В таблице представлены отдельные этапы компьютерного моделирования укажите правильный порядок
Обновлено: 07.07.2024
Описание слайда:
Этапы компьютерного моделирования
Автор – Богачёва Г.В.,
Учитель информатики
144 лицей Санкт-Петербурга
Презентация по теме «Моделирование»
к учебнику Н.В. Макаровой, 9 класс
Описание слайда:
I этап. Постановка задачи
Описание задачи
Цель моделирования
Анализ объекта
Описание слайда:
Описание задачи
Задача формулируется на обычном языке;
Если завтра утром группа выйдет из туристического лагеря в 10 часов утра, ребята успеют на 12-часовую электричку?
Определяется объект моделирования;
Представляется конечный результат.
По характеру постановки задачи можно разделить на две основные группы:
«Что будет, если?» (исследовать изменение характеристик объекта при воздействии на него)
Как изменится скорость автомобиля через 6 сек, если он движется прямолинейно и равноускоренно с начальной скоростью 3 м/с и ускорением 0,5 м/с2?
«Как сделать, чтобы?» (какое произвести воздействие, чтобы параметры объекта удовлетворяли заданному условию?)
Какого объёма должен быть воздушный шар, наполненный газом гелием, чтобы он мог подняться с грузом 100 кг?
Описание слайда:
Определение целей моделирования
Цели определяются в соответствии с поставленной задачей;
Поставленные цели оказывают направляющее влияние на весь процесс моделирования.
Описание слайда:
Например, рассмотрим модель самолета:
для кассира по продажам авиабилетов существенными признаками будут расположение рядов кресел, количество кресел в ряду, стоимость билета для каждого места, наличие свободных мест;
для авиадиспетчера существенные признаки – скорость и высота самолета, направление и вид движения, взаиморасположение с другими самолетами, находящимися в контролируемом районе;
для технолога цеха, где происходит сборка самолета существенные признаки – наименование и количество деталей, порядок и способ их соединения, необходимое оборудование для обеспечения заданной надежности соединений, и прочее.
Описание слайда:
Анализ объекта
Чётко выделяются моделируемый объект и его основные свойства. Результат анализа объекта появляется в процессе выявления его составляющих (элементарных объектов) и определения связей между ними.
Описание слайда:
Хорошо поставленная задача:
описаны все связи между исходными данными и результатом
известны все исходные данные
решение существует
задача имеет единственное решение
Примеры плохо поставленных задач:
Винни Пух и Пятачок построили ловушку для слонопотама. Удастся ли его поймать?
Малыш и Карлсон решили по–братски разделить два орешка – большой и маленький. Как это сделать?
Найти максимальное значение функции y = x2 (нет решений).
Найти функцию, которая проходит через точки (0,1) и (1,0) (неединственное решение).
Описание слайда:
II этап. Разработка модели
Информационная модель
Знаковая модель
Компьютерная модель
Описание слайда:
Разработка информационной
модели
Выделяются объекты моделирования и дается их развернутое содержательное описание (природа объектов, их зависимости, связи, свойства, характеристики);
Учитываются только существенные свойства в зависимости от выбранной цели;
Описание слайда:
Задача «Движение автомобиля»
Что моделируется?
- Процесс движения объекта «автомобиль»
Вид движения
- Равноускоренное
Что известно о движении?
- Начальная скорость (v0), ускорение (а), максимальная развиваемая автомобилем скорость (vmax)
Что надо найти?
- Скорость (vj) в заданные моменты времени (ti)
Как задаются моменты времени?
- От нуля через равные интервалы (t2-t1)
Это ограничивает расчеты?
- vi < vmax
Такие характеристики объекта, как цвет, тип кузова, год выпуска и общий пробег, степень изношенности шин и многие другие, в данной постановке учитывать не будем.
Описание слайда:
В результате выстраивается описательная информационная модель, т.е. вербальная;
Формализация модели. Переход от описательной модели к конкретному математическому наполнению. Указывается перечень параметров, которые влияют на поведение объекта – исходные данные, и которые желательно получить – результат. Формализуются зависимости между выделенными параметрами, накладываются ограничения на их допустимые значения. Результат – математическая модель.
Описание слайда:
Движение автомобиля. Информационная модель
Каждый этап моделирования определяет поставленная задача и цели моделирования. В общем случае процесс построения и исследования модели может быть представлен с помощью схемы:
I этап. Постановка задачи
Включает в себя три стадии:
Задача описывается на обычном языке.
Все множество задач можно разделить по характеру постановки на 2 основные группы:
Первая группа содержит задачи, в которых требуется исследовать, как изменятся характеристики объекта при некотором воздействии на него, т.е. требуется получить ответ на вопрос «Что будет, если. ».
Например, что будет, если магнитную карточку положить на холодильник? Что будет, если повысить требования для поступления в вуз? Что будет, если резко повысить плату за коммунальные услуги? и т. п.
Вторая группа содержит задачи, в которых требуется определить, что нужно сделать с объектом, чтобы его параметры удовлетворили определенное заданное условие, т.е. требуется получить ответ на вопрос «Как сделать, чтобы. ».
Например, как построить урок математики, чтобы детям был понятен материал? Какой режим полета самолета выбрать, чтобы полет был безопаснее и экономически выгоднее? Как составить график выполнения работ на строительстве, чтобы оно было закончено максимально быстро?
Определение цели моделирования
На этой стадии среди многих характеристик (параметров) объекта выделяются наиболее существенные. Один и тот же объект при разных целях моделирования будет иметь разные существенные свойства.
Например, при построении модели яхты для участия в соревнованиях моделей судов, существенными будут ее судоходные характеристики. Для достижения поставленной цели построения модели будет отыскиваться ответ на вопрос «Как сделать, чтобы…?»
При построении модели яхты для совершения на ней путешествий, долгосрочных круизов, кроме судоходных характеристик существенным будет ее внутреннее строение: количество палуб, комфортабельность кают, наличие других удобств и т.д.
При построении компьютерной имитационной модели яхты для проверки надежности ее конструкции в штормовых условиях, моделью яхты будет представлять собой изменение изображения и расчетных параметров на экране монитора при изменении значений входных параметров. Будет решаться задача «Что будет, если…?»
Цель моделирования позволяет установить, какие данные будут исходными, чего нужно достичь в результате и какие свойства объекта можно не учитывать.
Таким образом происходит построение словесной модели задачи.
Подразумевается четкое выделение объекта, который моделируется, и его основных свойств.
II этап. Формализация задачи
Связан с созданием формализованной модели, т.е. модели, которая записана на каком-либо формальном языке. Например, показатели рождаемости, которые представлены в виде таблицы или диаграммы, являются формализованной моделью.
Под формализацией понимают приведение существенных свойств и признаков объекта моделирования к определенной форме.
Формальной моделью является модель, которая получена в результате формализации.
Для решения задач с помощью компьютера наиболее подходящим является математический язык. Формальная модель фиксирует связи между исходными данными и конечным результатом с помощью разных формул, а также наложения ограничений на допустимые значения параметров.
III этап. Разработка компьютерной модели
Начинается с выбора инструмента моделирования (программной среды), с помощью которого будет создаваться и исследоваться модель.
От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели и форма его представления.
Готовые работы на аналогичную тему
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимостьНапример, в среде программирования формой представления является программа, которая написана на соответствующем языке. В прикладных средах (электронные таблицы, СУБД, графических редакторах и т.д.) формой представления алгоритма является последовательность технологических приемов, которые приводят к решению задачи.
Заметим, что одну и ту же задачу можно решить с помощью разных программных сред, выбор которой зависит, в первую очередь, от ее технических и материальных возможностей.
IV этап. Компьютерный эксперимент
Включает 2 стадии:
Тестирование модели – проверка правильности построения модели.
На этой стадии выполняется проверка разработанного алгоритма построения модели и адекватности полученной модели объекту и цели моделирования.
Для проверки правильности алгоритма построения модели используются тестовые данные, для которых заранее известен конечный результат. Чаще всего тестовые данные определяются ручным способом. Если в ходе проверки результаты совпадают, значит разработан правильный алгоритм, а если нет – то нужно найти и устранить причину их несоответствия.
Тестирование должно отличаться целенаправленностью и систематизацией, усложнение же тестовых данных должно выполняться постепенно. Для определения правильности построения модели, которая отражает существенные для цели моделирования свойства оригинала, т.е. ее адекватности, необходим подбор таких тестовых данных, которые будут отражать реальную ситуацию.
К исследованию модели можно переходить только после успешного прохождения тестирования и уверенности в том, что создана именно та модель, которую необходимо исследовать.
V этап. Анализ результатов
Является основным для процесса моделирования. Решение о продолжении или завершении исследования принимается по итогам именно этого этапа.
В случае, когда результаты не соответствуют целям поставленной задачи, делают вывод о том, что на предыдущих этапах были допущены ошибки. Тогда необходимо выполнить коррекцию модели, т.е. вернуться к одному из предыдущих этапов. Процесс должен повторяться до тех пор, пока результаты компьютерного эксперимента не будут соответствовать целям моделирования.
В таблице представлены отдельные этапы компьютерного моделирования:
Укажите правильный порядок следования этапов.
В поле ответа введите последовательность цифр, соответствующую правильному порядку следования этапов компьютерного моделирования, например, 12345.
Вопрос задал(а): Анонимный пользователь, 12 Ноябрь 2015 в 12:58
На вопрос ответил(а): Любимов Павел, 12 Ноябрь 2015 в 12:58
Похожие вопросы
Вопрос № 996404
Укажите правильный порядок следования этапов.
В поле ответа введите последовательность цифр, соответствующую правильному порядку следования этапов компьютерного моделирования, например, 12345.
Вопрос № 1111583
Укажите правильный порядок следования этапов.
В поле ответа введите последовательность цифр, соответствующую правильному порядку следования этапов компьютерного моделирования, например, 12345.
Вопрос № 1078973
Укажите правильный порядок следования этапов.
В поле ответа введите последовательность цифр, соответствующую правильному порядку следования этапов компьютерного моделирования, например, 12345.
Вопрос № 1101852
Укажите правильный порядок следования этапов.
В поле ответа введите последовательность цифр, соответствующую правильному порядку следования этапов компьютерного моделирования, например, 12345.
Расставьте этапы моделирования в порядке их выполнения.
Разработка программы: Создание программы, Тестирование
Анализ результатов. Выводы
Cоответствие между гипоциклоидами и отношением r/R
Используя таблицу, полученную в интерактивном элементе «Модель катящегося колеса» найди соответствие между гипоциклоидами и отношением r/R.
Фигуры Лиссажу
Используя табличный редактор Excel создай модель «Фигуры Лиссажу». Где в столбце А — будут записаны значения от 0 до 50 с шагом 0.01. В столбце B — значение координаты x по формуле B2=$F$2*sin(A2*$F$4), В столбце C — значения координаты y по формуле C2=$F$3*sin(A2*$F$5).
Постройте точечный график по столбцам С и В. Изменяя значения ячеек F2, F3, F4, F5 найдите соответствие между значениями.
Спирограф
Спирограф — детская игрушка, состоит из пластмассовой пластины с вырезанными кругами разных диаметров и набора колёс меньшего диаметра с отверстиями внутри. Ставя карандаш в такое отверстие и перемещая маленький круг внутри пластины можно получить очень интересные и красивые картинки Эпициклоиды.
Зная закон движения карандаша, начерти в программе Excel различного вида фигуры, где t изменяется от 0 до 2π.
Информатика_ТАВХ-111_2020-21 уч.год запись закреплена
Тема урока: Практическая работа №7. Проведение исследования в социально-экономической сфере на основе использования готовой компьютерной модели.
Цель: провести исследование в социально-экономической сфере на основе компьютерной модели.
Основные этапы компьютерного моделирования:
1. Постановка задачи и её анализ:
1.1. Определить цель создаваемой модели.
1.2. Уточнить исходные результаты и в каком виде следует их получить.
1.3. Определить исходные данные для создания модели.
2. Построение информационной модели:
2.1. Определить параметры модели и выявить взаимосвязь между ними.
2.2. Оценить, какие из параметров влиятельные для данной задачи, а какими можно пренебрегать.
2.3. Математически описать зависимость между параметрами модели.
3. Разработка метода и алгоритма реализации компьютерной модели:
3.1. Выбрать или разработать метод получения исходных результатов.
3.2. Составить алгоритм получения результатов по избранным методом.
3.3. Проверить правильность алгоритма.
4. Разработка компьютерной модели:
4.1. Выбрать средства программной реализации алгоритма на компьютере.
4.2. Разработать компьютерную модель.
4.3. Проверить правильность созданной компьютерной модели.
5. Проведение эксперимента:
5.1. Разработать план исследования.
5.2. Провести эксперимент на базе созданной компьютерной модели.
5.3. Проанализировать полученные результаты.
5.4. Сделать выводы насчет свойств прототипа модели.
В процессы проведения эксперимента может выясниться, что нужно:
• скорректировать план исследования;
• выбрать другой метод решения задачи;
• усовершенствовать алгоритм получения результатов;
• уточнить информационную модель;
• внести изменения в постановку задачи.
В таком случае происходит возвращение к соответствующему этапу, и процесс начинается снова.
Читайте также: