Сандық және символдық ақпараттарды компьтерлік модельдеу

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

Жоспары:

І. Кіріспе:

Сандық және символдық ақпараттарды компьтерлік модельдеу.

ІІ. Негізгі бөлім:

⁕ Компьютерлік модельдеу түсінігі.

⁕ Компьютерлік модельдеу мақсаты.

⁕ Модельдеу принциптері.

⁕ Компьютерлік модельдеудің тарихы.

⁕ Компьютерлік модельдеудің артықшылықтары мен кемшіліктері.

ІІІ. Қорытынды:

Пайдаланылған әдебиеттер.

Бағалау критерий.

І. Кіріспе

Модель дегеніміз - нақты объектіні, процесті немесе құбылысты ықщам әрі шағын түрде бейнелеп көрсету. Модельдеу - объектілерді, процестерді немесе құбылыстарды зерттеу мақсатында олардың (макетін) құру. Әрбір адамның күнделікті іс - әрекетінде белгілі бір мәселені шешу немесе кез келген жұмыс орындалмас бұрын оның санасында алдын ала оның орындалу моделі жасалады. Мысалы, жолдан өту немесе дүкенге бару, сабақ оқу т. б. әрекеттерді орындау алдында өз ойымызша жолдан қалай өту, қандай жолмен бару, қай сабақтан бастап дайындалу сияқты іс - әрекеттер тізбегінің моделі жасалады. Модель - көрнекті түрде жазбаша жоспар, сызба ретінде жасалуы мүмкін. Мұндай модель барлық уақыттта біздің ойымызда бейнеленетін прототип болғанға дейін жасалады. Бір объект (процесс, құбылыс) үшін әр түрлі 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 сәулетші жасаған моделі мүлде өзгеше болады. Өйткені, оның мақсаты - үйлер мен ғимараттардың үйлесімді орналасуы, құрылысы және оларды көркейтіп қайта жаңарту болып табылады. «Модель» түсінігі кибернетикада бақыланатын объектілер класын сипаттайтын теорияның моделін белгілеуде жиі қолданылады. Демек, кибернетикада берілген нақты объектінің моделі осы объект туралы теорияның моделі болып табылады. Компьютерлік модельдеу - бұл да оқып үйренетін объекті теориясының модельденуі. Модельдеуші (модель субъектісі) тек адам бола алады. Модельдеу объектісі табиғи (өсімдік, күн системасы) және адамның ықпалымен құрылып жасанды болуы мүмкін. Модельдеу (моделирование; simulation) - кез-келген құбылыстардың, процесстердің 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 аналогтарында (моделбдеріне) объекілердің әр түрлі табиғатын зерттеу әдісі. Модель төрт деңгейде түпнұсқаның геосеологиялық орынбасары бола алады: 1-элементтер деңгейінде, 2-құрылым деңгейінде, 3-қалып-күй немесе қызметтік деңгейінде, 4-нәтижелер деңгейінде. Сипаты бойынша модельдеу материалдық және идеалдық болып бӛлінеді. Материалдық модельдеу объектінің геометриялық, физикалық, динамикалық және қызметтік сипатын нақты дәл береді. Идеалдық модельдеуге объектінің ойдағы бейнесі жатады. Ойша модельдеу тіл көмегімен іске асырылады.

ІІ. Негізгі бөлім

Компьютерлік модельдеу түсінігі.

Компьютерлік модельдеу түсінігі - бұл ақпараттық пәндер қатарындағы жаңа, әрі аса күрделі курс. КМН пәнаралық курсқа жататындықтан, оны нәтижелі түрде меңгеру үшін әртүрлі сала бойынша білімдер болуы қажет: біріншіден, таңдалған пәндік сала бойынша - егер біз физикалық құбылыстарды модельдейтін болсақ, физиканың заңдарын білуіміз қажет, экологиялық құбылыстар үшін - биология заңдарын, экономикалық үрдістер үшін - экономика заңдарын білуіміз қажет. Сонымен қатар, компьютерлік модельдеу заманауи математиканың барлық құралдарын қолданатындықтан, негізгі математикалық пәндер - алгебра, матанализ, дифференциалдық теңдеулер тоериясы, матстатистика, ықтималдықтар теориясы туралы білімнің де болу қажет. Компьютерде математикалық есептерді шешу үшін, сызықтық емес теңдеулер жүйесін, сызықтық теңдеулер жүйесін, дифференциалды теңдеулерді шешудің сандық әдістерін меңгеруі және функцияны аппроксимациялау мен интерполяциялауды білуі қажет. Заманауи ақпараттық технологияларды еркін меңгеру, программалау тілдерін және қолданбалы программаларда жұмыс істеу дағдыларының болуы басты талап болып табылады. Компьютерлік 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. Модельдеу субъект алдында тұрған модельдеу мәселесін шешкенде ғана өз мақсатына жетеді. Модельдеу ғылымы келесі принциптерге сүйенеді: Редукционизм принципі - күрделіні қарапайымдандыру мүмкіндігі; Эволюция принципі - барлық формалар біртіндеп төменгі формалардан дамиды. Төменгі формалар күйін талдау арқылы жоғарғы формалар күйін болжауға болады; Рационалдық принципі - әлемнің нақты объектілерін логиканың, математиканың көмегімен тануға болады . Соңғы кездері ғылым мен ақпараттық технологиялардың қарыштай дамуы барлық дерлік ғылыми-зерттеу жұмыстарында зерттелетін объектіні модельдеу жұмыстарын өз деңгейінде жүргізуді талап етуде. Модельдер барлық жерде дерлік кездеседі. Олардың саны орасан зор. Олардың кейбірі ескіреді, ұмытылады, жоғалады. «Компьютерлік модельдердің» ақпараттық модельдерден сапалық айырмашылығы жоқ . Компьютерлік модельдеуді өзіндік ерекшеліктеріне орай ақпараттық модельдеудің ерекше түрі деп айтуға болады. 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.

Компьютерлік 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.

Компьютерлік модельдеу мақсаты экономикалық, әлеуметтік, сипатта шешім дайындап, қабылдауға пайдалануы мүмкін мәліметтер алу. Модельдерде обьектінің барлық қасиеттері емес, тек қана модельдеу мақсаты тұрғысынан қажетті қасиеттері ғана бейнелейді. Модельдеудің əрбір аспектісі (түр, құрылым, үлгі) өзіндік қасиеттер құрамымен сипатталады. Обьектінің белгілері сыртқы түрінің сипаттамасы ретінде көрсетіледі. Тілде бұл белгілер қызыл, сары, дөңгелек, ұзын сияқты сын есімдермен өрнектеледі. Обьектінің сыртқы түрі оны тану, ұзақ сақтау (фотография, портрет) үшін модельденеді. Обьект құрылымы деп оның элементтері мен олардың арасындағы байланыстар: электрон, протон, күш, (атом сипаттауларындағы) энергетикалық деңгей сияқты зат есімдермен өрнектеледі.

«Обьект құрылымын модельдеу»:

- оның көрнекі бейнесі;

- обьект қасиеттерін оқып үйрену;

- байланыстық белгілерді айқындау;

- обьектінің тиянақтылығын оқып үйренуге қажет.

Уақыт ағымына байланысты шығатын өзгерістер обьект күйі деп аталады. Обьект күйінің сипаттамасы оның сыртқы түрі мен құрылымының басқа обьектілермен өзара əсерлерінің уақытқа байланысты нəтижесінің сипаттамасына келтірілді. Тілде бұл сақтау, даму, айналу сияқты етістіктермен өрнектеледі.

Бір объектінің негізінде түрлі модельдеу мақсатына байланысты түрлі есептерді шешілетін субъектінің бірнеше модельдер құру мүмкіндігі бар. Модель түрін таңдау құру субъектісінің біліміне, тәжірибесіне, жеке қызығушылығына тәуелді.

Модельдеу принциптері

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. Модельдеу субъект алдында тұрған модельдеу мәселесін шешкенде ғана өз мақсатына жетеді. Модельдеу ғылымы келесі принциптерге сүйенеді: Редукционизм принципі - күрделіні қарапайымдандыру мүмкіндігі; Эволюция принципі - барлық формалар біртіндеп тӛменгі формалардан дамиды. Төменгі формалар күйін талдау арқылы жоғарғы формалар күйін болжауға болады; Рационалдық принципі - әлемнің нақты объектілерін логиканың, математиканың көмегімен тануға болады. Бастапқыда модель деп анықталған жағдайда объектіні алмастыратын қандай да бір көмекші объекті аталған. Сондықтан табиғат заңдарының әмбебаптығы, модельдеудің жалпылығы, және біздің білімдерімізді модель түрінде бейнелеудің мүмкіндіктері сәйкессіз болды. Мысалы ертедегі философтар табиғи процессторді модельдеу мүмкін емес, табиғи және жасанды процесстер түрлі заңдылықтарға бағынады деп санады. Олар табиғатты тек қана логиканың, талқылыау әдістерінің, пікір алмасулардың, яғни замандық терминологияның, тілдік модельдеудің кӛмегімен бейнелеуге болады деп жобалады. Ұзақ уақыттар бойына «модель» түсінігі арнайы типтегі материалдық объектілерге ғана, мысалы манекен (адам денесінің моделі), плотинанаың кішірейтілген гидродинамикалық моделі, кемелер мен самолеттердің, ижануарлардың модельдері ретінде қалыптасты. Уақыт өте келе объектілірді жасанды сызбалардың, суреттердің, карталардың модельдік ерекшеліктері арқылы сипаттала бастады. Келесі қадамда модель ретінде нақты объект ғана емес абстрактылы, идеялық құрылымдардың да жұмыс істеу мүмкіндіктері белгілі болды. Мұның мысалы математикалық модельдер бола алады. Математика негіздерін зерттеумен айналысатын математиктер мен философтардың еңбектерінің нәтижесінде модельдер теориясы жасалды. Онда модель бір абстрактылы математикалық құрылымның басқасына бейнелену, түрлендіру нәтижесі болып анықталады. 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 талқылыаудың 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.

Компьютерлік модельдеудің артықшылықтары мен кемшіліктері.