Аналитикалық модельдеу. имитациялық модельдеу. кластерлық анализ

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

СӨЖ

Тақырыбы: Аналитикалық модельдеу. Имитациялық модельдеу. Кластерлық анализ

Орындаған: Ершікенов М. Е

Топ: ФИКТ ВТ-305

Тексерген: Қожахметова Д. О

Семей 2015

Кіріспе

1. Модель және модельдеу түсінігі

2. Аналитикалық модельдеу

3. Имитациялық модельдеу

4. Кластерлық анализ

Пайдаланған әдебиеттер

Модель және модельдеу түсінігі.
Модель дегеніміз - нақты объектіні, процессті немесе құбылысты ықшам әрі шағын түрде бейнелеп көрсету.
Модельдеу - объектілерді, процесстерді немесе құбылыстарды зерттеу мақсатында олардың моделін (макетін) құру.
Модель - көрнекі түрде жазбаша жоспар, сызба ретінде жасалуы мүмкін. Мұндай модель барлық уақытта біздің ойымызда бейнеленетін прототип пайда болғанға дейін жасалады. Бір объект үшін әр түрлі модель жасалуы мүмкін. Модельдің жасалуы зерттеу мақсатына және прототип жөнінде жинақталған мәліметтердің көлеміне тәуелді болады. Мысалы, жуық арада басқа қалаға қыдырып баратын болдық делік. Ол қала туралы өзіміз білетін мәліметтерді жинақтап, ойымызды қорытып, қиялымызда сол қаланың моделін жасай бастаймыз. Мұндағы мақсатымыз - басқа қаламен танысу. Қаланы аралап келгеннен соң, толық мәлімет алғандықтан, ойымыздағы модель өзгеруі мүмкін. Ал сол қаланың сеулетші жасаған моделі мүлде өзгеше болады. Өйткені, оның мақсаты - үйлер мен ғимараттардың үйлесімді орналасуы, құрылысы және оларды көркейтіп қайта жаңарту болып табылады. Компьютерлік модельдеу түсінігі.
Компьютерлік модельдеудің мүмкіндіктерін кеңейтіп, қолдану тәсілдерін жеңілдететін ішкі бағдарламалар мен сандық математика тәсілдерінің формаларымен толықтырылған функциялардың кітапханалары бар. Сондай-ақ «компьютерлік модельдеу» түсінігі ХХ ғасырдың 50-ші жылдары биологиядағы күрделі жүйелерді автоматтандырылған экономикалық-ұйымдастырылған басқару жүйесін құруда жүйелік талдаумен жиі қоладнған.
Компьютерлік модельдеу - қазіргі заманғы ғылыми танымның басқарушы принципі. Сондықтан, ғылыми-практикалық зерттеулерде оның атқаратын міндеті аса жоғары. Қазіргі кезде ғылыми-практикалық зерттеулерде компьютерлік модельдеу танымның негізгі құралдарының бірі болып табылады. Ол инженер мамандардың білуге тиісті жобалау, талдау, сараптау іс-әрекетінде маңызды міндет атқаратын таным құралдарының ең қуаттылыарның қатарына жатады [1, 3] . Компьютерлік модельдеудің мән-мағынасы, маманның нақты объектіні практикада толық зерттеу мүмкін емес жағдайда, оны есептеу алгоритмдерінің көмегімен компьютер арқылы іске асыратын, сол нақты объектіні математикалық модельмен алмастыру болып табылады. Компьютерлік моделдеу мақсаты.
Компьютерлік модельдеудің мақсаты - экономикалық, әлеуметтік, ұйымдастырушылық/техникалық сипатта шешім дайындап, қабылдауға пайдаланылуы мүмкін мәліметтер алу.
«Компьютермен модельдеу» пәнін оқытудың мақсаты ақпаратты өңдеу және басқарудың компьютерлік жүйелерін (АӨжБКЖ) зерттеу, жобалау және қолдану барысында модельдеудің теориясын, әдістерін және технологияларын меңгеру болып табылады. Пәнді оқытудың міндеттері Пәнді оқу барысында студенттер білу қажет: - күрделі жүйелерді модельдеу әдістері мен модельдердің типтік кластарын, Монте-Карло әдісінің аппаратын, күрделі жүйелердің функционалдау процесстерінің модельдерін құру принциптерін, формализациялау және алгоритмдеу әдістерін; - АӨжБКЖ зерттеу, жобалау және эксплуатациялау барысында жүйелік қатынастарды қолдануды, модельдеу алгоритмдерін құру және оларды алгоритмдік тілдер мен модельдеудің қолданбалы программалар пакетін қолдана отырып, жүзеге асыруды, модельдеудің мәліметтер базасын қолдану арқылы жобалау процесін автоматтандыруды; - ақпаратты өңдеу және басқару жүйелері мен типтік процестердің имитациялық модельдерін құру дағдысына ие болу. Модельдеу принципі.
Модель - кез - . Нақтыобьектіні, . , яғни бар болуымүмкін. Кей . Мысалы, қуыршаққыздыңмоделі. Бірнысандабірнеше модель болуымүмкін.
Модельдің түрі және оның құрылуы субъектінің біліміне, тәжірибесіне, іскерлігіне жеке қызығушылығына байланысты. Модельдеу субъект алдында тұрған модельдеуге қатысты мәселелерді шешкенде ғана өз мақсатына жетеді. Модельдеудің бірнеше принциптері жоғарыдағы 1-суретте келтірілген. Модельдеудің негізгі идеялары барлық оқу орындарында күрделі объектілерді оқу, зерттеудің тиімді тәсілі ретінде пайдаланады. Заманауи компьютерлік модельдеу бағдарламаларын игерген студенттердің кәсіби шығармашылық қабілеттерінің дамуына жаңа мүмкіндіктер пайда болады. Электрондық сұлбаларды математикалық модельдеу жұмысы электрондық аспаптар туралы ақпараттарды (элементтер мен интегралдық микросұлбалардың компоненттері туралы) және оларды біріктіріп қосу әдістері электрондық есептегіш машиналарға (ЭЕМ) енгізуден басталады.
Модельдеу принциптері:1) Эволюция
- күрделіні қарапайымдандыру мүкіндігі.
2) Редукционизм
- төменгі формалар күйін таңдау арқылы жоғары формалар күйін болжау.
3) Радционалдық
- әлемнің нақты объектілерін логиканың, математиканың көмегімен таңдау. Компьютерлік модельдеудің тарихы.
Компьютерлік модель (computer model) - 1) таңдалынған программалық ортаға бейімделінген ақпараттық модельді ұсыну формасы; 2) программалық ортаның құралдарымен жасалынған модель.
Компьютерлік модельдерге байланысты бастапқы жұмыстар гидравлика, жылу алмасу, қатты дененің механикасы т. с. с. есептер тобын шешуде жүргізіледі.
Модельдеу ЭЕМ мүмкіндіктері, жұмыс істеу принциптері мен математикалық модельдердің адаптациясы болатын күрделі теңдеулер жүйесінің сандық шешімін бейнелейді. Физикадағы компьютерлік модельдердің табыстары химия, электроэнергетика, биология есептерін шешуде де кең таралады. Компьтерлік модельдеу негізінде шешілетін есептердің күрделілігі ЭЕМ-нің мүмкіндіктеріне байланысты шектеледі.
Модельдеудің компьютерлік түрлері қазіргі кезде де кеңінен қолданыс табуда. Компьютерлік модельдеудің мүмкіндіктерін кеңейтіп, қолдану тәсілдерін жеңілдететін ішкі бағдарламалар мен сандық математика тәсілдерінің формаларымен толықтырылған функциялардың кітапханалары бар. Сондай-ақ «компьютерлік модельдеу» түсінігі ХХ ғасырдың 50-ші жылдары биологиядағы күрделі жүйелерді автоматтандырылған экономикалық-ұйымдастырылған басқару жүйесін құруда жүйелік талдаумен жиі қоладнған. Компьютерлік модельдеудің ерекшеліктері.
Қазіргі кезде компьютерлік модельдеу ретінде;
• өзара байланысты компьютерлік суреттердің, кестелердің, схемалардың, диаграммалардың, графиканың, анимациялық фрагменттердің, гипертексттердің көмегімен сипатталған объектінің шартты бейнесі айтылады. Бұл түрдегі компьютерлік модельдер құрылымдық-функционалдық деп аталады;
• түрлі факторлардағы объектіге әсер ету шарттарының функциялану процесін имитациядауды реттелген есептер мен графикалық бейнелеулер нәтижесін шығаруға мүмкіндік беретін жеке бағдарламалар комплекстері аталады. Компьютерлік модель түрлері. . .
Қазіргі таңда компьютерлік модельдің екі түрін белгілейді: - Құрылымдық-функционалды, компъютер технологияларының көмегiмен суреттелген объектiнiң шартты бейнесi болады. - Имитациялық, бағдарламаны таныстыратын немесе әр түрлi шарттарда объектiнiң қызмет ету процестерiн жаңғыртуға рұқсат беретiн программалық кешен. Компьютерлік модельдеудің мағынасын бағалау қиын. . Модельдер классификациясы:1. Модель-жасанды түрде зерттелетін обектінің аналогы болатын, схема, сызба, логикалық-математикалық белгілер формуласы, физикалық құрылымы түрінде құрылған объект. Зерттелуші обекті элементтерінің қасиеттерін, өзара байланыстары мен қатынастарын қарапайым түрде бейнелейтін және шығарады. Қарапайым және кең таралған модель түрлері:1) Графикалық модель - объектіні көрнекі бейнелеу тәсілі: сурет, сызба, схема. 2) Сөздік модель - обектінің, процесстің, құбылыстың қандай да бір тілде өрнектелген сөздік сипаттамасы. 3) Математикалық модель - сөздік сипаттауларды формалау арқылы бейнелейді. 2. Модельдер 4-ке бөлінеді. 1) Детерминацияланған - кездейсоқ әсерлер болмайтын процесстерді бейнелейді. 2) Стохастикалық - ықтимал процесстер мен оқиғалардың сипаттамасымен қамтамасыз етеді. 3) Динамикалық - зертелетін объект күйін процесстер дискретті/үзіліссіз болуы мүмкін уақытқа байланысты сипаттайды. 4) Статистикалық - анықталған уақыт мезетіндегі объект күйін бейнелейді. 5) Абстрактылық - зерттелуші объект күйін берілген уақыт аралығына тәуелсіз. Статистикалық 4-ке бөлінеді. Олар:1. Математикалық - оқып үйренетін құбылыстар/процесстер математикалық заңдылықтар түрінде көрсетіледі. 2. Көрнекті - зертелуші объект күйін схема, диаграмма, графика түрінде бейнеленеді. 3. Аналитикалық - процессті нақты бастапқы және соңғы шарттармен сандық түрде бейнелейді, сапалық түрде - шешіудің мүмкін еместігін айқын түрде бейнелейді. 4. Имитациялық - күрделі жүйелердегі процесстерді бейнелейді. Есептеу қоры ретінде электронды-есептеу машиналары пайдаланылады.
6) Нақты - зерттелуші объектінің сыртқа белгілері мен функциялану. Жүйелік анализ.
Жүйелер теориясында қолданылатын әдістер «жүйелік анализ» деген атқа ие болды. Бұл анализ мақсатты басқару, жобалау, қаржыландырудың және басқа да маңызды процестердің математикалық моделін тұрғызуға және маңызды теоретикалық, тәжірибелік нәтижелер алуға мүмкіндік берді. Жүйелерді зерттеудің негізгі әдісі - модельдеу әдісі. Жүйелік синтез.
Модельдеусатылары. Модель құру
Есепті шешу процесі бірнеше сатыларда жүзеге асады:Есептің қойылымы. , оны қисынғакелтірукерек. . Бұл - . оны бар объектілер мен . (элементтер) бӛлінеді, осы , олардыңқұрамы, , теңдеулер, теңсіздіктержәнет. с. с. . Бұл - есептіңжүйелік анализ сатысы, нәтижесінде объект . , (алгоритмдерін) . Бұл - есептіңжүйелік синтез (математикалыққойылымы) сатысы.
13) Компьютерлікмодельдеу процесі.
Біріншісаты - . Олардыңнегізгілері:
1) модель нақты объект қалайорналасқан, оныңқұрылымықандай, негізгіқасиеті, даму заңдары мен (түсіну) ;
2) модель объектпен (немесепроцеспен) пен (басқару) ;

Аналитикалық модельдеу (Аналитическое моделирование; analitical simulation) - модельдеу объекгілерін (мысалы, процесті, жүйені) математикалық сипаттау

Имитациялық модельдеу , басқа да зерттеу әдістері сияқты, мәселені қоюдан, яғни модельдеудің мақсатын және осы модельдерді құру кезінде ескеретін әр түрлі шектеулерді сипаттаудан басталады.
Имитациялық модельдеудің мақсаты ретінде жауабы ізделіп отырған маңызды сұрақ, әлде тексеруді қажет ететін жорамал немесе ықпалын бағалайтын әсер бола алады.
Мысалы, имитациялық модельдеуді мына сұрақтарға жауап іздеу үшін пайдалануға болады: датчиктерден жауап алатын жаңа алгоритм күрделі қондырғыштардың жұмысына қандай әсер тигізеді немесе оперативті жоспарлаудың нақтылы әдістері өндіріске жұмсалатын қаржыны қанша өнімдейді. Имитациялық модельдеудің мақсаты ретінде, жоғарыда айтылғандай, әр түрлі жорамалдардың ақиқаттығын тексеру де бола алады. Мысалы, кейбір күрделі жүйелердің болашақтағы жағдайы туралы жасалған жорамалды тексеру немесе автобус маршрутының өзгеруі, оның салонының толуын қамтамасыз етеді деген болжамды тексеру, әлде мемлекеттік қорыққа шеттен әкелген тауарлардың жаңа түрі оның экологиялық тепе-теңдігін бұзады деген жорамалдарды тексеру болуы мүмкін. Енді имитациялық модельдеудің мақсаты ретінде әр түрлі әсерлердің ықпалын тексерудің де бір мысалын келтіре кетейік. Металлургиялық пештерде металды қорыту процесінің нәтижесіне, осы пешке үрлеп тұратын ayaғa қосылатын таза оттегінің әсері зор. Сондықтан осы процесті имитациялық модельдеудің мақсаты ретінде байытылған ауадағы оттегі мөлшерінің металл шығымына әсерін анықтау бола алады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.