Имитациондық модельдеудің заманауи технологиялары

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Ғылым және жоғары білім беру министірлігі

ҚеАҚ «Х. Досмухамедов атындағы Атырау университеті»

Физика, Математика және ақпараттық технологиялар факультеті

«Бағдарламалық инженерия» кафедрасы

«Бекітемін»

Кафедра меңгерушісі

C. Р. Шармұхамбет

«___»2023ж.

Эссе

Пәні: Академиялық жазылым

Тақырыб: «Имитациондық модельдеудің заманауи технологиялары»

Орандаған:Дизайындағы қолданбалы информатика мамандығының 1курс (4ж. топ ) студенті Утешкалиев Ернар Артурович

Тексерген: ф. м. ғ. к., профессоры Ележанова Ш. К

ж. ғ. м., аға оқытушы Турмуханова Г. Б

Атырау. 2023ж

Мазмұны

Кіріспе . . . 3

Негізгі бөлім . . . 5

1. Имитациалық модельдеуде қолданылатын технологияларға жалпы түсінік беру . . . 5

2. Имитациалық модельдеудегі заманауи технологиялардың әртүрлі салаларда қолданылуы . . . 6

3. Имитациялық модельдеудегі заманауи технологияларының даму преспективалары . . . 7

Қортынды . . . 8

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі . . . 9

Кіріспе

Имитациялық модельдеу технологиялары ерте заманнан бастап дамы, қазіргі дәрежеге жетіп, көп деген жетістектер әкелді.

Өзектілігі

Имитациондық модельдеудің туралы түсінік және оның қайдан шыққаны жайлы тарихи ақпарат беру. Таным әдісі ретінде модельдеуді адамзат әрқашан саналы немесе интуитивті түрде қолданған. Оңтүстік американдық үндістердің ата-бабаларының ежелгі ғибадатханаларының қабырғаларында ғаламның графикалық модельдері табылды. Ежелгі дәуірдегі мүсіндерді сәйкес кейіпкерлердің "модельдері" ретінде анықтауға болады. Өркениеттің өсуімен модельдер жетілдіріліп, оларды қолдану кеңейе түсті. Мысалы, ежелгі Рим дәуірінде және одан бұрын адамдар динамикалық модельдер жасай алады, яғни қажетті оқиғаларға еліктейді (көбейтеді) . Болашақ жауынгерлер ағаш қылыштармен техниканы пысықтады. Қолбасшы үстелге карта мен тас мүсіншелер арқылы алдағы шайқасты жоспарлады. Барлық жағдайда барлығы бір ортақ мақсатты көздеді - болашақ оқиғалардан оң нәтиже алу. Яғни, модельдеу өз әрекеттерін жақсартуға және жағымсыз оқиғалардан аулақ болуға (әсерін азайтуға) мүмкіндік берді. Модельдеудің дамуы бүкіл ғылымның жетістіктерімен тығыз байланысты. Сонымен, дифференциалдық теңдеулердің ашылу сәтінде динамикалық процестердің математикалық модельдері пайда бола бастады. Солай-солай модельдеу әдісі дами бастады. Сөйтіп 1970-1980 жылдар арысында имитацондық модельдеудуің ең алғашқы әдістері қолдана басталды. Алғаш рет Т. Нейлор экономикалық процестерді талдау үшін имитациялық модельдеу әдістерін қолданды. Жиырма жыл бойы модельдеудің бұл түрін экономикалық процестерді нақты басқаруда қолдану әрекеттері экономикалық процестерді ресімдеудің күрделілігіне байланысты эпизодтық сипатта болды. Осы жылдар ішінде Имитациялық модельдеу үшін ұсынылған алгоритмдік әдістер келесі себептерге байланысты эпизодтық түрде қолданылды:

- олар күрделі процестердің модельдерін жасау үшін көп уақытты қажет етті (бағдарламалауға айтарлықтай шығындар қажет болды) ;

- қарапайым компоненттік процестерді модельдеу кезінде олар жаппай қызмет көрсету теориясының әдістерімен алынған аналитикалық формадағы математикалық шешімдерден төмен болды. Аналитикалық модельдер компьютерлік бағдарламалар түрінде әлдеқайда қарапайым болды.

Алайда, 1970 жылдардың ортасында өзіндік тілдік құралдары бар Имитациялық модельдеудің алғашқы технологиялық құралдары пайда болды. Олардың ішіндегі ең қуаттысы-GPSS жүйесі. Ол негізінен техникалық немесе технологиялық мақсаттағы бақыланатын процестер мен объектілердің модельдерін жасауға мүмкіндік берді. Бұл имитациялық модельдеудің бастап нүктесі болды. Ол арқарай жылдам дамып бастады. Мысалы: 1980-1980 жылдар арасын алсақ болады. Модельдеу жүйелері 80-ші жылдары белсенді қолданыла бастады, әр түрлі елдерде 20-дан астам түрлі жүйелер қолданылған кезде. Ең көп тарағандары gasp-IV, SIMULA-67, GPSS-V және SLAMI жүйелері болды, бірақ олардың көптеген кемшіліктері болды. Осылай дамыған жүйелер көпдеген технологиялар дамуымен болды. Қазір біздер біліп отырған Имитациалық модельдеу технологиялары жаңа түсінікке ие болды. Бүгінгі таңда Имитациялық модельдеу тиімді және көбінесе күрделі басқару мәселелерін зерттеу мен шешудің жалғыз әдісі болып табылады. Оған қазіргі заманда әртүрлі технологиялар қолданылады:

Компьютерлік бағдарламалар және бағдарламалау тілдері
Виртуалды орта.
Графикалық модельдеу.
Датчиктер және ІоТ.
Оптимизаиялау әдістері мен алгоритмдері.
Жасанды интеллект және машиналық оқыту.

Бұл технологиялар анализ үшін имитациалық модельдер жасауды және әртүрлі жүйенің жұмысын жақсартуын қамтамасыз етеді.

Мақсаты

Оқырмандарға имитациялық технология не екенін түсіндір, оның қайдан шыққаны жайлы және имитациялық модельдеуде қолданылатын заманауи технологиялар жайлы түсінік беру.

Жұмыстың құрлымы

Имитациялық модельдеу заманауи технологиялар жайлы ақпарат бере отырып, оның түрлеріне бір шолып шығу. Жалпы қазіргі заманда бұл технологиялардың қолдану салаларын көрсету және өмірімізге маңызды рол атқаратыны жайлы ойды жеткізу.

Міндеттері

Имитациондық модельдеудің заманауи технологиялар жайлы жалпы тсінік беру.
Біздің өмірімізде алатын орны жайлы ақпарат алу.
Имитациондық модельдеудің заманауи технологияларының алда даму болашағын болжау.

Негізгі бөлім

1. Имитациалық модельдеуде қолданылатын технологияларға жалпы түсінік беру:

Имитациялық модельдеудегі заманауи технологияларға мыналар жатады:

Компьютерлік бағдарламалар және бағдарламалау тілдері: Модельдеу модельдерін жасау үшін AnyLogic, Simulink, Arena Python және басқалары сияқты мамандандырылған бағдарламалар мен Тілдер жиі қолданылады. Соның ішінде AnyLogic бағдарламасы The AnyLogic Company кампаниясымен жасап шығарылған. Бағдарлама заманауи графикалық интерфейске ие және модельдерді әзірлеу үшін Java тілін пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл тілдің өзі осындай жағдайларда көп қолданылады. Екеуін бірге қолдану көп деген бағдарламаларды қолдануға мүмкіндік береді. Мысалы: модельдеуде кезкелген браузермен ашылатын java аплеттер жасауға мүмкіндіктер беріледі. Бұл бағдарламаның модельдеу ортасы: Stock & Flow Diagrams, Statecharts, Action charts, Process flowcharts. Сонымен қоса Simulink платформасы қолданылды. Ол көп доменді және динамикалық жүйелерді модель дейді. Ол графикалық ортаны және байланыс пен сигналдарды өңдеу жүйелерін дәл жобалауға, модельдеуге, енгізуге және басқаруға мүмкіндік беретін модельдеу блоктары бар кітапханалар жиынтығын ұсынады. Simulink MATLAB-пен біріктірілген, бұл MATLAB-та алгоритмдік әзірлеу, визуализация және деректерді талдау үшін көптеген құралдарға дереу қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Виртуалды орта: Шын процестер болып жатқан виртуалды ортаны жасау. Бұл агенттердің бір-бірімен және қоршаған ортамен араласатын виртуалды жасауды қамтамасыз етеді. Виртуалды орта негізінде көп деген білім беру процестеріне қатысты. Мысалы: ұшқыштарды, әскери техника басқаруды үйретіде. Бұл тәсіл әлде қайда қауіпсіз болғандықтан, кеңінен қолданылады.

Графикалық модельдеу: Жүйенің, оның компоненттерінің және өзара байланыстарының көрнекі көріністерін жасау үшін графикалық құралдарды пайдалану болады.

Датчиктер және ІоТ: Кейбір жағдайларда, әсіресе өнеркәсіп саласында, нақты уақыт режимінде сенсорлар мен интернет заттарының (IoT) жүйелерінен алынған мәліметтер қолданылады және дәлірек еліктеу үшін мәліметтер жиналады.

Оптимизациялау әдістері және алгоритмдері: Имитациялық модельдеу нәтижелерін талдау және оңтайландыру үшін әртүрлі оңтайландыру әдістері мен алгоритмдері қолданылады.

Жасанды интеллект және машиналды оқыту: Кіріктірілген AI әдістері модельдеу процесінде жүйенің әрекетін одан әрі жақсарта алады, бұл оны бейімделгіш етеді.

Қазіргі таңда кеңінен қолданылып жатқан имитациондық модельдеудің заманауи технологиялары. Бірақ алдағы уақытта бұл тізім көбейетініне күмән жоқ.

2. Имитациалық модельдеудегі заманауи технологиялардың әртүрлі салаларда қолданылуы.

Бұл технологияларды әртүрлі салаларда қолданылтын болып келеді.

Солардың ішіне кіретіндері:

Өнеркәсіп және өндірістікте:Имитациялық модельдеудегі заманауи технологиялар өндіріс процестерін оптимизациялауға, жеткізу тізбегін басқаруға, өндіріс пен ресурстарды жоспарлауға көмектеседі.
Көлік және логистика:көлік қозғалысын оңтайландыру, логистиканы басқару, көлік ағынын модельдеу және маршрутты жоспарлау көмектеседі. Мысалы: жоғарыда айтылған «Simulink» бағдарламасы көлік өнеркісібінде қолданылады.
Денсаулық сақтау:ауруханалардағы операциялық процестерді модельдеу, кестерді оптимизациялау, пациенттер мен ресурстар ағынын талдау.
Қаржы және бизнесте:нарықтық тенденцияларды болжау, қаржылық стратегияларды талдау, тәуекелдерді модельдеу және портфельдерді басқару.
Қала құрылысы және дамуы:қала дамуын модельдеу, құрылыстың инфрақұрылым мен қоршаған ортаға әсерін талдау. Мысалы: 3D-принтерлер. Олар арқылы қалалардың макетін жасайды немесе қазір кез-келген обьектің модельдеуге бағдарламар бар. Соның ішінде қала инфра құрлымдар жасауға арналған.
Экология және табиғатты пайдалануы:Имитациялық модельдеу адам қызметінің қоршаған ортаға әсерін талдау, ресурстарды басқару және экожүйелердегі өзгерістерді болжау үшін қолданылады. Бұларға біз көптеп көрген: су тасқыны, жер сілкінісі секілді қауіпті табиғи апаттарды виртуалды түрде көруге, зерттеуге мүмкіндік береді.
Білім беру және оқытылуы:оқыту және оқыту үшін виртуалды орта құру, сондай-ақ оқу процестерін модельдеу. Сондай-ақ оқу процесіне заманауи ақпараттық технологияларды енгізу басым міндеттердің бірі болып табылады. Осы мақсатта оқыту бағдарламалары сатып алынып жатыр. Сонымен қоса қазіргі көп деген оқу орындарында компьютерлермен және жаңа технологиялармен қамтамасыз етуде.
Авиация және ғарышта:қауіпсіздік пен тиімділікті жақсарту үшін ұшуды, техникалық жүйелерді және әуе кеңістігін модельдеу. Мысалы: авияцияға немесе ғарышқа ұшатын адам міндетті түрде виртуалды ортада дайындады.

Бұл айтқандарым жалпылама айтқанда. Негізінде Имитаиялық модельдеудің заманауи технологияларын бұдан көп салаларда қолданылады.

3. Имитациялық модельдеудің заманауи технологияларының даму преспективалары

Қоғам неғұрлым тез дамитын болса, нақты жүйелер соғұрлым күрделі болады, сондықтан модельдеу модельдерінің күрделілігі туралы сұрақ туындайды. Қазір компьютерлік технологиялар бұл мәселені шешуге мүмкіндік береді. Қазіргі таңда имитациялық-аналитиукалық модельдерді біріктіруге мүмкіндік ашылып тұр. Яғни, зерттелетін барлық құбылыстарға модельдер қолдануы. Былай айтқанда жүйелерді зерттеуге арналған Имитациялық модельдеу маманының мүмкіндіктері есептеу техникасының дамуына байланысты арта түседі. Осылайша, Имитациялық модельдеудің негізгі перспективасы ғылыми зерттеулердегі жаңа ақпараттық технологияларға сәйкес ғылыми іргетасты жетілдіру болып табылады.

Ғылым мен техниканың әртүрлі салаларындағы тиімділік пен әртүрлі жетістіктер есептеу машиналарын дәрежесін көтеру процесімен тығыз байланысты болып келеді. Есептеу жүйелерін қолдану саласы-адам өміріндегі қарқынды дамып келе жатқан саласы, ол соңғы теориялық және қолданбалы бағыттардың дамуына әсер етуде. Біздің заманымыздың Ақпараттық-есептеу техникасының ресурстарының, мысалы, көлемді жүйелерді талдаудың арқасында жақында іске асырылмайтын болып көрінген мәселелерді шешуіміз, қазіргі таңда осындай күрделіліктегі математикалық есептерін шешуге мүмкіндік беріп отыр.

Бізде қазірге таңдағы ІТ индустриясында Имитациялық модельдеу ақпараттық бизнес жүйелерінде қолданыла басталды-ERP, SCM, APS жүйелеріндегі жоспарлау жүйелерінен, бизнес-процестерді модельдеу жүйелеріндегі талдау және оптимизациялау құралдарынан, жеткізілім тізбегін басқарудан және басқалардан бастап, ситуациялық орталықтардың интерактивті модельдеріне, шешімдерді қолдау жүйелеріндегі сценарийлік жоспарлау әдістеріне дейін (DSS, EIS) және бизнестің тиімділігін басқару жүйелері (BPM), соның ішінде өнімнің өмірлік циклін үздіксіз қолдау жүйелеріндегі (PLM) заманауи цифрлық өндірістің жоғары технологиялары болып табылады. Бұл дегеніміз Имитациялық модельдеу технологиялары барлық салада дамуға мүмкіндігі бар. Сондықтан оны алда үлкен преспиктивалар күтіп тұр деуге болады.

Қорытынды

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.