Модельдеу этаптары жайлы

Пән: Математика, Геометрия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Автоматтандыру және электротехника кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Модельдеу этаптары

Орындаған:Қанапин А. Ж.

Тобы: ВТ-405с

Қабылдаған: Кожахметова Д. О.

СЕМЕЙ 2015

Жоспар

Модель және модельдеу ұғымы

1.: 1. 1

Модель және модельдеу ұғымы: Модель түсінігі және оның түрлері

1.: 1. 2

Модель және модельдеу ұғымы: Модельдеу. Математикалық есептерді модельдеу

1.: 1. 3

Модель және модельдеу ұғымы: Модель типтері

1.:

Модель және модельдеу ұғымы: Пайдаланылған әдебиеттер

1. Модель және модельдеу ұғымы

1. 1. Модель түсінігі және оның түрлері

Бастапқы модель деп анықталған жағдайда объектіні алмастыратын қандай да бір көмекші объкті аталған. Сондықтан табиғат заңдарының әмбебаптығы, модельдеудің жалпылығы, жэне біздің білімдерімізді модель түрінде бейнелеудің мүмкідіктері сәйкесіз болды. Мысалы ертедегі философтар табиғи процестерді модельдеу мүмкін емес, табиғи және жасанды процестер түрлі заңдылықтарға бағынады деп санады. Олар табиғатты тек қана логиканыңталқылау әдістерінің, пікір алмасыулардың, яғни замандық терминалогияның, тілдік моделдеудің көмегімен бейнелеуге болады деп жобалады Үзақ уақыттар бойына "модель" түсінігі арнайы типтегі материалдық объектілерге ғана, мысалы манекен (адам денесінің моделі), плотинаның кішірейтілген гидродинамикалық моделі, кемелер мен самолеттердің, жануарлардың модельдері ретінде қалыптасты.

Уақыт өте келе нақты объектілер жасанды сызбалардың, суреттердің, карталардың модельдік ерекшеліктері арқылы сипаттала бастады. Келесі қадамда модель ретінде нақты объект ғана емес абстрактылы, идеиалдық құрлымдардың да жұмыс істеу мүмкіндіктері белгілі болды. Мұның мысалы математикалық модельдер бола алады. Математика негіздерін зерттеумен айналысаты математиктер мен философтардың еңдектерінің нэтижесінде модельдер теориясы жасалды. Онда модель бір абстрактылы математикалық құрылымның басқасына бейнелеу, түрлендіру нәтижесі болып анықталады.

ХХ-ғасырда модель түсінігі нақты және идеалдық модельдерді қатар қамтитындай болып жалпыланды. Сондықтан, абстрактылы модель түсінігі математикалық модельдер шеңберінен шығып, элем туралы білімдер мен танымдардың барлығына қатысты болды. Модель түсінігінің айналасындағы кең талқылаудың қазіргі кезде де жалғасып отырғандығын естен шығармау қажет. Бастапқыда ақпараттық, кибернетикалық бағыттардағы ғылыми пәндер аясында, содан соң ғылымның басқа да салаларында түрлі тәсілдермен іске асырылатын модель ретінде танылды. Негізінде модель мәнін нақтылау тәсілі ретінде қарастырылады.

"Модель" термині көп мағыналы. Модель деп қандай да бір заттын кішірейтілген көшірмесін (самолет моделі, тұрғын үйлер макеті), матемаетикалық формулаларды, бұрыштан горизонтқа лақтырылған дененің ұшу моделін, іштен жану двигателі жұмысының моделін, қандай да бір нәрсенің эталоның (метр эталоны, килограмм этолоны) айтамыз. Жалпы түрдегі "модель" түсінігі төмендегідей негізде анықталады .

Модель - модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетің объектінің / құбылыстың кейбір жақтарын ұқсастырып бейнелейтін жаңа объект.

Модель - объектінің нақты жұмыс істеуіне сәйкестенетін анықталған параметрлер бойынша жұмыс істейтін физикалық/ ақпараттық алмастырушысы. Модельдеудегі ең басты модельдеуші объекті мен оның моделі арасындағы өзара ұқсас қатысы болып табылады.

Модель (Model, simulator)

1) қасиеттері белгілі бір мағынадағы жүйенінің немесе процестінқасиеттеріне ұқсас объектілер немесе процестер жүйесі;

2) сериалы бұйымдарды жаппай өндіруге арналған үлгі, эталон; кез-келген бір объекті жұмысы, мыс, процессордың жұмыс істеуін модельдейтін программа немесе құрылғы. Ол материалдық объект түрінде, математикалық байланыстар жүйесі ретінде немесе құрлымды имитациялайтын программа күйінде құрастырылады да, қарастырылатын объектінің жұмыс істеуін зерттеу үшін қолданылады. Модельге қойылатын негізгі талап- оның қасиеттерінің негізгі объектіге сәйкес келуі, яғни барабарлығы.

Модельді нақты бар жүйеге алмастыру таңылған, сондықтан ол мынадай бір қатар негізгі талаптар ретін сақтауды қамтамассыз ететіңдей модель болуы қажет;

1) есеп қойылымының айқындылығы, қойылған мақсат жүйенің негізгі элементерінің құрамымен сапалық сипатамаларын анықтайды.

2) қатаң математикалық тәуелділік негізінде қандай да шешімдерді табуға байланысты есептер орындалуын қамтамасыз ететін формальді түрдегі өзара байланыстар көрсетілімнің міндеттілігі.

3) модельдерді жеңілдетудің мақсатты дәрежесі.

4) алынатын нәтиже нақтылығы, онымен жұмыс жасаудың қауіпсіздігін сипаттайтын модельдердің қажетті сенімділігін қамтамассыз ету.

5) модельге тек негізгі элементтерді қосу және таңдау олардың арасындағы өзара тәуелділікті құруды анықтайтын қойылған мақсатпен сәйкестігі .

Көрсетілген талаптарды бір-бірінен бөлінген және өз бетінше әрекет етуші түрінде қарастыруға болмайды . Тек қана олардың кешенді есебі үлгі сапасы мен нәтиже көмегімен алынган негіздерге сүйенеді.

Тәжірбиеде қолданылып жүрген үлгілерді шартты түрде екіге бөлуге болады: физикалық және символдық. Өз кезегінде физикалық үлгілердің ішінде геометриялық ұқсастық модельдері мен модель-аналогты болады.

Геометриялық ұқсастық модельдерді негізінен тұпнұсқалық геометриялық сипаттамалары ман құрылымдарын кескіндейді. Мұндай модельдер бір немесе сондай физикалық жараласында тұпнұсқамен сыртқы ұқсастықты сақтайды. Модельдердің өлшемі теңбе-тең түрде азайтылған немесе тұпнұсқамен салыстырғанда үлкейтілген болуы мүмкін.

Геометриялық ұқсастық модельдерінің артықшылығы, біріншіден күрделі қымбат тұратын жүйелерді сараптама өткізу немесе экономикалық тиімді еместерді оларға ендіруді мумкіндіктері, екіншіден, күрделі түрде алынатын арнайы жүйедегі құрылым мен функциялар туралы түсінігі болуы, үшіншіден, алынған нәтиженің нақтылығы.

Геометриялық ұқсастық модельдердің негізгі кемшіліктеріне мыналар жатады:

Әрбір зерттелетін жүйелер үшін құрал мен уақыттың үлкен шығындарына байланысты ескіге қайта жасақталатын немесе жаңа модель құруды қажет етеді;
Модельдің бұл түрі жүйе динамкасын зерттеу үлгілері үшін нашар лайықталған.

Математикалық модель сызушы құрылым мен нақты жүйе функциясының математикалық және логикалық қатысы жүйесін қамтиды. Математикалық модель өзінің физикалық жаратылысы жағынан түпнұсқадан ерекшеленеді. Түпнұсқа қасиетін зерттеуді математикалық модельдер көмегімен жүргізу ыңғайлы, арзан және физикалық үлгілеумен салыстырғанда уақыт аз кетеді. Көптеген математикалық модельдер жан-жақты болып келеді, олар әр түрлі жүйелерді зерттеуге пайдалану мүмкіндігі болады.

1. 2. Модельдеу. Математикалық есептерді модельдеу

Негізігі ғылыми таным әдістерінің біріне сараптама жатады, ал оның ең таратылған әр түрлілігі - жүйелерді модельдеу әдісі.

Модельдеу (моделирование; simulation) - кез-келген құбылыстардың, процестердің немесе объект жүйелерінің қасиеттері мен сипаттамаларын зерттеу үшін олардың үлгісін құру (жасау) және талдау; бар немесе жаңадан құрастырылған объектілердің сипатын анықтау немесе айқындау үшін олардың аналоктарында (модельде) объектілердің әр-түрлі табиғатың зеттеу әдісі. Модель төрт денгейде түпнұсқанын гноселогиялық орынбасары бола алады: 1 - элеметтер денгейінде, 2 - құрлым деңгейіде, 3 - қалып - күй немесе қызметік деңгейін, 4 - нәтижелер деңгейінде. Сипаты бойынша модельдеу объектінің геометриялық, физикалық, динамикалық және қызметтік сипатын нақты дәл береді. Идеалдық моделдеуге объектінің ойдағы бейнесі жатады. Ойша модельдеу тіл көмегімен іске асырылады. Компьютерлік модельдеу - бұл да оқып үйренетін объекті теориясының модельденуі.

Өндірістік және экономикалық процестерді модельдеу - процестерді процестер құрылымын кескіндейтін, ақпараттар ағыны мен объектілерді сипаттайтын модель құру жолымен зерттеу.

Модельденетін жүйе элементтерінің сапасына процедуралар, ал модельдеу объектісі жүйе болса, онда көрсеткіштер мен белгілер әсер етуі мүмкін.

Модельдеу үш элементтен тұрады:

Субъект, мұнда адам зерттеуші қатысады;
Зерттеу объектісі(жүйелер) ;
Объект моделі(жүйелер), бұл объекті мен субъектіні байланыстырушы аралық.

Модельдеудің негізгі проблемаларының бірі ретінде түпнұсқа және модель дәрежесін анықтауды көрсетуге болады. Түпнұсқа және модельдер рөлінде болатын жүйелер әр түрлі және өзара толық ұқсас болуы мүмкін емес. Негізінде модельдеуде түпнұсқаның барлық сипаттары бейнеленбейді, тек қана сипаттамалық топтағылар анықталады.

Модельдеу процесі

№

Кезең атауы

Кезең мазмұны

Енетін ақпаратттар

Шығатын ақпараттар

№:

Кезең атауы: Есептің қойылымы

Кезең мазмұны: Модель негізделетін ұсыныс ерекшеленеді

Енетін ақпаратттар:

экономикалық және оның өндірісті ұйымдастыру туралы шешімдер
нақты көрініс нәтижелері

Шығатын ақпараттар:

Басқару объектісінің күйін таусылу және объективті сипаттамалар беретін анықтауға жататын шама тізбегі.
Жоғарыда көрсетілген шама мәндерін анықтаудағы есептелетін жағдайлар.
Егер есеп тиімді болса, онда тиімділіктің айқын критерийлері сөз жүзінде қалыптасу қажет.

№:

Кезең атауы: Формальді түрде сипаттау

Кезең мазмұны: Айқындалмаған түрде, мысалы y=f(x) математикалық символдармен өрнектелген модельденетін процестерге тәуелді анықталатын нәтижелі және берілген анықтамалар анықталады

Енетін ақпаратттар: Бұл ақпарат 1кезеңнен алынған

Шығатын ақпараттар:

Өндіріс процесінде регламенттелген факторлар мен жағдайлар, процесс параметрлері, ізделінді шамалар, объектіні басқару сипаттамаларын өрнектейтін көрсеткіштер.

№:

Кезең атауы: Жалпы түрдегі формализация

Кезең мазмұны: Алғашқы берілгендермен нәтижелерді байланыстыратын математикалық қатынастар жазылады.

Енетін ақпаратттар: 2-кезеңдегі шығатын ақпараттар

Шығатын ақпараттар:

Айқын түрдегі тәуелділік
Есеп өлшемін төмендету мәселелері қарастырылады

№:

Кезең атауы: Сандық елестету

Кезең мазмұны: Нақты санның есептеулері жүргізіледі

Енетін ақпаратттар: 3-кезеңдегі ақпарат. Объект пен модельдеу процесінің нақты деректері

Шығатын ақпараттар: Символдар нақты сандармен алмастырылады.

Модельдеу субъектісі. Модельдеуші (модель субьектісі) тек адам бола алады. Модельдеу объектісі табиғи (өсімдік, күн жүйесі және адамның ықпалымен құрылып жасанды болуы мүмкін.

Объекттуралы есептіқажетті ақпарат. Модельдеу жүйесі (modeling system) - зертелетін жүйенің немесе оның элементтерінің математикалық және физикалық анологтарын құру және талдау. Модельдік тәжірибе зерттеу тәсілі реттінде жүйенің жанғыртуға және зерттеуге мүмкіндік береді, ал зерттелетін жүйеге тікелей тәжірбие жүргізу қиын, немесе экономикалық түрғыдан тиімсіз болуы мүмкін. Табиғи объектілерді ешқандай модельдің толықтай бейнелей алмайтындығы белгілі. Табиғи объектілердің элементтерінің арасындағы байланыстардың көбінесе белгісіз болуы олардың күрделілігін айқындайды. Сондықтан табиғи объектілердің модельдері түпнүсқаға қарағанда қарапайым болады. Адамдар тарапынан құрылатын объектілерде мұндай жағдайлардың толық ескерілмеуі мүмкін. Бірақ модельдеу барысында модельдеу мақсаты тұрғсынан қажетсіз детальдар еленбейді. Практикалық есепті шешу тұрғысынан модельдерді пайдалану оқып үйренетін объектілердегі модельдеудің мәнін, мазмұнын демострациялауға мүмкіндік береді.

1. 3 Модель типтері

Тәжірибеде қолданылып жүрген үлгілерді шартты түрде екіге бөлуге болады:физикалық және символдық. Өз кезегінде физикалық үлгілердің ішіне геометриялық ұқсастық модельдері мен модель аналогтары болады.

Геометриялық ұқсастық модельдері негізінен түп нұсқалық геометриялық сипаттамалары мен құрлымдарын кескіндейді. Мұндай модельдер бір немесе сондай физикалық жаралысында түпнұсқамен сыртқы ұқсастықты сақтайды. Модельдеудің өлшемі теңбе - тең түрде азайтылған немесе түпнұсқамен салыстырғанда үлкейтілген болуы мүмкін.

Геометриялық ұқсастық модельдердің артықшылығы, біріншіден, күрделі қымбат тұратын жүйелерді сараптап өткізе немесе экономикалық тиімді еместерді оларға ендіру мүмкіндіктері, екіншіден күрделі түрде алынатын арнайы жүйедегі құрылым мен функциялар туралы түсінеіг болуы, үшіншіден, алынған нәтиженің нақтылығы.

Модель - аналогтар физикалық жаратылысында кейбір ерекшеліктері бола тұра, түпнұсқамен математикалық арақатынас бірлігін сызады, кейбір басқа да аналогтық процестердің көмегімен түпнұсқада көрініс табатын аналогтардың физикалық процестерін бейнелейді.

Символдық модельдерде басты орында математикалық модельдер алады, өйткені мұндай матаематикалық немесе логикалық тәуелділіктер бар.

Математикалық модель сызушы құрылым мен нақты жүйе функциясының математикалық және логикалық қатысы жүйесін қамтиды. Математикалық модель өзінің физикалық жаратылысы жағынан түпнұсқадан ерекшеленеді. Түпнұсқа қасиетін зеріттеуді математикалық модельдер көмегімен жүргізу ыңғайлы, арзан және физикалық үлгілеумен салыстырғанда уақыт аз кетеді. Көптеген математикалық модельдер жан-жақты болып келеді, олар әртүрлі жүйелерді зеріттеуге пайдалану мүмкіндігі бар.

Модельдерді қасиеттеріне карай мынадай топтарға жіктелінеді:

1. Қолданылу аймағы.

2. Модельде уақыт факторын ескеру.

3. Білім саласына қарай топтау.

4. Модельді көрсету төсіліне қарай топтау.

Оқу моделі - көрнекі оқу құралы, әр түрлі машықтандырушы, үйретуші программалар түрінде болуы мүмкін. Тәжірибелік модель-

жобалау объектісінің кішірейтілген немесе өте майда объектілер үшін

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.