Пәннің оқу-әдістемелік кешені «Физика және математика» ббб мәжілісінде қаралды
жүктеу/скачать 6,14 Mb.
|
| Энергетикалық эксперимент зерттеу объектісіне әртүрлі энергия түрлерінің (механикалық, жылу, электромагнит және т.б.) әсерін зерттеу үшін қолданылады. Эксперименттің бұл түрі жаратылыстану ғылымдарында кең таралған.
Бір факторлы эксперимент: – бөлу особозначимых факторлар; - зерттеушіні қызықтыратын факторлардың кезектесіп түрленуі; - кедергі факторларын тұрақтандыру. Көп факторлы эксперименттің мәні барлық айнымалылар бірден өзгереді және әр әсер осы эксперименттер сериясында жүргізілген барлық эксперименттердің нәтижелері бойынша бағаланады. Пассивті эксперимент жүргізу кезінде объектіні оның жұмыс істеуіне жасанды араласусыз бақылау нәтижесінде тек таңдалған көрсеткіштерді (айнымалыларды, параметрлерді) өлшеу көзделеді. Мысалы, бақылау: жалпы аурулардың санын немесе қандай да бір белгілі бір ауруды; көлік ағындарының қарқындылығын, құрамын, қозғалыс жылдамдығын, адамдардың белгілі бір тобының жұмыс қабілеттілігін; жол-көлік оқиғаларының санын және т. б. Белсенді эксперимент арнайы кіріс сигналдарын (факторларды) таңдаумен байланысты және зерттелетін жүйенің кіруі мен шығуын бақылайды. Технологиялық эксперимент технологиялық процестің элементтерін (өнім, жабдық, қызметкерлердің қызметі және т.б.) немесе жалпы процесті зерделеуге бағытталған. Эксперименттік зерттеулердің ерекше түрі-есептеу эксперименті. Есептеу эксперименті математикалық модельдерді қолдануда техникалық база ретінде қолданбалы математика мен электронды компьютерлерді қолдануға негізделген зерттеу әдістемесі мен технологиясы деп аталады. Ол әртүрлі эксперименттік жағдайларда көрінетін объектінің қасиеттерін көрсете алатын арнайы математикалық құрылымның көмегімен қалыптасатын зерттелетін объектілердің математикалық модельдерін құруға негізделген. Бірақ бұл математикалық құрылымдар кейбір жағдайларда модельдерге айналады: - құрылым элементтеріне физикалық түсінік берілген кезде; - математикалық құрылым параметрлері мен объектінің эксперименталды анықталған қасиеттері арасындағы қатынасты орнатқан кезде; - модель мен модельдің кейбір элементтерінің сипаттамалары тұтастай алғанда объектінің қасиеттеріне сәйкес келеді. Математикалық құрылымдар зерттелетін объектінің моделі болып табылады және математикалық, яғни символдық немесе символдық түрде табиғатта объективті тәуелділіктер, байланыстар мен заңдылықтарды көрсетеді. Әрдайым дерлік математикалық модель немесе оның бөлігі тиісті түсіндірмелері бар көрнекілік элементтерімен бірге жүруі мүмкін, мысалы, диаграммалар, графиктер, сызбалар және т.б. кейде күрделі құрылғының моделі қарапайым объектінің моделіне ұқсас болуы мүмкін. Әрбір есептеу эксперименті есептеу математикасының әдістеріне негізделген математикалық модельге негізделген. Электрондық компьютерлердің қарқынды дамуымен қатар көптеген бөлімдерден тұратын заманауи Есептеу математикасы да дамуда. Мысалы, жақында дискретті талдау пайда болды, бұл кез-келген сандық нәтижені тек арифметикалық және логикалық әрекеттер арқылы алуға мүмкіндік береді. Мұнда математиканың міндеті арифметикалық амалдар тізбегі, яғни шешім алгоритмі түрінде шешімдерді ұсынуға дейін азаяды. Есептеу экспериментінің теориясы мен практикасы есептеу математикасының әдістерін математикалық модельдеу негізінде құрылды. Есептеу экспериментінің технологиялық циклі бірнеше кезеңге бөлінеді. 1. Зерттелетін объект үшін физикалық модель жасалады. Қарастырылып отырған құбылыста ол барлық қолданыстағы факторлардың негізгі және қайталама болып бөлінуін белгілейді. Зерттеудің осы кезеңіндегі соңғысы алынып тасталады. Сонымен қатар, модельдің қолданылуына болжамдар мен шарттар, сондай-ақ алынған нәтижелер әділ болатын шекаралар тұжырымдалады. Жаратылыстанудың немесе техниканың осы саласын жақсы білетін мамандар, сондай-ақ математикалық есепті шешуге мүмкіндік беретін математиктер математикалық модель жасайды. Модель математикалық тұрғыдан дифференциалдық немесе интегро-дифференциалдық теңдеулер түрінде жазылады. 2. Тұжырымдалған математикалық есепті есептеу әдісі әзірленуде. Бұл есеп есептеулер жүргізілуі керек алгебралық формулалардың жиынтығы, сондай-ақ осы формулаларды қолдану реттілігін көрсететін шарттар түрінде ұсынылады. Мұндай формулалар мен шарттардың жиынтығы есептеу алгоритмі деп аталады. Есептеу эксперименті көп бағытты сипатқа ие, өйткені тапсырмаларды шешу көбінесе көптеген кіріс параметрлеріне байланысты болады. Дегенмен, есептеу экспериментіндегі әрбір нақты есептеу барлық параметрлердің белгіленген мәндерімен жүзеге асырылады. Есептеу экспериментінің нәтижесінде параметрлердің оңтайлы жиынтығын анықтау міндеті жиі қойылады. Оңтайлы орнатуды құру кезінде сіз тек кейбір параметрлердің мәнімен ерекшеленетін мәселенің бірдей нұсқаларының көптеген есептеулерін жүргізуіңіз керек. Сондықтан есептеу экспериментін ұйымдастырған кезде эксперимент жүргізуші тиімді сандық әдістерді қолдануы керек. 3. Мәселені шешудің алгоритмі мен бағдарламасы әзірленуде. 4. Бағдарламада есептеулер жүргізу кезінде нәтиже кейбір сандық ақпарат түрінде алынады, оны кейін шешу керек. Есептеу экспериментінде ақпараттың дәлдігі оған негізделген модельдің сенімділігімен, бағдарламалар мен алгоритмдердің дұрыстығымен анықталады, ол үшін әдетте алдын-ала "сынақ" сынақтары өткізіледі. 5. Есептеу нәтижелерін өңдеу, оларды талдау және қорытындылар. Бұл кезеңде математикалық модельді нақтылау қажет болуы мүмкін, яғни оны жеңілдету немесе қиындату; қажетті ақпаратты қарапайым түрде алуға мүмкіндік беретін жеңілдетілген инженерлік шешімдер мен формулаларды құру бойынша ұсыныстар пайда болады. Егер табиғи эксперименттер жүргізу және физикалық модель құру мүмкін болмаса немесе тым қымбат болса, есептеу эксперименті ерекше мәнге ие болады. Есептеу экспериментінің мысалы адамның қоршаған ортаға қазіргі заманғы әсерінің ауқымын зерттеу болуы мүмкін. Мысалы, жер бетіндегі климаттық жағдайлардың өзгеруі атмосферада, мұхитта және жер бетінде физикалық ағындардың өте күрделі өзара әрекеттесуінің нәтижесі болып табылады. Сондықтан Климаттық жүйені барлық осы өзара әрекеттесулерді ескеруі керек тиісті математикалық модель арқылы зерттеуге болады. Климаттық жүйенің ауқымы өте үлкен, тіпті бір аймақта эксперимент өте қымбат. Алайда, жаһандық климаттық эксперимент әлі де мүмкін, бірақ толық емес, бірақ нақты Климаттық жүйені емес, оның математикалық моделін зерттейтін есептеу. Ғылым мен техникада есептеу эксперименті күрделі жүйелерді зерттеуде жалғыз мүмкін болатын көптеген салалар белгілі. Қорытындылай келе, эксперименттің кез-келген түрін жүргізу үшін қажет: тексеруге жататын гипотезаны тұжырымдау; эксперименттік жұмыс бағдарламаларын жасау; зерттеу объектісіне араласудың әдістері мен тәсілдерін анықтау; эксперименттік жұмыстар рәсімін жүзеге асыру үшін жағдай жасауды қамтамасыз ету; эксперименттің барысы мен нәтижелерін белгілеудің жолдары мен тәсілдерін жасау; эксперимент құралдарын дайындау (модельдер, қондырғылар, құрылғылар және т. б.); экспериментті қажетті қызмет көрсету персоналымен қамтамасыз ету. жүктеу/скачать 6,14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|