Современные методы информатики: моделирование
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Актуальность исследования. Информационные технологии в значительной степени изменили жизнь людей, поэтому практически невозможно представить какую-либо деятельность, которая не зависит от компьютеров. Когда появились первые компьютерные системы, люди пытались использовать компьютеры для решения сложных проблем в различных областях. С развитием промышленности спрос на компьютеры и вычислительные программы в структурном анализе изменился. Традиционные методы конструирования заменяются компьютерными программами, которые имеют возможность прогнозировать поведение конструкций при различных условиях нагрузки. Таким образом, дорогие эксперименты, тесты и исследования заменяются более дешевыми и более мощными вычислительными методами, которые не требуют разрушения самой конструкции для определения ее пропускной способности. Одним из популярных методов, является компьютерное моделирование. Моделирование в научных исследованиях стало применяться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний: техническое конструирование, строительство и архитектуру, астрономию, физику, химию, биологию и, наконец, общественные науки. Большие успехи и признание практически во всех отраслях современной науки принес методу моделирования ХХ в. Однако методология моделирования долгое время развивалась независимо отдельными науками. Отсутствовала единая система понятий, единая терминология. Лишь постепенно стала осознаваться роль моделирования как универсального метода научного познания. Термин "модель" широко используется в различных сферах человеческой деятельности и имеет множество смысловых значений. Методами компьютерного моделирования пользуются специалисты практически всех отраслей и областей науки и техники - от истории до космонавтики, поскольку с их помощью можно прогнозировать и даже имитировать явления, события или проектируемые предметы в заранее заданных параметрах. Необходимость приоритетного развития образования в настоящее время обусловлена научно-техническим прогрессом и глобальной технологизацией передовых стран мира. Уровень современного производства, науки и техники, а также социальные преобразования определяют заинтересованность общества в подготовке конкурентоспособного, высококвалифицированного, интеллектуального и инициативного специалиста с развитым творческим мышлением. Цель исследования – изучить основы компьютерного моделирования как современного метода информатики. Следующие задачи были поставлены для достижения цели исследования: - рассмотреть теоретические основы моделирования: понятие, сущность и виды; - изучить систему компьютерного моделирования; - проанализировать сферы применения компьютерного моделирования; - рассмотреть применение компьютерного моделирования в технологиях виртуальной реальности. Методы исследования: историко-генетический, анализ специализированной литературы, наблюдение, обобщение, анализ эмпирической базы исследования. Структура работы: работа состоит из введения, основного текста, разбитого на параграфы и главы, заключения и списка литературы.
Моделирование: понятие, сущность и виды
Модель - объект или описание объекта, системы для замещения (при определенных условиях предложениях, гипотезах) одной системы (т.е. оригинала) другой системы для изучения оригинала или воспроизведения его каких - либо свойств. Модель - результат отоб...
Система компьютерного моделирования
Компьютерное моделирование - метод решения задачи анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели. Компьютерное моделирование или компьютерная модель - это компьютерная программа, которая пытается симулировать абст...
Применение компьютерного моделирования в технологиях виртуальной реальности
Виртуальная реальность и компьютерное моделирование становятся все более захватывающими и набирают популярность с каждым годом. Технология виртуальной реальности (VR) появилась в 1980-х годах, когда были разработаны и реализованы системы, состоящие ...
Открыть главуЗаключение
Таким образом, можно сделать следующие выводы исследования. Компьютерное моделирование впервые появилось в качестве научного инструмента в метеорологии и ядерной физике в период, непосредственно последовавший за Второй мировой войной, и с тех пор стало необходимым в растущем числе дисциплин. Компьютерное моделирование - это дисциплина, набирающая популярность в разных областях. Компьютерное моделирование используется для изучения динамического поведения объектов или систем в ответ на условия, которые не могут быть легко или безопасно применены в реальной жизни. Например, ядерный взрыв может быть описан математической моделью, которая включает такие переменные, как тепло, скорость и радиоактивные выбросы. Затем можно использовать дополнительные математические уравнения, чтобы приспособить модель к изменениям определенных переменных, таких как количество делящегося материала, который произвел взрыв. Моделирование особенно полезно для того, чтобы позволить наблюдателям измерить и предсказать, как на работу всей системы может повлиять изменение отдельных компонентов в этой системе. Более простые моделирования, выполняемые персональными компьютерами, состоят в основном из бизнес-моделей и геометрических моделей. Первый включает в себя таблицу, финансовые и статистические программные программы, которые используются в бизнес - анализе и планировании. Геометрические модели используются для многочисленных приложений, которые требуют простого математического моделирования объектов, таких как здания, промышленные детали и молекулярные структуры химических веществ. Более сложные моделирования, такие как моделирование погодных условий или поведения макроэкономических систем, обычно выполняются на мощных рабочих станциях или мэйнфреймах. Винженерные, компьютерные модели вновь проектируемых конструкций проходят имитационные испытания для определения их реакции на стресс и другие физические переменные. Моделированием речных систем можно манипулировать, чтобы определить потенциальное воздействие плотин и ирригационных сетей до того, как будет осуществлено какое-либо реальное строительство. Другие примеры компьютерного моделирования включают оценку конкурентных ответов компаний на конкретном рынке и воспроизведение движения и полета космических аппаратов. Компьютерное моделирование может помочь в проектировании, создании и оценке событий и сложных систем. Дизайнеры, программисты, ученые, аналитики, инженеры и другие специалисты используют имитационное моделирование компьютера в своей работе для оценки той или иной ситуации или события. Список наук, широко использующих компьютерное моделирование, расширился и теперь включает астрофизику, физику элементарных частиц, материаловедение, инженерию, механику жидкости, науку о климате, эволюционную биологию, экологию, экономику, теорию принятия решений, медицину, социологию, эпидемиологию и многие другие.
Список литературы
Алексеев, Д. В. Введение в компьютерное моделирование физических задач: Использование Microsoft Visual Basic / Д.В. Алексеев. - М.: Ленанд, 2019. - 272 c. Белов, В. В. Компьютерное моделирование и оптимизирование составов композиционных строительных материалов: Монография. / В.В. Белов. - М.: АСВ, 2015. - 264 c. Кардашев, Г. А. Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналоговых устройств / Г.А. Кардашев. - М.: Горячая линия -Телеком, 2015. - 260 c. Овечкин, Г. В. Компьютерное моделирование: Учебник / Г. В. Овечкин. - М.: Академия, 2018. - 432 c. Федоров, С. Е. Компьютерное моделирование и исследование систем автоматического управления: учебно-методическое пособие для вузов / С. Е. Федоров. - М.: Русайнс, 2018. - 256 c. Александров, А. С. Математическая теория системного проектирования: элементы и методы / А. С. Александров. - М.: Фербер, 2014. - 754 c. Ковальский, К. Компьютерное моделирование: как компьютеры делают прогнозы / К. Ковальский – М.: ТНК, 2014. - 103 c. Армстронг, В. С. Компьютерное моделирование как технологическая особенность в эмпирических науках / В С. Армстронг, М.: ТНК, 2018. – 481 с. Хартман, С. Мир как процесс. Моделирование в естественных и социальных науках / C. Хартмен, М.: Фербер, 2015. – 53 с. Хамфрис, П. Проверка и валидация компьютерного моделирования: философский анализ / П. Хамфрис, Финляндия, 2013. – 110 с. Федоров, С. Е. Компьютерное моделирование: сотрудничество между экспериментами и моделированием / С. Е. Федоров. - М.: Русайнс, 2016. – 362 c. Моррисон, М. Восстановление реальности: модели, математика и симуляции / М. Моррисон, Финляндия, - 2015. – 22 с. Клыпин, А. А. Сравнение значения и использования моделей в математических и эмпирических науках / А. А. Клыпин, М.: Горячая линия -Телеком, - 2015. – 277 c. Винсберг, Э. Компьютерное моделирование и философия науки / Э. Винсберг, М.: ТНК, - 2014. - 501 c.
