирования. Каждый эксперимент должен сопровождаться осмыслением итогов, что служит основой анализа результатов моделирования и принятия решений.
Схема подготовки и проведения компьютерного эксперимента:
Анализ результатов моделирования
Конечная цель моделирования — принятие решения, которое должно быть выработано на основе всестороннего анализа результатов моделирования. Этот этап решающий — либо вы продолжаете исследование, либо заканчиваете. Но этап анализа результатов не может существовать автономно. Полученные выводы часто способствуют проведению дополнительной серии экспериментов, а подчас и изменению задачи.
Основой выработки решения служат результаты тестирования и экспериментов. Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, на предыдущих этапах были допущены ошибки. Это может быть либо неправильная постановка задачи, либо слишком упрощённое построение информационной модели, либо неудачный выбор метода или среды моделирования, либо нарушение технологических приемов при построении модели. Если такие ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, то есть возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.
Главное, надо всегда помнить: выявленная ошибка — тоже результат. Как гласит народная мудрость, на ошибках учатся. Об этом писал и великий русский поэт А. С. Пушкин:
О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.
Контрольные вопросы и задания
1. Назовите два основных типа постановки задач моделирования.
2. В известном «Задачнике» Г. Остера есть следущая задача:
Какой вопрос можно отнести к типу «что будет, если. », а какой — к типу «как сделать, чтобы. »?
3. Перечислите наиболее известные цели моделирования.
4. Формализуйте шутливую задачу из «Задачника» Г. Остера:
Из двух будок, находящихся на расстоянии 27 км одна от другой, навстречу друг другу выскочили в одно и то же время две драчливые собачки. Первая бежит со скоростью 4 км/час, а вторая — 5 км/час.
Через сколько времени начнется драка?
5. Назовите как можно больше характеристик объекта «пара ботинок ». Составьте информационную модель объекта для разных целей:
■ выбор обуви для туристского похода;
■ подбор подходящей коробки для обуви;
■ покупка крема для ухода за обувью.
6. Какие характеристики подростка существенны для рекомендации по выбору профессии?
7. По каким причинам компьютер широко используется в моделировании?
8. Назовите известные вам инструменты компьютерного моделирования.
9. Что такое компьютерный эксперимент? Приведите пример.
10. Что такое тестирование модели?
11. Какие ошибки встречаются в процессе моделирования? Что надо делать, когда ошибка обнаружена?
12. В чем заключается анализ результатов моделирования? Какие выводы обычно делаются?
Так в чем же преимущество компьютерного моделирования? Прежде всего, компьютерное моделирование позволяет получать наглядные динамические иллюстрации, воспроизводить их тонкие детали, которые часто с трудом усваиваются при словесном объяснении с демонстрацией статичных рисунков. При использовании моделей компьютер предоставляет уникальную возможность визуализации упрощённой модели.
Ни одно техническое достижение не повлияло так на интеллектуальную деятельность человека, как электронно-вычислительные машины. Увеличив в десятки и сотни миллионов раз скорость выполнения арифметических и логических операций, колоссально повысив тем самым производительность интеллектуального труда человека, ЭВМ вызвали коренные изменения в области обработки информации. По существу, мы являемся свидетелями своего рода “информационной революции”, подобной той промышленной революции, которую породило в 18 веке изобретение паровой машины и связанное с ним резкое повышение производительности физического труда. В настоящее время вычислительные машины проникают во все сферы интеллектуальной деятельности человека, становятся одним из решающих факторов ускорения темпов научно-технического прогресса.
К концу 20 века компьютеры стали настолько совершенными, что появилась реальная возможность использовать их в научных исследованиях, не только как большой арифмометр, но обратиться с его помощью к изучению таких разделов математики, которые ранее были практически не доступны для исследований. Это было осознано при решении ещё на несовершенных ЭВМ сложных математических задач ядерной физики, баллистики, прикладной небесной механики.
Классическая математика, как известно, в основном нацелена на изучение явлений, имеющих линейный характер, то есть способна изучать ситуации, где причина приблизительно пропорциональна следствию. Изменение причины приводит к пропорциональному изменению следствия, то есть классические уравнения рассматривают: не градиентные среды (они изучают малые отклонения маятника, мелкие волны и дифференциал и т.д.)
В дальнейшем, развиваясь и совершенствуясь при решении разнообразных задач, этот стиль теоретического анализа трансформировался в новую современную технологию и методологию проведения теоретических исследований, которая получила название вычислительного эксперимента. Основой вычислительного эксперимента является математическое моделирование, теоретической базой - прикладная математика, а технической - мощные электронно-вычислительные машины
К началу 70-х годов были обнаружены новые явления, а точнее на них обратили внимание, новые явления, которые ранее не предполагались. Важное открытие, сделанное численным (или вычислительным) экспериментом это хаос в детерминированных (описанных чёткой формулой) системах, и хотя первые наблюдения таких явлений были выполнены ещё в начале 50-х годов, долгое время они рассматривались как несовершенство компьютеров, неспособных правильно вычислять. Изучение таких явлений, в частности связанных с ними фракталов, привело к колоссальным сдвигам в современных научных представлениях. Возникла целая группа нелинейных наук, с которой связаны поистине удивительные открытия последних лет.
Научное исследование реального процесса можно проводить теоретически или экспериментально, которые проводятся независимо друг от друга. Такой путь познания истины носит односторонний характер. В современных условиях развития науки и техники стараются проводить комплексное исследование объекта. Этого можно добиться на основе новой, удовлетворяющей требованиям времени, методологии и технологии научных исследований.
Компьютерный эксперимент - это эксперимент над математической моделью объекта на ЭВМ, который состоит в том, что по одним параметрам модели вычисляются другие её параметры и на этой основе делаются выводы о свойствах явления, описываемого математической моделью.
В проведении компьютерного эксперимента участвует коллектив исследователей - специалисты с конкретной предметной области, математики теоретики, вычислители, прикладники, программисты. Это связано с тем, что моделирование реальных объектов на ЭВМ включает в себя большой объём работ по исследованию их физической и математической моделей, вычислительных алгоритмов, программированию и обработке результатов. Здесь можно заметить аналогию с работами по проведению натурных экспериментов: составление программы экспериментов, создание экспериментальной установки, выполнение контрольных экспериментов, проведение серийных опытов, обработки экспериментальных данных и их интерпретация и т.д. Таким образом, проведение крупных комплексных расчётов следует рассматривать как эксперимент, проводимый на ЭВМ или вычислительный эксперимент.
Компьютерный эксперимент играет ту же роль, что и обыкновенный эксперимент при исследованиях новых гипотез. Современная гипотеза почти всегда имеет математическое описание, над которым можно выполнять эксперименты.
При введении этого понятия следует особо выделить способность компьютера выполнять большой объем вычислений, реализующих математические исследования. Иначе говоря, компьютер позволяет произвести замену физического, химического и т. д. эксперимента экспериментом вычислительным.
При проведении компьютерного эксперимента можно убедиться в необходимости и полезности последнего, особенно в случаях, когда провести натуральный эксперимент затруднительно или невозможно. Вычислительный эксперимент, по сравнению с натурным, значительно дешевле и доступнее, его подготовка и проведение требует меньшего времени, его легко переделывать, он даёт более подробную информацию. Кроме того, в ходе компьютерного эксперимента выявляются границы применимости математической модели, которые позволяют прогнозировать эксперимент в естественных условиях. Поэтому использование компьютерного эксперимента ограничивается теми математическими моделями, которые участвуют в проведении исследования. По этой причине компьютерный эксперимент не может заменить полностью эксперимент натурный и выход из этого положения состоит в их разумном сочетании. В этом случае в проведении сложного эксперимента используется широкий спектр математических моделей: прямые задачи, обратные задачи, оптимизированные задачи, задачи идентификации.
Эффективность компьютерных экспериментов с моделями существенно зависит от выбора плана эксперимента, так как именно план определяет объем и порядок проведения вычислений на ЭВМ, приемы накопления и статистической обработки результатов моделирования системы. Поэтому основная задача планирования компьютерных экспериментов с моделью формулируется следующим образом: необходимо получить информацию об объекте моделирования, заданном в виде моделирующего алгоритма (программы), при минимальных или ограниченных затратах машинных ресурсов на реализацию процесса моделирования.
Преимуществом компьютерных экспериментов перед натурным является возможность полного воспроизведения условий эксперимента с моделью исследуемой системы. Существенным достоинством перед натурными является простота прерывания и возобновления компьютерных экспериментов, что позволяет применять последовательные и эвристические приемы планирования, которые могут оказаться нереализуемыми в экспериментах с реальными объектами. При работе с компьютерной моделью всегда возможно прерывание эксперимента на время, необходимое для анализа результатов и принятия решений об его дальнейшем ходе (например, о необходимости изменения значений характеристик модели).
Недостатком компьютерных экспериментов является то, что результаты одних наблюдений зависят от результатов одного или нескольких предыдущих, и поэтому в них содержится меньше информации, чем в независимых наблюдениях.
Применительно к базе данных компьютерный эксперимент означает манипулирование данными в соответствии с поставленной целью с помощью инструментов СУБД. Цель эксперимента может быть сформирована на основании общей цели моделирования и с учетом требований конкретного пользователя. Например, имеется база данных «Деканат». Общая цель создания этой модели – управление учебным процессом. При необходимости получения сведений об успеваемости студентов можно сделать запрос, т.е. осуществить эксперимент для выборки нужной информации.
Использование компьютерного эксперимента как средства решения сложных прикладных проблем имеет в случае каждой конкретной задачи и каждого конкретного научного коллектива свои специфические особенности. И тем не менее всегда чётко просматриваются общие характерные основные черты, позволяющие говорить о единой структуре этого процесса. В настоящее время технологический цикл компьютерного эксперимента принято подразделять на ряд технологических этапов. И хотя такое деление в значительной степени условно, тем не менее оно позволяет лучше понять существо этого метода проведения теоретических исследований. Теперь давайте рассмотрим основные этапы вычислительного эксперимента.
Читайте также: