컴퓨터 모델링에 대한 프레젠테이션의 예. 프레젠테이션 "컴퓨터 모델링의 단계

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컴퓨터 모델링 Petrova, Rzhevsky College 특수 분야 교사

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처음에 "정보학"이라는 주제의 컴퓨터 기반이 대부분 Qbasic 프로그래밍 언어로 구성되었을 때 "수학적 모델링"이라는 주제를 선택했습니다. 현대 PC의 출현으로 이 주제는 자연스럽게 "컴퓨터 시뮬레이션"이라는 주제로 옮겨졌습니다. 이러한 모델 이름은 다음과 같은 컴퓨터 모델링 개념과 밀접하게 관련되어 있습니다. 수학적 모델; 경제 모델; 시뮬레이션 모델; 인터렉티브; 컴퓨터 실험 모델; 등. 그리고 이것은 컴퓨터와 시뮬레이션이 서로 밀접하게 관련되어 있기 때문에 자연스러운 것입니다. 실제로 모든 교사는 어느 정도 모델링에 참여하고 있습니다.

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모델 개념의 이론적 계산을 생략하면 다음과 같은 모델링 방식을 제공할 수 있습니다. 초기 객체 - 프로토타입, 원본 모델링 - 모델을 생성하는 과정 모델링된 객체 - 대체 객체

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컴퓨터 모델의 유형은 다음을 기반으로 합니다. 체계적인 개념이미지, 기호, 특성으로. 모의물체(대체물체) 이미지 기호의 특징 조형적 모형: 인형, 모형, 사진, 도면, 도면 등. 단, 그 위에 비문 또는 기타 기호가 없는 경우 기호 모형: 인공 언어(음악 기호, 수학 공식의 언어 - 수학적 모델링, 화학식의 언어 등) 정보 모델: 일련의 특성을 사용하는 모델

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동작 및 상태에 따라 모델은 다음과 같을 수 있습니다. 애니메이션(컴퓨터 애니메이션); 시뮬레이션: 움직임을 모방하고 난수를 사용하여 문제를 해결하는 과정을 모방합니다(Monte Carlo 방법) Interactive(인터페이스가 추가된 모델 - 컴퓨터와 PC 사용자 간의 통신).

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대부분 혼합 모델을 다루고 있습니다. 이것은 우선 모델링의 목적과 연결되어 모델링 객체의 형식화 정도를 결정합니다. 예: ... 그래픽 개체를 시뮬레이션합니다. - "CIRCLE" - 채우기 도구를 사용하여 "BALL" 모델을 얻습니다.

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모델이 "살아있는" 환경은 다를 수 있습니다. 이 경우 모델은 다른 종류를 취합니다. 예를 들어, Qbasic 환경에서 Paint 또는 Word 개체(autoshapes)와 동일한 모델은 프로그래밍 개체가 움직이는 공의 가장 단순한 애니메이션 모델에서 태양계 또는 태양계 구조의 모방 애니메이션 모델로 변형될 수 있기 때문에 구조 원자 또는 브라운 운동의 모방 애니메이션 모델(시뮬레이션 목적에 따라 다름). 환경 개체로서의 모델

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그래픽 프리미티브 Qdasic DVIG.BAS의 움직임을 시뮬레이션하기 위한 알고리즘을 마스터한 학생들은 계속해서 큰 관심을 갖고 모델링하여 점점 더 복잡한 시뮬레이션 모델을 만듭니다. 동시에 더 깊은 연구에서 프로그래밍 언어에 대한 관심이 증가하고 있습니다. (이전 프로그램 구조의 동시 재생산을 통한 사이클 구성. 매개 변수 변경, 이동 궤적 선택, 학생은 수많은 계산을 적극적으로 수행하고 있습니다. 프로그래밍 공부 2년차의 작품들(7셀) cvetfr4.bas, cvetfr6.bas, skv318.bas

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저학년에서 모방 및 애니메이션 컴퓨터 모델링 기술을 익힌 학생들은 고학년에서도 이 주제에 대한 관심이 식지 않습니다. 타자기 소리를 모방하고 텍스트 기능 ALEKS.bas를 사용하는 설명 모델에 관심이 있으며 대화 모드 PavelM1.bas에서 대화형 모델을 만들기 위한 첫 번째 단계가 진행 중입니다.

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실제로 특정 주제의 각 계산 문제에 대해 문제를 설정한 후 알고리즘을 사용하기 전에 문제의 수학적 모델을 구축하기 위해 시도합니다(예: "1차원 배열. 미니맥스를 검색합니다. 색인 수정 "문제의 수학적 모델" SEARCH MIN / MAX IN ONE-DIMENSIONAL ARRAY "n - 배열의 요소 수 А A (i) - 배열 요소 А (i) i = 1, n; A (i) = RND * 100 MIN - 배열 A의 최소 요소; IMIN - 배열 A에서 최소 요소의 인덱스(위치). MAX - 배열 A의 최대 요소 IMAX - 배열 A에서 최대 요소의 인덱스(위치). А (1), 초기 MIN = A (i) 만약 A (i)< MIN, для i=1,n; 1, первоначально IMIN = i, если A(i) < MIN, для i=1,n; A(1), первоначально MAX = A(i), если A(i) >MAX, i = 1, n에 대해; 1, 초기에 IMAX = i, 만약 A(i)> MAX, i = 1인 경우, n;

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와 관련된 주제에 대해 2차원 배열, 문제의 일반적인 수학적 모델 외에도 학생들은 내 지도하에 "WAGON", "Storage room"과 같은 문제의 대화형 애니메이션 데모 버전, 일반적인 정보 모델(Value 유형의 특성, Name), 동작 및 인터페이스에 대한 설명이 추가되어 위에서 명명된 모델(KAMBAG.bas, VAGVAG.bas)이 됩니다. 동일한 주제에 대해: 대화형 모델 "행렬 방법(가우스 방법)으로 선형 방정식 시스템 풀기", "영 계수에 따른 재료 식별").

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"난수 생성" 주제는 솔루션의 시뮬레이션 모델을 생성하여 "숫자 π 계산" 및 "임의 그림의 면적 계산" 문제를 해결하여 잘 설명됩니다.

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이 작업을 위해 학생들은 그래픽 미니 편집기의 시뮬레이션 모델을 모델링하는 경쟁 작업을 수행하여 영역을 결정해야 하는 임의의 그림을 만들 수 있습니다. LITKIN "사운드와 그래픽"이라는 주제에 대한 내 지도하에 수많은 애니메이션 모델이 만들어졌습니다. 이러한 발전은 공개 수업 중 하나에서 입증되었습니다. 비표준 수업 "젊은 전문가 회의"가있었습니다. 수학적 모델 "근사적인 뿌리 추출 방법"이 도시 과학을 위해 발표되었습니다. 실무회의(3위) PowerPoimt 환경에서 모델링할 때 좋은 결과를 얻습니다. 이 환경에서 개체 작업에 대한 연구 활성화; 모델을 공식화하는 기술을 향상시킵니다. link Nadia 그래픽 편집기 Paint에 익숙해지는 동안 학생은 예를 들어 기본 단순 개체(자르기, 복사, 회전 ...)가 반복되는 복잡한 도면을 구성하는 복잡한 모델의 구성에 익숙해질 수 있습니다.

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페인트 디자인 - 일종의 모델링(Makarova N.V. 교수) 모델링

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애니메이션 개체가 내장된 페이지 조각 모델링의 교훈은 흥미롭습니다. 예를 들어, 9 학년 "전자 천문 백과 사전에 대한 지식"의 통합 학교 수업 후 학생들은 다양한 페이지를 모델링하는 기술을 배웠습니다. "우리는 달에 대해 무엇을 알고 있습니까?"; "태양계의 행성과 위성"; "숫자로 보는 행성" 질량; 지름; 표면 온도; 항성일의 지속 시간; 궤도 기간. "혜성"; 그리고 등.

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"우리는 달에 대해 무엇을 알고 있습니까?" 페이지 모델링 (파워포인트 환경에서) 달 근처에 있는 지구의 그림자는 달보다 더 큰 각의 크기를 가지므로 달이 이 그림자를 가로지르는 시간은 수십 분 동안 지속될 수 있습니다. 처음에는 거의 보이지 않는 지구의 반감기가 왼쪽의 달에 닿습니다(반감기로 서 있는 달의 관찰자의 경우 태양은 지구에 의해 부분적으로 가려집니다). 달에 의한 반감기 횡단은 약 1시간 동안 지속되고, 그 후 달은 그림자에 닿습니다(달의 동일한 관찰자의 경우 그림자에서 태양은 지구에 의해 완전히 가려집니다). 상자  영화 및 사운드

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Excel 환경에서의 모델링 Excel 스프레드시트 환경은 연구 대상 또는 프로세스의 양적 특성을 계산하고 재계산하는 힘든 작업을 빠르고 능숙하게 수행하므로 수학적 모델링에 이상적인 도구입니다. 스프레드시트의 시뮬레이션은 문제 설명, 모델 개발, 컴퓨터 실험 및 결과 분석의 네 가지 주요 단계를 구분하는 일반 체계에 따라 수행됩니다. 예를 들어, "역행렬 방법으로 선형 방정식 풀기" 문제 (문제의 공식화). 컴퓨터 실험 - 다른 입력 데이터로 문제를 테스트합니다. 얻은 결과의 분석 - 문제의 조건을 만족하는 솔루션을 찾았습니다.

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A. N. Makarova 교수의 분류에 따르면, 이 문제는 다음과 같은 일반화된 공식의 문제로 분류할 수 있습니다. 주어진 조건... 이 작업 그룹을 종종 "...하는 방법"이라고 합니다. 이 작업 그룹에는 "솔루션 검색 도구로 선형 방정식 시스템 풀기", "다음과 같은 상황 인식 모델링"과 같이 이전에 Excel 컴퓨터 워크샵에서 제가 이미 테스트한 작업이 포함됩니다. 포인트 히트 좌표 X, Y조건부 서식 및 차트를 사용하여 주어진 영역으로 "," 셀 서식 및 간단한 매크로를 사용하여 Excel에서 개체(집, 체스) 모델링 "," 해 찾기 방법을 사용하여 비선형 방정식 시스템 풀기 "," 함수 간격의 모델링 인식 기능이 정의되지 않은 것”

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저는 현재 Word의 상호 작용 모델링, Excel 원/거품의 애니메이션 모델, Excel의 모델링 표면에서 다음을 사용하여 작업 중입니다. 삼각 함수 povdiagra, SDNF 및 SKNF를 사용하여 논리 함수의 수학적 모델링에 대해 mat. 논리적 추론, Gost 조합 방식에 따른 논리적 기능 모델링(Webb, Schaeffer, fragment의 요소

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하이퍼텍스트 모델링 하이퍼텍스트(비선형 텍스트)는 텍스트 정보의 조직으로, 텍스트는 이러한 단편 간의 연관 링크가 명확하게 표시된 단편 세트입니다. 프래그먼트 간의 연관 관계를 하이퍼링크라고 하며, 이는 특수 하이퍼텍스트 마크업 언어 HTML(Hyper Text Markup Language)을 사용하거나 특정 애플리케이션(PowerPoint, Word)에서 하이퍼링크를 선언하여 명시적으로 작성할 수 있습니다. 하이퍼텍스트 시스템은 기술입니다. 하이퍼미디어는 하이퍼텍스트 기술과 멀티미디어 기술(텍스트, 그래픽, 사운드, 비디오의 통합)의 조합입니다. 하이퍼미디어 애플리케이션 개발의 예로는 참고서, 백과사전, 교육 프로그램과 같은 다양한 전자 출판물이 있습니다.

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Word 2000 Professional에서 "What we know about the Moon" 페이지 모델링 강조 단어  삽입  하이퍼링크 ...

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하이퍼텍스트 마크업 언어 HTML(Hyper Text Markup Language)을 이용한 모델링 엑셀 환경과 같이 업무에 필요한 환경에서 업무의 구조를 구현함으로써 즉시 시연할 수 있는 문서 모델을 개발해야 한다고 가정하자. 이것은 가장 간단한 텍스트 편집기인 메모장(메모장)을 선택하고 적절한 매개변수가 있는 설명자를 사용하여 텍스트를 입력할 수 있습니다. 확장자가 .htm인 메모장 응용 프로그램의 작업 창을 닫습니다. 그러면 문서가 아이콘처럼 보입니다. 인터넷 익스플로러"head HTM-text"가 실행되면 하이퍼링크 체인을 따라 작업 작업이 구현됩니다.

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위의 자료에서 모델링의 가장 눈에 띄는 발전은 "정보학"이라는 주제의 다양한 환경에서 학생들에게 모델링 기술을 가르치는 것을 목표로 시연되었습니다. 컴퓨터 모델링 범주 "환경적 개체로서의 모델": 프로그래밍 개체로서의 모델; 워드 프로세서 개체로 모델링합니다. Excel 스프레드시트의 개체로 모델링합니다. 객체로서의 모델 그래픽 편집기페인트; HTML 코드가 있는 파일로 모델링합니다. PowerPoint 개체로 모델링

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타겟 시뮬레이션 연구특정 학생(또는 그룹)과 함께 수행되는 컴퓨터 모델링에 대해 대상 컴퓨터 모델링과 관련된 복잡한 사전 작업 세트에 대한 안내, 지원 및 제어 제안: 문제 설명 분석, 문제 설명 명확한 주요 목표 개발 모델링의; 작업의 공식화 및 결과적으로 명확한 중간 목표의 개발. 종종 목표(주요 및 중급)는 문제 설명에 따라 질문을 명확히 하는 것에 대한 답변입니다. 다양한 모델링 환경의 분석 및 연구, 모델링 환경의 선택에 대한 최종 결정을 내리기 위한 장단점 비교, 모델의 반복 테스트를 통한 컴퓨터 시뮬레이션 모델 제시 방법 선택

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대상 모델링은 설정 및 중간 목표, 재료의 참신함 및 볼륨에 따라 실행 시간 측면에서 매우 길 수 있습니다. 예를 들어 교육 전자 매뉴얼의 컴퓨터 모델링 "표준 환경에서 작업 Windows 응용 프로그램 Paint”는 학생 Vladimir Mashkovtsev(11학년 2003/2004)가 수행했으며 2004년 시 실무 회의에서 발표했습니다. (3위) 1년 동안 지속되었으며 다음 작품 세트가 포함되었습니다.

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1단계. 문제 설명(정식): 그림판 그래픽 편집기 환경에서 작업하기 위한 전자 설명서 개발. 첫 번째 기본 요구 사항: 전자 설명서의 단순성과 사용 용이성. 문제의 공식화: 모델링의 프로토타입은 전자 매뉴얼 개발을 위한 최신 요구 사항을 충족해야 합니다. - 하이퍼링크 사용을 기반으로 해야 하며, 표준 웹 디자인 또는 자체(고유한) 디자인을 가지고 있어야 하며, 상호 작용 속성을 가져야 합니다. 사용자는 전자 매뉴얼과 그래픽 편집기 Paint(매뉴얼 유형 " I read it  I did it ")를 동시에 사용할 수 있어야 합니다. 매뉴얼의 인터페이스는 매뉴얼의 구조적 부분으로 이동하고 시작점으로 돌아가야 하는 요구사항을 준수해야 합니다. 전환점과 반환점은 명확한 로드 II 단계를 수행해야 합니다. HTML 하이퍼텍스트 마크업 언어 III 단계에서 문제의 형식화에 따른 모델링. 다중 컴퓨터 실험(모델 디버깅) IV 단계. 결과 분석. 기본 및 선택적 정보학 수업에 대한 전자 매뉴얼의 "테스트"(매뉴얼은 보편적인 인정을 받았습니다).

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Ⅱ. 기술 0.5 학년, 비디오 장비 작업 기술 습득, 시나리오 계획 작성 기술 습득; 영상을 디지털화하는 기술 습득, 실제 테스트 시나리오 이미지 생성을 위한 기술 습득; 편집 능력의 습득 II. 기술 0.5 학년, 비디오 장비 작업 기술 습득, 시나리오 계획 작성 기술 습득; 영상을 디지털화하는 기술 습득, 실제 테스트 시나리오 이미지 생성을 위한 기술 습득; 편집 기술 습득

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III 단계(작업)에는 모델링, 컴퓨터 실험(모델 디버깅) 및 마지막으로 결과 분석과 같은 모델링의 다른 모든 단계가 포함됩니다. 비디오 프로젝트 작업 기간은 2년이었습니다. 2003/2004학년도 - 3위, 2004/2005학년도 - 1위 도시과학실용학술대회에서 2번의 작품선언을 하였다. 양방향 비디오 프로젝트는 Nilo Stlobenskaya Hermitage 수도원의 400주년 기념일에 맞춰 "영적 위안의 섬"으로 명명되었으며 정교 문화 학교 수업에서 시연되었습니다.

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요약: 컴퓨터와 시뮬레이션은 서로 밀접하게 관련되어 있습니다. 다양한 컴퓨터 모델의 기초는 이미지, 기호 및 특성과 같은 체계적인 개념입니다. 행동 및 상태에 따라 모델은 애니메이션(컴퓨터 애니메이션), 모방(움직임 모방, 실제 계산 프로세스 모방, 의사 난수 기반 프로세스로 대체(몬테 카를로 방법), 대화형(모델) 인터페이스가 추가됨 - 컴퓨터와 PC 사용자 간의 통신) 모델이 "살아있는" 환경이 다를 수 있습니다. 이 경우 모델은 다른 종류를 얻습니다. 컴퓨터 모델링은 열려 있기 때문에 매우 비옥한 땅입니다. 아이들의 엄청난 창조적 잠재력을 깨우치면 아이들의 미래에 좋은 결과를 기대할 수 있습니다(Vova Fedorov, Alyosha Semenov, Igor Ogarev, Sasha Katkov, Anya Yudashkina, Yura Nikitin, Suvorov Roman, Pavel Alekseev , Volodya Mashkovsky, Seryozha Polozov, Sasha Korolevsky, Sysolyatina Nadya, Serezha Mikhailov 등) 컴퓨터 모델링은 또한 가르치는 동기 부여를 위한 강력한 도구로 간주될 수 있습니다. 정보학 과목의 자각 및 자가 학습은 학생들이 이 분야에서 더 깊은 지식을 독립적으로 검색하고 수많은 컴퓨터 실험 과정에서 실제로 적용하도록 권장합니다. 결과적으로 도시 올림피아드에서 정보학 및 도시 과학 및 실용적인 회의에서 여러 상을 수상했습니다.

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컴퓨터 모델링
Ulyana Bashmakova의 프레젠테이션

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컴퓨터 모델(영어 컴퓨터 모델) 또는 수치 모델(영어 컴퓨터 모델) - 컴퓨터 프로그램별도의 컴퓨터, 슈퍼컴퓨터 또는 일련의 상호작용 컴퓨터(컴퓨팅 노드)에서 작동하는 것으로, 실제와 다른 형태로 객체, 시스템 또는 개념의 표현을 구현하지만 데이터 세트를 포함하여 알고리즘 설명에 가깝습니다. 시스템의 특성과 시간 경과에 따른 변화의 역학을 특성화 ...

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컴퓨터 모델링 정보
컴퓨터 모델은 수학적 모델링을 위한 일반적인 도구가 되었으며 물리학, 천체 물리학, 역학, 화학, 생물학, 경제학, 사회학, 기상학, 기타 과학 및 무선 전자, 기계 공학, 자동차 등의 다양한 분야의 응용 문제에 사용됩니다. 컴퓨터 모델은 시뮬레이션된 개체에 대한 새로운 지식을 얻거나 분석 연구에 너무 복잡한 시스템의 동작에 대한 대략적인 평가에 사용됩니다. 컴퓨터 시뮬레이션은 복잡한 시스템을 연구하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 컴퓨터 모델은 소위 수행 능력으로 인해 연구하기가 더 쉽고 편리합니다. 컴퓨터 실험, 재정적 또는 물리적 장애로 인해 실제 실험이 어렵거나 예측할 수 없는 결과가 나올 수 있는 경우. 컴퓨터 모델의 일관성과 공식화를 통해 연구 중인 원래 개체(또는 전체 개체 클래스)의 속성을 결정하는 주요 요소를 결정할 수 있습니다. 특히 시뮬레이션된 물리적 시스템의 변화에 대한 반응을 연구합니다. 매개변수 및 초기 조건.

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건물 컴퓨터 모델현상 또는 연구된 원래 대상의 특정 특성에서 추상화를 기반으로 하며 두 단계로 구성됩니다. 첫 번째, 정성적 생성, 다음으로 양적 모델입니다. 더 중요한 속성이 식별되어 컴퓨터 모델로 전송될수록 실제 모델에 더 가까울수록 시스템에서 사용하는 기능이 늘어납니다. 이 모델... 컴퓨터 모델링은 컴퓨터에서 일련의 계산 실험을 수행하는 것으로 구성되며, 그 목적은 시뮬레이션 결과를 연구 대상의 실제 동작과 분석, 해석 및 비교하고 필요한 경우 모델 등을 더욱 세분화하는 것입니다. 해석 및 시뮬레이션 모델링은 구별됩니다. 분석 모델링에서 실제 객체의 수학적(추상) 모델은 대수, 미분 및 기타 방정식의 형태로 연구될 뿐만 아니라 정확한 솔루션으로 이어지는 명확한 계산 절차의 구현을 제공합니다. 시뮬레이션 모델링에서 수학적 모델은 많은 수의 기본 연산을 순차적으로 수행하여 연구 중인 시스템의 기능을 재현하는 알고리즘의 형태로 조사됩니다.

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컴퓨터 시뮬레이션의 이점
컴퓨터 모델링은 다음을 가능하게 합니다. 연구 대상의 범위 확장 - 반복되지 않는 현상, 과거와 미래의 현상, 실제 조건에서 재현되지 않는 대상을 연구하는 것이 가능해집니다. 추상적 인 것을 포함하여 모든 자연의 물체를 시각화하십시오. 배포의 역학에서 현상과 프로세스를 탐색합니다. 시간 관리(속도를 높이거나 낮추는 등) 모델을 원래 상태로 되돌릴 때마다 모델에 대해 여러 번 테스트를 수행합니다. 숫자 또는 그래픽 형식으로 개체의 다른 특성을 얻습니다. 시험편을 만들지 않고 대상의 최적 설계를 찾습니다. 인간의 건강이나 환경에 대한 부정적인 결과의 위험 없이 실험을 수행합니다.

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컴퓨터 모델링의 주요 단계
단계 이름 작업 실행
1. 문제 설명 및 분석 1.1. 어떤 목적으로 모델을 만들고 있는지 알아보기 1.2. 어떤 초기 결과를 얻고 어떤 형식으로 얻어야 하는지 명확히 합니다. 1.3. 모델을 만드는 데 필요한 입력 데이터를 결정합니다.
2. 정보 모델 구축 2.1. 모델의 매개변수를 결정하고 이들 사이의 관계를 식별 2.2. 주어진 작업에 영향을 미치는 매개변수와 무시할 수 있는 매개변수를 평가합니다. 2.3. 모델 매개변수 간의 관계를 수학적으로 설명합니다.
34. 컴퓨터 모델 구현을 위한 방법 및 알고리즘 개발 3.1. 기준선 결과를 얻기 위한 방법 선택 또는 개발 3.2. 선택한 방법에 따라 결과를 얻기 위한 알고리즘을 작성합니다. 3.3. 알고리즘의 정확성을 확인하십시오.
4. 컴퓨터 모델 개발 4.1. 자금 선택 소프트웨어 구현컴퓨터의 알고리즘 4.2. 컴퓨터 모델을 개발합니다. 4.3. 생성된 컴퓨터 모델의 정확성을 확인하십시오.
5. 실험 수행 5.1. 연구 계획 개발 5.2. 생성된 컴퓨터 모델을 기반으로 실험을 수행합니다. 5.3. 얻은 결과를 분석합니다. 5.4. 프로토타입 모델의 속성에 대한 결론을 도출합니다.

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실험을 수행하는 과정에서 필요한 것이 명확해질 수 있습니다. 연구 계획을 조정하기 위해; 문제를 해결하기 위해 다른 방법을 선택하십시오. 결과를 얻기 위한 알고리즘을 개선합니다. 정보 모델을 명확히 합니다. 문제 설명을 변경합니다. 이 경우 해당 단계로의 복귀가 이루어지며 프로세스가 다시 시작됩니다.

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실제 적용 컴퓨터 모델링은 다음과 같은 광범위한 작업에 사용됩니다. 대기 중 오염 물질 확산 분석; 소음 공해 방지를 위한 소음 장벽 설계; 차량 건설; 조종사 훈련용 비행 시뮬레이터; 일기 예보; 다른 전자 장치의 작업 에뮬레이션 금융 시장의 가격 예측; 기계적 스트레스를 받는 건물, 구조물 및 부품의 거동 조사; 구조의 강도와 파괴 메커니즘 예측; 화학과 같은 산업 공정의 설계; 조직의 전략적 관리; 행동 연구 유압 시스템: 송유관, 수도관; 로봇 및 자동 조작기의 시뮬레이션; 도시 개발의 시나리오 변형 모델링; 운송 시스템 모델링; 충돌 테스트의 유한 요소 시뮬레이션; 성형 수술 결과 모델링;

컴퓨터 모델링 정보 표시 모델은 구현 방법에 따라 컴퓨터 모델과 비컴퓨터 모델로 나뉩니다. 컴퓨터 모델은 소프트웨어 환경을 통해 구현된 모델입니다. 모델링 단계 1. 문제 설명. 2. 모델 개발. 3. 컴퓨터 실험. 4. 시뮬레이션 결과 분석. 1단계. 문제 설명 문제 설명 모델링 목적 개체 분석 2단계. 모델 개발 정보 모델 기호 모델 컴퓨터 모델 3단계. 컴퓨터 실험 모델링 계획 모델링 기술 4단계. 시뮬레이션 결과 분석 결과가 목표와 일치 결과가 목표와 일치하지 않음 문제 statement 작업 설명 작업(또는 문제)은 평이한 언어로 표현되어야 하며 설명은 명확해야 합니다. 이 단계에서 가장 중요한 것은 모델링의 대상을 정의하고 이해하는 것이다. 결과는 어떠해야 합니다. 모델링 목표의 공식화 모델링의 목표는 주변 세계에 대한 인식, 주어진 속성을 가진 객체 생성("어떻게 ..."), 객체에 미치는 영향의 결과 결정 및 올바른 결정( "만약 ..."), 객체 관리의 효율성(프로세스) 등 객체 분석 이 단계에서는 문제의 일반적인 공식화부터 시작하여 모델링된 객체와 주요 속성이 명확하게 식별됩니다. 대부분의 경우 원래 개체는 일부 상호 연결에 있는 더 작은 구성 요소의 전체 집합이므로 개체의 분석은 구성 요소와 구성 요소 간의 연결 특성을 식별하기 위해 개체의 분해(분할)를 의미합니다. 모델 개발 이 단계에서 기본 객체의 속성, 상태 및 기타 특성이 드러나고 원래 객체를 구성하는 기본 객체에 대한 아이디어가 형성됩니다. 정보 모델. 정보 모델 기호 모델 정보 모델은 일반적으로 컴퓨터 또는 비컴퓨터가 될 수 있는 하나 또는 다른 기호 형식으로 표현됩니다. 컴퓨터 모델 연구(모델링) 정보 모델을 허용하는 소프트웨어 시스템이 많이 있습니다. 각 환경에는 자체 도구가 있으며 특정 유형의 정보 개체로 작업할 수 있으므로 문제를 해결하기 위해 가장 편리하고 효과적인 환경을 선택하는 문제가 발생합니다. 컴퓨터 실험 시뮬레이션 계획 시뮬레이션 계획은 모델 작업의 순서를 반영해야 합니다. 테스트 개발 및 모델 테스트는 이 계획의 첫 번째 항목이어야 합니다. 테스트는 모델의 정확성을 확인하는 프로세스입니다. 테스트는 결과가 미리 알려진 초기 데이터 세트입니다. 테스트 값이 일치하지 않으면 원인을 찾아 제거해야합니다. 모델링 기술 모델링 기술은 컴퓨터 모델에 대한 일련의 목적 있는 사용자 작업입니다. 시뮬레이션 결과 분석. 결과가 목표와 일치함 결과가 목표와 일치하지 않음 이 경우 모델 자체를 분석하여 모델링 오류를 찾아 수정합니다.

작업 설명 l. 문제는 일반 언어로 공식화됩니다. 그룹이 내일 아침 10시에 캠프를 떠나면 12시간 기차를 탈까요? 엘. 모델링 대상이 결정됩니다. 엘. 최종 결과가 표시됩니다. 엘. 설정의 특성에 따라 문제는 두 가지 주요 그룹으로 나눌 수 있습니다. l “만약 무슨 일이 일어날까요? »(물체에 노출되었을 때의 특성 변화를 조사하기 위해) 초기 속도 3m/s와 가속도에서 직선으로 움직이고 등가속을 하면 자동차의 속도는 6초 동안 어떻게 변할까요? 0.5m/s2? l “어떻게 할까요? »(물체의 매개변수가 주어진 조건을 만족시키려면 어떤 효과를 내야 합니까?) 100kg의 하중으로 풍선이 떠오르려면 헬륨 가스를 채운 풍선의 부피는 얼마여야 합니까?

모델링 목표의 결정 l l 목표는 당면한 작업에 따라 결정됩니다. 설정된 목표는 전체 모델링 프로세스에 지침이 되는 영향을 미칩니다.

예를 들어 비행기 모델을 생각해 봅시다. 항공권 판매를 위한 계산원의 경우 필수 기능은 좌석 열 배열, 열 좌석 수, 각 좌석에 대한 티켓 비용, 가용성입니다. 의 무료 장소; 항공 교통 관제사에 대한 필수 표시는 항공기의 속도 및 높이, 이동 방향 및 유형, 통제 구역에 있는 다른 항공기와의 관계입니다. 항공기가 조립되는 작업장의 기술자에게 필수적인 기능은 부품의 이름과 번호, 연결 순서 및 방법, 필요한 장비연결 등의 지정된 신뢰성을 보장합니다.

객체 분석 모델링된 객체와 주요 속성이 명확하게 구분됩니다. 대상에 대한 분석 결과는 그 구성요소(초기적 대상)를 식별하고 이들 간의 연결을 판단하는 과정에서 나타난다.

잘 제기된 문제: 초기 데이터와 결과 간의 모든 연결이 설명됨 모든 초기 데이터가 알려져 있음 솔루션이 존재함 문제에는 고유한 솔루션이 있음 잘못 제기된 문제의 예: Winnie Pooh와 Piglet이 빌드 코끼리를 위한 덫. 당신은 그를 잡을 수 있습니까? 그 아이와 Carlson은 형제처럼 두 개의 견과류를 나누기로 결정했습니다. 큰 것과 작은 것입니다. 그것을 하는 방법? 함수 y = x 2의 최대값을 찾습니다(해 없음). 점 (0, 1)과 (1, 0)을 통과하는 함수를 찾습니다(고유하지 않은 솔루션).

정보 모델의 개발 l l 모델링 대상이 강조 표시되고 자세한 의미 있는 설명이 제공됩니다(대상의 특성, 종속성, 연결, 속성, 특성). 선택한 목표에 따라 필수 속성만 고려됩니다.

문제 "차량 이동" 무엇을 모델링하고 있습니까? - 물체 "자동차"의 이동 과정 이동 유형 - 동등하게 가속 이동에 대해 알려진 것은 무엇입니까? - 초기 속도(v 0), 가속도(a), 최대 차량 속도(vmax) 무엇을 찾아야 합니까? - 주어진 시간(ti)에서의 속도(vj) 시간은 어떻게 지정됩니까? - 0부터 일정한 간격으로(t 2 -t 1) 계산을 제한합니까? - vi

l l 결과적으로 기술 정보 모델, 즉 구두 모델이 구축됩니다. 모델의 공식화. 기술 모델에서 특정 수학적 내용으로의 전환. 객체의 동작에 영향을 미치는 매개변수 목록(초기 데이터 및 획득하는 것이 바람직한 결과)이 표시됩니다. 선택한 매개변수 간의 종속성이 공식화되고 허용 가능한 값에 제한이 적용됩니다. 결과는 수학적 모델입니다.

차량 이동. 정보 모델 모델링 객체 매개변수 이름 차량 모션 프로세스 vo - 초기 속도; t는 시간 간격입니다. a - 가속도; vmax는 자동차가 개발한 최대 속도이고 ti는 이동 시간입니다. vi - 속도 값 값 입력 데이터 계산 데이터 결과

컴퓨터 모델 개발 l l 정형화된 모델을 다양한 소프트웨어 시스템과 환경(그래픽 환경, 텍스트 편집기, 프로그래밍 환경, 스프레드시트 등); 컴퓨터 모델을 구성하는 알고리즘과 표현 형식은 소프트웨어 환경의 선택에 따라 다릅니다.

3단계. 컴퓨터 실험 l l 모델링 계획 - 모델 작업 순서를 명확하게 반영해야 합니다. 모델링 기술

모델링 계획(모델 작업 순서) l l 모델에 오류가 있을 수 있으므로 모델링 계획의 첫 번째 항목은 항상 테스트 개발 및 모델 테스트입니다. 프로그래밍에서 이것은 프로그램의 번역과 디버깅입니다. 최종 결과가 미리 알려진 초기 데이터의 테스트 세트를 사용할 수 있습니다.

테스트는 알려진 결과가 있는 간단한 초기 데이터에 대한 모델을 테스트하는 것입니다. 예: 여러 자리 숫자를 추가하는 장치 - 한 자리 숫자로 선박의 움직임 모델 확인 - 방향타가 수평이면 코스가 변경되어서는 안 됩니다. 방향타를 왼쪽으로 돌리면 배는 오른쪽으로 가야합니다 은행에 돈을 축적하는 모델 - 0 %의 비율로 금액이 변경되어서는 안됩니다.

시뮬레이션 기술(모델 탐색) l 조사는 시뮬레이션의 목적을 충족시키는 일련의 실험으로 구성됩니다. l 실험은 대상이나 모델로 수행되는 경험입니다. 실험 샘플이 이러한 작업에 반응하는 방식을 결정하기 위해 몇 가지 작업을 수행하는 것으로 구성됩니다. l 실험은 결과에 대한 이해를 동반합니다. 이는 의사결정 결과를 분석하는 기초가 됩니다.

예: 숫자를 더하는 장치 - 여러 자리 숫자로 작업 선박 이동 모델 - 바다의 거친 조건에 대한 연구 은행에 돈을 모으는 모델 - 0이 아닌 비율로 계산

4단계. 시뮬레이션 결과 분석 l l l "연구를 계속할 것인가, 끝낼 것인가?"라는 질문에 답해야 합니다. »결과가 작업의 목표와 일치하지 않으면 이전 단계에서 실수가 발생한 것입니다(잘못 선택된 개체 속성, 공식화 단계의 공식 오류, 실패한 방법 또는 모델링 환경, 빌드 시 기술적 방법 위반 모델). 오류가 식별되면 모델을 수정해야 합니다. 즉, 이전 단계 중 하나로 돌아가야 합니다. 실험 결과가 시뮬레이션의 목표를 달성할 때까지 이 과정을 반복합니다.

출처: l l l l Makarova N.V. Informatics 9 - St. Petersburg: Peter, 2007. Makarova N. V. Informatics 7 -9 모델링에 관한 문제 책 - St. Petersburg: Peter, 2007. Shelepaeva A. Kh. 컴퓨터 과학 수업 개발. - M.: VAKO, 2007 Filippova EV 컴퓨터 모델링 단계, - Polyakov K. Yu. 모델 및 모델링, - http: // kpolyakov. 나로드. 루/인덱스. htm "컴퓨터 모델링 단계" 수업 요약 - http: // ivan 101. narod. ru / gos / pril / 18 etapy-postr-modeley. htm 튜토리얼 "모델링", - http: // umk-model. 나로드. ru / p 6. html