Компьютерная модель

Подкомпьютерной моделью понимается программа (или программа в совокупности со специальным устройством), которая обеспечивает имитацию характеристик и поведения определенного объекта, а также результат выполнения этой программы в виде графических изображений (неподвижных или динамических), числовых значений, таблиц и пр. Различают структурно-функциональные и имитационные компьютерные модели.

Структурно-функциональная компьютерная модель – это условный образ объекта или некоторой системы объектов (процессов, явлений), описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, блок-схем, диаграмм, графиков, рисунков, анимационных фрагментов, гипертекстов и т. д. и отображающий структуру объекта или его поведение.

Имитационная компьютерная модель – это отдельная программа или программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта под воздействием различных случайных факторов.

В научных исследованиях, как фундаментальных, так и прикладных (практически направленных), компьютер выступает как необходимый инструмент экспериментальной работы.

Компьютерное моделирование

Компьютерное моделирование – метод решения задачи анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели.

Объектом компьютерного моделирования являются математические и другие научные модели, а не реальные объекты, процессы, явления, т.е. на компьютере моделируется не объективная реальность, а наши теоретические представления о ней. Метод компьютерного моделирования нашел применение в биологии, химии, социологии, экологии, физике, экономике, лингвистике, юриспруденции и многих других сферах знания.

Критерием верности любого из результатов компьютерного моделирования был, есть и остается натурный (физический, химический, социальный и др.) эксперимент.

Преимущества компьютерного моделирования заключаются в том, что оно:

− дает возможность рассчитать параметры и промоделировать явления, процессы и эффекты, изучение которых в реальных условиях невозможно либо затруднительно, либо очень дорого;

− позволяет не только пронаблюдать, но и предсказать результат эксперимента при каких-то особых условиях;

− позволяет моделировать и изучать явления, предсказываемые любыми теориями;

− является экологически чистым и не представляет опасности для природы и человека;

− обеспечивает наглядность;

− доступно в использовании.

Компьютерное моделирование используется в обучении, подготовке и переподготовке специалистов для:

− наглядного представления моделей явлений микромира и мира с астрономическими размерами;

− имитации процессов, происходящих в мире живой и неживой природы

− моделирования реальных ситуаций управления сложными системами, в том числе аварийных ситуаций;

− проведения лабораторных работ, когда нет необходимых устройств и приборов;

− решения задач, если при этом требуется применение сложных математических методов и трудоемких расчетов.

Компьютерный эксперимент, – это инструмент исследования моделей, а не природных или социальных явлений. Как правило, он связан с:

− проведением сложных математических расчетов (численное моделирование);

− построением и исследованием наглядных и/или динамических моделей (компьютерное моделирование).

В научных и практических исследованиях компьютерный эксперимент лишь сопутствует натурному, чтобы исследователь, сравнивая их результаты, мог оценить качество модели и глубину своих представлений о сути явлений природы, не забывая при этом, что физика, биология, астрономия, экономика, информатика – это науки о реальном мире, а не о виртуальной реальности.

Преимущества компьютерного моделирования заключа­ются в том, что оно:

• дает возможность рассчитать параметры и смоделировать явления, процессы и эффекты, изучение которых в реаль­ных условиях невозможно либо затруднительно;

• позволяет не только пронаблюдать, но и предсказать ре­зультат эксперимента при каких-то особых условиях;

• позволяет моделировать и изучать явления, предсказыва­емые любыми теориями;

• является экологически чистым и не представляет опасно­сти для природы и человека;

• обеспечивает наглядность;

• доступно в использовании.

Метод компьютерного моделирования нашел применение в биологии, химии, социологии, экологии, физике, эконо­мике, лингвистике, юриспруденции и многих других сферах знания.

Компьютерное моделирование широко используется в обучении, подготовке и переподготовке специалистов:

• для наглядного представления моделей явлений микро­мира и мира с астрономическими размерами;

• для имитации процессов, происходящих в мире живой и неживой природы

• для моделирования реальных ситуаций управления сложными системами, в том числе аварийных ситуаций;

• для проведения лабораторных работ, когда нет необходи­мых устройств и приборов;

• для решения задач, если при этом требуется применение сложных математических методов и трудоемких расче­тов.

Важно помнить, что на компьютере моделируется не объективная реальность, а наши теоретические представления о ней. Объектом компьютерного моделирования являются ма­тематические и другие научные модели, а не реальные объ­екты, процессы, явления.

Критерием верности любого из результатов компьютерного моделирования был и остается натурный (физический, химический, социальный) эксперимент. В научных и практических исследованиях компьютерный эксперимент может лишь сопутствовать натурному, чтобы исследователь, сравнивая их результаты, мог оценить качество модели, глубину наших представлений о сути явлений природы.

Важно помнить, что физика, биология, астрономия, экономика, информатика – это науки о реальном мире, а не о виртуальной реальности.