Этапы компьютерного моделирования

1) Описание (постановка) задачи. Задача формулируется на обычном языке. Главное здесь – определить объект моделирования и представить конечный результат.

2) Определение целей моделирования. Прежде всего, необходимо определить цели моделирования в соответствии с поставленной задачей, которые оказывают направляющее влияние на весь процесс моделирования.

3) Разработка информационной модели. Этот этап включает содержательное описание объекта с дальнейшей его формализацией. Выделяются объекты моделирования и дается их развернутое содержательное описание. Описание включает сведения о природе объектов, их зависимости и связи, перечисление свойств и характеристик отдельных объектов и моделируемой системы в целом. Свойства учитываются не все, а лишь те, которые можно считать существенными в зависимости от выбранной цели. В результате выстраивается описательная информационная модель объекта, которую называют вербальной. При формализации модели осуществляется переход от описательной модели к конкретному математическому наполнению. Указывается перечень параметров, которые влияют на поведение объекта – исходные данные, и которые желательно получить – результат. Формализуются зависимости между выделенными параметрами, накладываются ограничения на их допустимые значения. Формализация – процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков. Является этапом перехода от словесного описания связей между признаками объекта к описанию, использующему некоторый формальный язык кодирования. Как правило, результатом формализации является математическая модель. Помимо алгебраических зависимостей, математическая модель может иметь геометрическое или логическое представление. Другими знаковыми формами модели, возможными здесь, являются таблицы, блок-схемы, чертежи – все, что способствует лучшему представлению задачи.

4) Разработка компьютерной модели. На этом этапе формализованная модель преобразуется в модель компьютерную. Существует множество программных комплексов и сред, которые позволяют проводить построение и исследование моделей. К ним относятся графические среды, текстовые редакторы, среды программирования, электронные таблицы, математические пакеты, СУБД, HTML-редакторы. Одну и ту же задачу можно решить, используя различные среды. От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели и форма его представления. Это может быть программа, реализуемая в какой-то среде программирования, или последовательность технических приемов в прикладной среде. Выполняется реализация компьютерной модели по законам выбранной среды. Получаемые результаты более информативны и наглядны, если они выведены в виде графиков, диаграмм, траекторий и тому подобное. Модель нельзя назвать готовой, пока в ней содержатся ошибки. Обязателен этап, который называется тестированием модели. В программировании этот этап состоит из процессов трансляции и отладки программы. Уже на этапе тестирования может выявиться необходимость корректировки (изменения) исходной модели, прежде всего в той ее части, где заложено смысловое содержание.

5) Исследование модели. Исследование заключается в проведении серии экспериментов, удовлетворяющих целям моделирования, и накоплении результатов. Эксперимент – это опыт, который производится с объектом или моделью. Он заключается в выполнении некоторых действий, чтобы определить, как реагирует экспериментальный образец на эти действия. Каждый эксперимент должен сопровождаться осмыслением итогов, что служит основой для анализа результатов и принятия решений.

6) Анализ результатов моделирования. Полученные результаты позволяют ответить на вопрос: «Продолжить исследование или закончить?» Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, на предыдущих этапах были допущены ошибки. Если такие ошибки выявлены, то требуется корректировка модели.

Нет

Да

Итак, модели, предназначенные для имитации и выполнения некоторых существенных функций реальных объектов и соответствующие поставленным целям моделирования, являются моделями решения функциональных задач. Математические и компьютерные модели, созданные на основе математических, являются моделями решения вычислительных задач.

Поиск по сайту: