Математикалық және логикалық модельдеу

Пән: Математика, Геометрия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Автоматика және электротехника кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Математикалық және логикалық модельдеу.

Орындаған: Жапар Ботагөз

Тобы: ВТ-305

Тексерген: Қожахметова Д. О

Семей 2015

Мазмұны:

1. Модельдеу ұғымы . . . 3

2. Модельдеу түрлері . . . 4

3. Логикалық модельдеу . . . 5

Пайдаланған әдебиеттер тізімі . . . 7

1. Модельдеу түсінігі және мақсаты

Адамзаттың табиғатты тану қабілетінің дамуы барысында көптеген перспективті ғылыми жолдар пайда болды. Солардың негізгілерінің бірі -модельдеу. Модельдеу қазіргі кезде құбылыстарды, процесстерді танудыңадамзат қабылдаған құралы болып табылады. Модельдеу - күрделі процесстер мен құбылыстарды зерттеу үшін нақты жүйелердің өздерін эксперименттеу орнына олардың модельдерін қарастыруға мүмкіншілік береді. ХХ ғасырда модель түсінігі нақты және идеялық модельдерді қатар қамтитындай болып жалпыланды. Сондықтан, абстрактылы модель түсінігі математикалық модельдер шеңберінен шығып, әлем туралы білімдер мен танымдардың барлығына қатысты болды. Модель түсінігінің айналасындағы кең талқылаудың қазіргі кезде жалғасып отырғандағын 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 білімнің мәнін нақтылау тәсілі ретінде ретінде қарастырылады. Модель -қасиеттері белгілі бір мағынадағы жүйенің немесе процесстің қасиеттеріне ұқсас объектілер немесе процесстер жүйесі. Модельдеу дегеніміз - кез-келген құбылыстардың, процесстердің немесе объект жүйелерінің қасиеттері мен сипаттамаларын зерттеу үшін олардың үлгісін құру (жасау) және талдау Модельдеу жүйесі - зерттелетін жүйенің немесе оның элементтерінің математикалық және физикалық аналогтарын құру және талдау.

Модель (фр. modele, ит. modello, лат. modulus - өлшем, үлгі) - бұл:

Нақты объектінің қарапайымдандырылған нұсқасы;
Заттың кішірейтілген/ұлғайтылған түрдегі макеті;
Табиғат пен қоғамдағы қандай да бір процесстің/құбылыстың бейнесі, сипаттамасы және схемасы;
Жұмыс істеуі анықталған параметрлер бойынша нақты объектінің жұмыс істеуіне ұқсас физикалық/ақпараттық аналогы;
Анықталған шарттарда түпнұсқа объектінің бізді қызықтыратын қасиеттері мен сипаттамасын алмастыра алатын алмастырушы-объектісі;
Модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетін объектінің/құбылыстың кейбір нақты жақтарын бейнелейтін жаңа объект.

Модельдеу мақсаты . Кез-келген практикалық қолданбалы есептердің шешілуі барлық уақытта зерттеумен, кейбір объектілерді (материалдық/ақпараттық) түрлендірумен, басқарумен байланысты. Демек, модельдеу мақсатының табиғаты екіжақты: бір жағынан зерттеу есебіне байланысты объективтілігі, қызығушылыққа, қызметтік мотивке тәуелді түзетілетініне байланысты субъективтілігі.

Бірнеше субъектілердің бір объектіге түрлі модельдер құру мүмкіндігін көрсететін схема

Модельдеу - қазіргі заманғы ғылыми танымның басқарушы принципі. Адам таным затын оның барлық процесстерінде толық көре алмайды. Сондықтан ол объектінің өзінің алдында тұрған мәселені шешуге қажетті жағын тануға ұмтылады.

2. Модельдеу түрлері. Материалдық (табиғи) модельдеуші объектінің сыртқы түрін, құрылымын (кристал торлардың модельдері, глобус), жағдайын (самолеттің радиобасқаралымды моделі) бейнелейтін кішірейтілген/ұлғайтылған көшірмелері;

Бейнелеуші модельдеу (геометриялық нүктелер, математикалыө маятник, идеал газ, шексіздік) ;

Ақпараттық модельдеу - модельденуші объектінің ақпаратты кодтау тілдерінің бірінде жазылған сипаттамасы (сөздік сипаттау, схемалар, сызбалар, картиналар, суреттер, ғылыми формулалар, бағдарламалар) .

Информатика курсында негізінен ақпараттық модельдеу қарастырылады. Ақпараттық модельдеу (информационная моделирование; information model) -

1. басқару жүйесінде - автоматандырылған өңдеуге жататын ақпарат айналымының процесін парамерлік ұсыну;

2) мәліметтер базасында - тұтастық шектеулер жиынтығы; мәліметтер құрылымын тудыратын ережелердің, олармен жүргізілетін операциялардың, сондай-ақ рұқсат етілетін байланыстар мен мәліметтердің мәнін, олардың өзгерістерінің тізбегін анықтайды;

3) мәліметтер мен олардың арасындағы қатынастарды математикалық және программалық тәсілдермен ұсыну; ақпарыттақ құрылымдар мен олармен жүргізілетін операцияларды формалдық баяндау.

Ақпараттық модельдердің басқа да ақпарат түрлері сияқты өзіндік тасымалдаушысы болуы керек. Олар қағаз, сынып тақтасы, қабырға - яғни, бірнәрсе жазуға, бейнелеуге болатын дай кез-келген бет болуы мүмкін. Бұл тасымалдаушыларда модельдер түрі «физикалық» тәсілдермен; қалам, бор, бояу, диапроекторлық жарық бейнесі көмегімен жазылады. біздер жалпы жағдайда ақпараттық модель түсінігінің аясында берілетін мазмұнда түсінеміз. Мысалы, квадраттық теңдеу формуласы қалай және қайда жазылғандығына қарамастан квадраттық теңдеу формуласы болып қала береді.

2. Математикалық моделдеу және зерттеудің жаңа әдісі.

Математикалық модельдер. Математикалық модельдермен зерттелетін объекті мен үрдістің қасиеттері, ерекшеліктері және сипаттамалары теңдеулер жүйелері, теңсіздіктер және функция арқылы көрсетіледі.

Көптеген математикалық модельдер универсалды болып келеді, яғни әртүрлі жүйелерді зерттеуге қолданылады. Математикалық модельдер қарастырылатын құбылыстар мен үрдістердің сандық заңдылықтарын анықтауға, сипатталатын факторлардың тәуелділігі мен өзара байланысын табуға мүмкіндік береді.

Математикалық модельдердің дамуына өте күрделі есептеулерді жүргізетін электронды-есептегіш машиналарының көбеюі зор ықпал етті.

Көптеген математикалық модельдер параметрлермен айнымалылардан тұратын теңдеулер мен теңсіздіктер жүйелерінен тұрады. Айнымалы шамалар, мысалы, өндірілген өнім көлемі, капитал жұмсау, тасымалдаут. с. с., ал параметрлер өнімді өндіруге жұмсалған материал, уақыт, шикізат шығынының мөлшерін көрсетеді. Әрбір модельде айнымалылардың екі тобын көрсетуге болады.

1) Сыртқы айнымалылар-олардың мәндері модельден тыс және берілген;

2) Ішкі айнымалылар, олардың мәндері берілген модельді зерттеу қорытындысында анықталады.

Модельдеу үрдісінің нақты алгоритмі жоқ, бірақ модельдеу тәжірибесінде басшылықққа алатын анықталған принциптер бар. Математикалық модельдердің құрылымдық және функционалдық түрлері бар. Құрылымдық модельдер жүйелердің құрылымын және оның элементерінің өзара әсерін зерттейді. Функционалдық модельдер жүйенің ішкі құрылысына байланыссыз әртүрлі жағдайдағы тәртібін талдайды.

Құрылымдық модельді оқып үйрену үстінде объектінің мазмұны туралы, оның сыртқы жағдайларға әсері туралы информацияларды алуға болады. Ал функционалдық модельді зерттегенде объектінің әртүрлі реакцияларының сыртқы ортаға әсері туралы деректер алуға болады. Сонымен қатар объектінің құрылымын талдауға және құрылымдық модельдерді құруға мүмкіндіктер туады.

Экономикалық-математикалық модельдер жүйе жағдайын болашақты жоспарлау мен болжауға пайдаланады. Мұндай жағдайда модель оның негізінде қойылған белгілі бір алғы шарттарға сәйкес экономикалық үрдістердің ағымын көрсетеді. Жоспарлау мен болжау модельдерінде алғышарттарды дұрыс таңдау ерекше маңызды роль атқарады. Модель есептің шарты дұрыс қойылған кезде ғана нақты жүйелердің құрылысы мен функциясын дұрыс сипатайды.

Экономикалық-математикалық модельдер сипаттаулы және оптималды болып бөлінеді. Экономикалық жүйелердің сипаттаулы моделі есептерді математикалық формула түрінде көрсетеді және жүйе жағдайымен оның элементтерінің байланысын тереңірек ұғып үйренуге қолданылады. Мұндай модельдерге халық шаруашылығы және экономикалық аудандардың сала аралық байланысының матрицалық моделі жатады. Осындай типті есептің модельдері анықталған алғашқы мәліметтері бойынша бір ғана шешімі болады. Бұл модельдердің негізгі кемшілігі - ең тиімді (оптималды) шешімін іздейтін шарттың жоқтығы.

Оптималды модельдерде экономикалық есептің мағынасы математикалық формула түрінде жазылады және ең тиімді шешімі табылатын шарт функция түрінде көрсетіледі. Бұл модельдер белгілі бір алғашқы мәліметтербойынша есеп шартын қанағыттандыратын көптеген критерийіне сәйкес тиімді шешім алуға мүмкіндік береді. Мұндай модельдерге өндірістік программаны оптималдау, кесіп-пішуді оптималдау, , , көлік есептерінің модельдері жатады.

Оптималдық модельдердің көпшілігінде оптималдықтың бір ғана критерийі қарастырылады.

Математикалық модельдерде сызықтық және сызықтық емес тәуелділіктердің әртүрлі түрлері қолданылады. Математикалық модельдеу үрдісінің негізгі бөлігі аппроксимация (жуықтау) - математикалық амалдарды (функция, теңдеу т. с. с. ) басқа қарапайым шамалар арқылы жуықтап табу болып табылады. Аппроксимацияның көмегімен күрделі есептерді жай есептерге, сызықтық емес теңдеулерді сызықтық теңдеулерге келтіреді.

Модельденетін обьектінің белгілі бір уақытқа немесе уақыт аралығына сәйкес қасиеттерін сипаттайтын математикалық модельдер статикалық деп аталады.

Үрдістердің белгілі бір уақыт аралығындағы өзгерістерін зерттейтін модельдер динамикалық деп аталады.
Детерминистикалық (латынша determino - анықтау) модельдер дегеніміз барлық параметрлері және сыртқы айнымалылары бірге тең ықтималдықпен анықталатын модельдер.
Ықтималдық модельдерінде параметрлер мен сыртқы айнымалылар немесе олардың белгілі бір бөлігі тиісті ықтималдықтың үлестіруімен сипатталады.

Анықталмағандықты есепке алатын модельдерге ықтималдық теориясының заңдарын қолдануға болмайды.

Математикалық модельді құрастырудың жалпы реттілігі.

Халық шаруашылығы мен білім салаларында электронды есептеу машиналарының кеңінен қолданылуының басты себебі - жалпы технологиялар мен есептеу техникаларының қарқынды дамуы негізінде инженерлік зерттеу жұмыстарында математикалық әдістердің кеңінен қолданылуы екені белгілі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.