Modelo y simulación. Presentación "Modelos y Simulaciones" La principal herramienta de la informática moderna es la computadora. Por lo tanto, el modelado de información en ciencias de la computación es una
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Descripción de la presentación Modelos de presentación y modelado por diapositivas
¿Qué es un modelo? Un modelo es un objeto que tiene algunas de las propiedades de otro objeto (original) y se usa en su lugar. Originales y modelos El primer acorazado ruso "Goto Predestination"
¿Qué se puede simular? Modelos de objetos: copias reducidas de edificios, aviones barcos, ... modelos del núcleo atómico, celosías de cristal, dibujos ... Modelos de procesos: cambios en la situación ecológica modelos económicos modelos históricos ... Modelos de fenómenos: terremoto solar eclipse tsunami ...
El modelado es la creación y uso de modelos para estudiar originales. Cuando se utiliza la simulación: el original no existe - antiguo Egipto - las consecuencias de una guerra nuclear (N.N. o una nave, el original es difícil de investigar directamente: - sistema solar, galaxia (tamaños grandes) - átomo, neutrón (tamaños pequeños ) - procesos en un motor de combustión interna (muy rápido) - fenómenos geológicos (muy lentos) solo están interesados en algunas de las propiedades del original - chequeo de pintura para el fuselaje de una aeronave
Los objetivos del modelado son el estudio del estudio original de la esencia de un objeto o fenómeno "La ciencia es la satisfacción de la propia curiosidad a expensas del público" (LA Artsimovich) análisis ("qué pasará si ...") para aprender para predecir las consecuencias de diversas influencias en la síntesis original ("cómo ...") para aprender a administrar el original, influir en él optimización ("cómo hacerlo mejor") elección mejor solución en las condiciones dadas
¿Un original, un modelo? ¡¡Varios modelos diferentes pueden corresponder al original y viceversa !! punto material
La naturaleza de los modelos son modelos materiales (físicos, de objetos): los modelos de información representan información sobre las propiedades y el estado de un objeto, proceso, fenómeno y su relación con el mundo exterior: verbal (signo verbal o mental) expresado mediante un lenguaje formal. lenguaje gráfico (dibujos, diagramas, mapas, ...) tabular matemático (fórmulas) lógico (varias opciones para elegir acciones basadas en el análisis de condiciones) especial (notas, fórmulas químicas)
Modelos para el campo de la formación de aplicaciones (incluidos simuladores) experimentales: al crear nuevos medios técnicos, pruebas científicas y técnicas de túnel de viento en el simulador de piscina experimental de la cámara de vacío de radiación solar en el Instituto de Investigación Espacial, soporte de vibración NPO Energia
Tipos especiales de modelos de juego: teniendo en cuenta las acciones del enemigo, modelos de situaciones económicas, modelos de acciones militares, juegos deportivos, entrenamiento de simulación de personal, es imposible calcular o predecir el comportamiento del sistema de antemano; - puedes imitar su reacción a las influencias externas; - consideración máxima de todos los factores; - solo resultados numéricos; - elegir la mejor solución por ensayo y error en el curso de experimentos repetidos Ejemplos: pruebas de drogas en ratones, monos, ... modelado matemático de sistemas biológicos modelos de negocio y modelos de gestión del proceso de aprendizaje
Modelos por la naturaleza de las conexiones, las conexiones deterministas entre los valores de entrada y salida se establecen rígidamente con los mismos datos de entrada, cada vez que se obtienen los mismos resultados Ejemplos del movimiento de un cuerpo arrojado en ángulo al horizonte Cálculos de acuerdo a fórmulas conocidas modelo de funcionamiento regular del mecanismo probabilístico (estocástico) tener en cuenta la aleatoriedad de eventos en el mundo real cuando con los mismos datos de entrada, cada vez se obtienen resultados ligeramente diferentes Ejemplos de movimiento corporal teniendo en cuenta el viento partícula browniana Influencia del movimiento de las olas en el barco simulación de acciones humanas
Los modelos basados en el factor tiempo son estáticos: describen el original en un momento dado las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en reposo resultados del examen del médico fotografía modelo dinámico de movimiento corporal fenómenos naturales (rayos, terremotos, tsunamis) historia del caso grabación de video del evento
Modelos por estructura modelos tabulares (pares coincidentes) modelos jerárquicos (multinivel) modelos de red (gráficos) Director Ingeniero jefe Contador jefe Vasya Petya Masha Glasha Dasha salida y llegada
I. La investigación del enunciado del problema del estudio original de la esencia de un objeto o análisis de fenómeno ("qué pasará si ...") aprende a predecir las consecuencias de diversas influencias en la síntesis original ("cómo hacer para ..." ") aprender a controlar el original, influir en él optimización (" cómo hacerlo mejor ") la elección de la mejor solución en las condiciones dadas ¡Los errores en la formulación del problema conducen a las consecuencias más graves!
I. Enunciado del problema Un problema bien planteado: se describen todas las conexiones entre los datos iniciales y el resultado. Se conocen todos los datos iniciales. Existe una solución. El problema tiene una solución única. Ejemplos de problemas mal planteados: Winnie the Pooh y Piglet construidos una trampa para un heffalump. ¿Podrás atraparlo? El niño y Carlson decidieron compartir dos nueces de manera fraternal: una grande y otra pequeña. ¿Cómo hacerlo? Encuentre el valor máximo de la función y = x 2 (sin soluciones). Encuentre una función que pase por los puntos (0, 1) y (1, 0) (solución no única).
II. Desarrollo del modelo elegir el tipo de modelo para determinar las propiedades esenciales del original que deben incluirse en el modelo, descartar lo insignificante (para esta tarea) para construir un modelo formal es un modelo escrito en un lenguaje formal (matemáticas, lógica , ...) y refleja solo las propiedades esenciales del original para desarrollar un algoritmo para el modelo un algoritmo es un orden claramente definido de acciones que deben realizarse para resolver un problema
III. Probar el modelo Probar es probar un modelo en datos de entrada simples con un resultado conocido. Ejemplos: un dispositivo para sumar números de varios dígitos - verificar el modelo del movimiento del barco en números de un solo dígito - si el timón está nivelado, el rumbo no debe cambiar; si el timón se gira a la izquierda, el barco debe ir a la derecha. El modelo de acumulación de dinero en el banco - a una tasa del 0%, la cantidad no debe cambiar. El modelo ha sido probado. ¿Garantiza esto su corrección? ?
IV. Un experimento es un estudio de un modelo en las condiciones que nos interesan. Ejemplos: un dispositivo para sumar números - trabajar con números de varios dígitos - el modelo de movimiento de un barco - investigación en mares agitados - un modelo de acumulación de dinero en un banco - cálculos a una tasa distinta de cero ¿Se pueden confiar al 100% los resultados? ?
V.Análisis de los resultados Posibles conclusiones: el problema está resuelto; es necesario cambiar el algoritmo o las condiciones de modelado; es necesario cambiar el modelo (por ejemplo, para tener en cuenta propiedades adicionales); es necesario cambiar la formulación del problema.
Ejemplo. Tarea. El mono quiere derribar plátanos de una palmera. Cómo necesita tirar un coco para convertirlos en plátanos. Análisis del problema: ¿se conocen todos los datos iniciales? hay una solucion es la unica solucion?
I. Enunciado del problema Supuestos: consideramos el coco y el plátano como puntos materiales la distancia a la palmera se conoce la altura del mono se conoce la altura a la que cuelga el plátano, se sabe que el mono lanza el plátano con una velocidad inicial conocida , la resistencia del aire no se tiene en cuenta En estas condiciones, es necesario encontrar el ángulo inicial en el que lanzar la tuerca. ¿Siempre hay una solución? ?
y x. II. Desarrollo del modelo Modelo gráfico H Lh Modelo formal (matemático) V 2 sin, cos 2 gt t. Vhyt. Vx Problema: encuentre t para la cual Hgt t. Vh. Teniente V 2 pecado, cos
III. Probando el modelo a velocidad cero, el coco permanece en su lugar en t = 0 las coordenadas son (0, h) cuando se lanza verticalmente hacia arriba (= 90 o) la coordenada x no cambia en algún momento t la coordenada y comienza a disminuir (la parábola se ramifica hacia abajo ) 2sincos 2 gt t. Vhy t. Vx Modelo matemático ¡No se encontraron contradicciones! !
IV. Método de experimento I. Cambiar el ángulo. Para el ángulo seleccionado, construimos la trayectoria de vuelo de la tuerca. Si va por encima del plátano, disminuimos el ángulo; si va por debajo, lo aumentamos. Método II. Desde la primera igualdad expresamos el tiempo de vuelo: Cambia el ángulo. Para el ángulo seleccionado, considere t, y luego - el valor de y en este caso t. Si es mayor que H, disminuimos el ángulo; si es menor, lo aumentamos. coscos V L t. Teniente V no es necesario construir la trayectoria completa para cada
V. Análisis de los resultados 1. ¿Puede un mono siempre derribar un plátano? 2. ¿Qué cambiará si el mono puede lanzar el coco con diferentes fuerzas (con diferente velocidad inicial)? 3. ¿Qué cambiará si el coco y los plátanos no se consideran puntos materiales? 4. ¿Qué cambiará si quiere tener en cuenta la resistencia del aire? 5. ¿Qué cambiará si el árbol se balancea?
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Leyendas de diapositivas:
Modelos y simulaciones
Un modelo es un objeto que tiene algunas de las propiedades de otro objeto (original) y se usa en su lugar. Originales y modelos
¿Qué podemos modelar? Modelos de objetos: copias reducidas de edificios, barcos, aviones, ... modelos del núcleo de un átomo, dibujos de celosías cristalinas ... Modelos de procesos: cambios en la situación ecológica modelos económicos modelos históricos. .Modelos de fenómenos: terremoto eclipse solar tsunami
¿Qué es la simulación? La simulación es la creación y el uso de modelos para estudiar originales. Cuando se usa simulación: el original no existe antiguo Egipto las consecuencias de una guerra nuclear (NN Moiseev, 1966) el estudio del original es potencialmente mortal o costoso: control de un reactor nuclear (Chernobyl, 1986) probando un nuevo traje espacial para los cosmonautas, el desarrollo de un nuevo avión o barco el original es difícil de investigar Directamente: sistema solar, galaxia (tamaño grande) átomo, procesos de neutrones (tamaño pequeño) en un motor de combustión interna (muy rápido) fenómenos geológicos (muy lento) solo interesados en algunas de las propiedades del original comprobar la pintura del fuselaje de una aeronave
Los objetivos del modelado son el estudio del estudio original de la esencia de un objeto o fenómeno "La ciencia es la satisfacción de la propia curiosidad a expensas del público" (LA Artsimovich) análisis ("qué pasará si ...") para aprender predecir las consecuencias de diversas influencias en la síntesis original ("cómo ...") para aprender a gestionar el original, influir en él optimización ("cómo hacerlo mejor") la elección de la mejor solución en las condiciones dadas
Tipos de modelos modelos materiales (físicos, de sujeto): los modelos de información representan información sobre las propiedades y el estado de un objeto, proceso, fenómeno y su relación con el mundo exterior: verbal - signo verbal o mental - expresado mediante un lenguaje formal gráfico ( dibujos, diagramas, mapas, ...) tabular matemático (fórmulas) lógico (varias opciones para elegir acciones basadas en el análisis de condiciones) especial (notas, fórmulas químicas) educativo (incluidos simuladores) experimentado - al crear nuevos medios técnicos científicos y técnico
Clasificación del modelo 1. Según el factor tiempo, estático - describe el original en un momento dado las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en reposo resultados del examen del médico fotografía modelo dinámico de movimiento corporal fenómenos naturales (relámpagos, terremotos, tsunamis) médico Historia de la grabación de video del evento.
Por la naturaleza de las conexiones, las conexiones deterministas entre los valores de entrada y salida se especifican rígidamente con los mismos datos de entrada, cada vez que se obtienen los mismos resultados probabilísticos (estocásticos) tener en cuenta la aleatoriedad de los eventos en el mundo real con los mismos datos de entrada, cada vez que se obtienen resultados ligeramente diferentes
Por estructura: modelos tabulares (pares coincidentes) modelos jerárquicos (multinivel) modelos de red (gráficos)
Las principales etapas del modelado Etapa I Enunciado del problema Etapa II Desarrollo del modelo Etapa III Experimento informático Etapa IV Análisis de los resultados El resultado corresponde al objetivo El resultado no corresponde al objetivo
PREGUNTAS ¿Qué es un "modelo"? ¿Para qué sirven los modelos? ¿Qué es "modelar"? Clasificaciones de modelos Formalización Tipos de modelos de información. Modelos de información tabular ¿Qué es un "modelo"? ¿Para qué sirven los modelos? ¿Qué es "modelar"? Clasificaciones de modelos Formalización Tipos de modelos de información. Modelos de información tabular.
Clasificación de modelos (por AG Hein) Por la forma de presentación Por la descripción de la estructura Por el factor de tiempo Por la familiaridad de la estructura interna Por la naturaleza de las relaciones de causa y efecto Descriptivo (descriptivo - representado por una descripción expresada por medios de cualquier lenguaje comunicativo) Sistémico (es decir, con la asignación de elementos estructurales y conexiones entre ellos) Estático (es decir, mostrar un objeto sin tener en cuenta los cambios en el tiempo) Abierto Determinista (es decir, el comportamiento de un objeto está completamente determinado por la inicial estado) Natural (representado por objetos o procesos reales, y entre procesos en el objeto -el original y en el modelo, se cumple una cierta relación de similitud) No sistemático (es decir, sin identificar elementos estructurales) Dinámico (es decir, describiendo el comportamiento o evolución de un objeto en función del tiempo) "Cajas negras" Probabilística (estocástica), es decir susceptible a influencias aleatorias Signo (representado en forma simbólica por medio de un lenguaje formalizado adecuado)
Clasificación por la forma de presentación (por A.G. Hein) Clasificación por la forma de presentación (por A.G. Hein) Descriptivo (descriptivo - representado por una descripción expresada por medio de cualquier lenguaje comunicativo) Natural (representado por objetos o procesos reales, y entre procesos en el objeto original y en el modelo se cumple alguna relación de similitud) Firmado (representado en forma simbólica mediante un lenguaje formalizado adecuado)
La formalización es el proceso de construcción de modelos de información utilizando lenguajes formales. O formalización es el reemplazo de un objeto real con un modelo de información. Pregunta 4. El lenguaje natural es un lenguaje cuyo vocabulario y reglas gramaticales están determinadas por la práctica de la aplicación. El lenguaje formal suele ser un lenguaje artificial para la comunicación profesional.
Tipos de modelos de información Tabular, Tabular; Jerárquico; Jerárquico; Red. Red. Pregunta 5. Uno de los tipos de modelos de información más utilizados es una tabla rectangular. Este tipo de modelo se utiliza para describir una serie de objetos que tienen los mismos conjuntos de propiedades.
Los objetivos del modelado de información pueden ser describir la apariencia de un objeto para ..., describir la apariencia de un objeto para ...; desarrollar términos de referencia para ...; desarrollar términos de referencia para ...; desarrollar un acuerdo sobre actividades conjuntas sobre ...; desarrollar un acuerdo sobre actividades conjuntas sobre ...; dibujar un boceto ...; dibujar un boceto ...; desarrollar dibujos técnicos ..., desarrollar dibujos técnicos ...; representar gráficamente la estructura ...; representar gráficamente la estructura ...; hacer una tabla de horarios ...; hacer una tabla de horarios ...; mostrar la fórmula de cálculo ...; mostrar la fórmula de cálculo ...; definir un plan de acción ..., definir un plan de acción ...; desarrollar un algoritmo para resolver un problema ... desarrollar un algoritmo para resolver un problema ...
Tabla 1. Apellido, nombre Fecha de nacimiento Escuela Clase Puntuación media Ivanov Pavel, 6 Tabla 2. Apellido, nombre Años completos Estatura Peso Vacunas Enfermedades crónicas Reacción de Petrova Julia Mantoux Escoliosis Tabla 3. Apellido, nombre Fecha de nacimiento Dirección Subdivisión Cargo Salario Sidorov S. A Ul ... Marina, Gerente del Departamento de Suministros 1350 rub. Modelo de información de un estudiante Modelo de información de un visitante a la sala médica de una escuela Modelo de información de un empleado de una empresa
Nombre del dispositivo Precio (en USD) Monitor 15 "180 Disco duro 40 GB 130 Placa del sistema 80 Procesador Celeron (1 GHz) 70 Memoria 128 MB 15 Unidad de CD-ROM x5240 Tarjeta de video 16 MB 30 Tarjeta de sonido 16 bit 30 Caja 25 Unidad de disco 3.5 "14 Teclado 10 Ratón 5
Modelo de signos (simbólico): un modelo de información expresado por signos especiales, es decir, por medio de cualquier lenguaje formal. Simbolos; Símbolos especiales; letras, números; Ejemplos: fórmulas físicas, químicas, expresiones y ecuaciones matemáticas, notación musical
Tipos de modelos de información Descriptivo (descriptivo) Mixto Visual En lenguaje natural Descripción verbal En lenguaje formalizado Fórmulas matemáticas Fórmulas químicas Algoritmos Otros lenguajes científicos Mapas técnicos formales Esquemas eléctricos del programa Dibujos Dibujos Gráficos Fotografías Tablas Gráficos Árboles Redes Diagramas de bloques Esquemas Mapas Videos Beshenkov S.А., Rakitina E.A., Gein A.G.
Modelos de planeadores: aterrizaje de precisión. Trabajo de vocabulario... El exceso de pegamento no hace que su artesanía se vea hermosa. Planeador, quilla, ala, avión, avión, ojo de buey. ¿Cómo se llama el deporte en el que los atletas vuelan planeadores y alas delta? Normas de seguridad para trabajar con tijeras y pegamento. Fuselaje. Encierra en un círculo la plantilla. ¿Cuáles son las partes del planeador?
"Moda y modelo" - Y solo a la edad de 42 años logra el éxito. Christian Dior. Alteración del sueño. Las mujeres sufren más trastornos, pero los hombres también padecen anorexia. Ideas distorsionadas sobre la tasa de su propio peso. ". El trabajo de una modelo, ser bella, delgada. Mini proyecto "Moda ahora". Y al final ... Gabrielle Chanel.
"Modelo de avión" - Metas y objetivos. Proyecto. Yak-3 URSS 1944 Ala. Los pilotos franceses del regimiento Normandie-Niemen lucharon en los cazas Yak-3. Quilla. Se produjeron 4797 aviones. Fuselaje. Estabilizador. Museo de la Aviación. Armamento: 2 ametralladoras de 12,7 mm 1 cañón de 20 mm. Cabina. Cocinar. Revista Modelist-Constructor 1972-1974 Implementacion de proyecto.
"Tipos de modelos" - Pequeña escala: muñeca; dibujo infantil. El modelo también puede NO SER ADECUADO. 9. Tipos de modelos por industria. 7. Tipos de modelos según la época. 6. Tipos de modelos según la forma de presentación. Modelado de simulación. 2. La necesidad de crear modelos. Insertar clip !!! El modelado es el proceso de crear y usar modelos.
"Modelo de objetos" - Formalización. El concepto de modelo de objetos. Responde las preguntas sobre el tema. Conocer las definiciones de modelización, formalización, concepto de visualización de modelos. Tarea. El modelo material es a) un globo terráqueo; b) un mapa del mundo; c) dibujo; d) horario. El modelado como método de cognición. Los modelos de información juegan un papel muy importante en la vida humana.
"Vista del modelo": el comportamiento de un sistema se puede considerar como una función del tiempo. se recomienda utilizar la representación equivalente de un elemento de línea. Modelo de entorno: descripción del entorno en la entrada y la salida. En relación con lo anterior, el paréntesis adquiere un papel adicional muy importante. La propiedad de linealidad también se denomina principio de superposición.
