1 дәріс. Модельдеудің түсініктемелері. Модельдеу мақсаты
жүктеу/скачать 0,51 Mb.
|
| 2-дәріс. Компьютерлік модельдеудің негізгі принциптері
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 көмегімен 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. Модель (Model, simulator) – 1) қасиеттері белгілі бір мағынадағы жүйенің немесе процесстің қасиеттеріне ұқсас объектілер немесе процесстер жүйесі; 2) сериялы бұйымдарды жаппай өндіруге арналған үлгі, эталон; кез-келген бір объекті жұмысы, мыс., процессордың жұмыс істеуін модельдейтін порграмма немесе құрылғы. Ол материалдық объект түрінде, математикалық байланымтар жүйесі ретінде немесе құрылымды имитациялайтын программа күйінде құрастырылады да, қарастырылатын объектінің жұмыс істеуін зерттеу үшін қолданылады. Модельге қойылатын негізгі талап – оның қасиеттерінің негізгі объектіге сәйкес келуі, яғни барабарлығы [1]. 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 гносеологиялық 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 бөлінеді. Материалдық модельдеу объектінңі геометриялық, физикалық, динамикалық және қызметтік сипатын нақты дәл береді. Идеалдық модельдеуге объектінің ойдағы бейнесі жатады. Ойша модельдеу тіл көмегімен іске асырылады [1]. «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 [1]. Модельдеу жүйесі (modeling system) – зерттелетін жүйенің немесе оның элементтерінің математикалық және физикалық аналогтарын құру және талдау. Модельдік тәжірибе зерттеу тәсілі ретінде жүйені жаңғыртуға және зерттеуге мүмкіндік ьереді, ал зерттелетін жүйеге тікелей тәжірибе жүргізу қиын, немесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз болуы мүмкін [1]. Табиғи объектілерді ешқандай модельдің толықтай бейнелей алмайтындығы белгілі. Табиғи объектілердің элементтерінің арасындағы байланыстардың көбінісе белгісіз болуы олардың күрделілігін айқындайды. Сондықтан табиғи объектілердің модельдері түпнұсқаға қарағанда қарапайым болады. Адамдар тарапынан құрылатын объектілерде мұндай жағдайлардың толық ескерілмеуі мүмкін [1]. Бірақ модельдеу барысында модельдеу мақсаты тұрғысынан қажетсіз детальдар еленбейді. Адамның практикалық, ғылыми қызметтерінде жұмыс істеуіне тура келетін объектілердің қандай да бір алмастырушысын құрады. Мұның табиғи көшірме – картина/скульптура; самолеттің ұшу қасиетін зерттеуге белгіленген макеті; қандайда бір бұйымның партиясын дайындауға арналған үлгісі болуы мүмкін. Адамның оқып үйренетін объект туралы ақпараттық моделінің негізін құрайтын қажетті ақпараттарды жинақтауы қажет. Практикалық есепті шешу тұрғысынан модельдерді пайдалану оқып үйренетін объектілерді модельдеудің мәнін, мазмұнын демонстрациялауға мүмкіндік береді. «Модель» термині көп мағыналы. Модель деп қандай да бір заттың кішірейтілген көшірмесін (самолет моделі, тұрғын үйлер макеті), математикалық формулалары, бұрыштан горизонтқа лақтырылған дененің ұшу моделін, іштен жану двигателі жұмысының моделін, бұйымдарды жинау моделін, құрамы бойынша сөйлем талдау моделін, қандай да бір нәрсенің эталонын (метр эталоны, килограмм эталоны) айтамыз. Жалпы түрдегі «модель» түсінігі төмендегідей негізде анықталады. Модель – модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетін объектінің/құбылыстың кейбір жақтарын ұқсастырып бейнелейтін жаңа объект. Модель – объектінің нақты жұмыс істеуіне сәйкестетнетін анықталған параметрлер бойынша жұмыс істейтін физикалық/ақпараттық алмастырушысы. Модульдеудегі ең бастысы модельдеуші объекті мен оның моделі арасындағы өзара ұқсас қатысы болып табылады. Барлық модельдердің көпбейнелілігі негізінен үш топқа бөлінеді: Материалдық (табиғи) модельдеуші объектінің сыртқы түрін, құрылымын (кристал торлардың модельдері, глобус), жағдайын (самолеттің радиобасқаралымды моделі) бейнелейтін кішірейтілген/ұлғайтылған көшірмелері; Бейнелеуші модельдер (геометриялық нүктелер, математикалыө маятник, идеал газ, шексіздік); Ақпараттық модельдер – модельденуші объектінің ақпаратты кодтау тілдерінің бірінде жазылған сипаттамасы (сөздік сипаттау, схемалар, сызбалар, картиналар, суреттер, ғылыми формулалар, бағдарламалар). Информатика курсында негізінен ақпараттық модельдер қарастырылады. Ақпараттық модель (информационная модель; information model) – 1) басқару жүйесінде - автоматандырылған өңдеуге жататын ақпарат айналымының процесін парамерлік ұсыну; 2) мәләметтер базасында – тұтастық шектеулер жиынтығы; мәліметтер құрылымын тудыратын ережелердің, олармен жүргізілетін операциялардың, сондай-ақ рұқсат етілетін байланыстар мен мәліметтердің мәнін, олардың өзгерістерінің тізбегін анықтайды; мәліметтер емн олардың арасындағы қатынастарды маткматикалы қжәне программалық тәсілдермен ұсыну; ақпарыттақ құрылымдар мен олармен жүргізілетін операцияларды формалдық баяндау[1]. Ақпараттық модельдердің басқа да ақпарат түрлері смяқтыөзіндік тасымалдаушысы болуы керек. Олар қағаз, сынып тақтасы, қабырға – яғни, бірнәрсе жазуға, бейнелеуге болатын дай кез-келген бет болуы мүмкін. Бұл тасымалдаушыларда модельдер түрі «физикалық» тәсілдермен; қалам, бор, бояу, диапроекторлық жарық бейнесі көмегімен жазылады.біздер жалпы жағдайда ақпараттық модель түсінігінің аясында берілетін мазмұнда түсінеміз. Мыаслы, квадраттық теңдеу формуласы қалай және қайда жазылғандығына қарамастан квадраттық теңдеу формуласы болып қала береді. Модель (фр. modele, ит. modello, лат. modulus - өлшем, үлгі) – бұл: Нақты объектінің қарапайымдандырылған нұсқасы; Заттың кішірейтілген/ұлғайтылған түрдегі макеті; Табиғат пен қоғамдағы қандай да бір процесстің/құбылыстың бейнесі, сипаттамасы және схемасы; Жұмыс істеуі анықталған параметрлер бойынша нақты объектінің жұмыс істеуіне ұқсас физикалық/ақпараттық аналогы; Анықталған шарттарда түпнұсқа объектінің бізді қызықтыратын қасиеттері мен сипаттамасын алмастыра алатын алмастырушы-объектісі; Модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетін объектінің/құбылыстың кейбір нақты жақтарын бейнелейтін жаңа объект. Ақпараттық модель – модельденуші объектінің ақпаратты кодтау тілдеренің бірінде сипатталуы. Модельдеу – бұл: Нақты бар объектілердің (заттар, құбылыстар, процесстер) модельдерін құру; Нақты объектіні қолайлы көшірмемен алмастыру; Таным объектілерін модельдері арқылы зерттеу. Модельдеу кез-келген мақсатқа бағытталған қызметтің ажырамас бөлігі. Модельдеу - танымның негізгі әдістерінің бірі. Нақты қызметтердегі объект модельдері төмендегі жағдайларға пайдаланылады: Материалдық заттарды бейнелеу; Белгілі фактілерді түсіндіру; Болжамдар құру; Зерттелінетін объект туралы жаңа білімдер алу; Болжау; Басқару және т.с.с. жүктеу/скачать 0,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|