Лекция

Модель - это новый упрощенный объект, который отражает существенные стороны реального объекта, процесса или явления.

Компьютерное моделирование - реализация представления объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем, с помощью компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов).

Компьютерное моделирование применяют для широкого круга задач, таких как:

• анализ распространения загрязняющих веществ в атмосфере
• проектирование шумовых барьеров для борьбы с шумовым загрязнением
• конструирование транспортных средств
• полетные имитаторы для тренировки пилотов
• прогнозирование погоды
• эмуляция работы других электронных устройств
• прогнозирование цен на финансовых рынках
• исследование поведения зданий, конструкций и деталей под механической нагрузкой
• прогнозирование прочности конструкций и механизмов их разрушения
• проектирование производственных процессов, например химических
• стратегическое управление организацией
• исследование поведения гидравлических систем: нефтепроводов, водопровода
• моделирование роботов и автоматических манипуляторов
• моделирование сценарных вариантов развития городов
• моделирование транспортных систем
• конечно-элементное моделирование краш-тестов
• моделирование результатов пластических операций

Классификация абстрактных моделей:

1. Вербальные (текстовые) модели - Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности (примерами такого рода моделей являются милицейский протокол, правила дорожного движения).
2. Математические модели - очень широкий класс знаковых моделей (основанных на формальных языках над конечными алфавитами), использующих те или иные математические методы. Например, математическая модель звезды будет представлять собой сложную систему уравнений, описывающих физические процессы, происходящие в недрах звезды. Другой математической моделью являются, например, математические соотношения, позволяющие рассчитать оптимальный (наилучший с экономической точки зрения) план работы какого-либо предприятия.
3. Информационные модели – класс знаковых моделей, описывающих информационные процессы (получение, передачу, обработку, хранение и использование информации) в системах самой разнообразной природы. Примерами таких моделей могут служить чертеж кухонной мебели - мебель для кухни, схема метрополитена - модель метро, график изменения курса евро - модель роста курса евро.
4. Материальные модели - иначе можно назвать предметным или физическим. они воспроизводят геометрические свойства оригинала и имеют реальное воплощение. Примерами являются глобус - модель планеты Земля, куклы - модели человека, скелет человека - модель реального скелета, а так же физические и химические опыты.

Этапы моделирования:

1. Постановка задачи: описание задачи; цель моделирования; анализ объекта.
2. Разработка модели: теоретическая информационная модель; компьютерная модель.
3. Компьютерный эксперимент: план моделирования; технология моделирования.

Структуру данных можно описать с помощью:

• деревьев;
• графов;
• таблиц.

Графы

Пример: переливание крови от одного человека к другому, в зависимости от группы крови: