Компьютерді модельдеу кезеңдері
жүктеу/скачать 88,29 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Ақпараттық модельдеу жүйесі
|
Мазмұны
КІРІСПЕ Бастапқыда модель деп анықталған жағдайда объектіні алмастыратын қандай да бір көмекші объект аталған. Сондықтан табиғат зандарының әмбебаптығы, модельдеудің жалпылығы, және біздің білімдерімізді модель түрінде бейнелеудің мүмкіндіктері сәйкессіз болды. Мысалы ертедегі философтар табиғи процестерді модельдеу мүмкін емес, табиғи және жасанды процестер түрлі зандылықтарға бағьшады деп санады. Олар табиғатты тек кана логиканың, талқылау әдістерінің, пікір алмасулардың, яғни замандык терминологияның, тілдік модельдеудің көмегімен бейнелеуге болады деп жобалады. Ұзақ уақытгар бойына "модель" түсінігі арнайы типтегі материалдык объектілерге ғана, мысалы манекен (адам денесінің моделі), плотинаның кішірейтілген гидродинамикалық моделі, кемелер мен самолеттердің, жануарлардың модельдері ретінде қалыптасты. Уақыт өте келе накты объектілер жасанды сызбалардың, суреттердің, карталардың модельдік ерекшеліктері арқылы сипаттала бастады. Келесі қадамда модель ретінде нақты объект ғана емес абстрактылы, идеалдық қүрылымдардың да жұмыс істеу мүмкіндіктері белгілі болды. Мұның мысалы математикалық модельдер бола алады. Математика негіздерін зерттеумен айналысатын математиктер мен философтардың еңбектерінің нәтижесінде моделъдер теориясы жасалды. Онда модель бір абстрактылы математикалык кұрылымның баскасына бейнелену, түрлендіру нәтижесі болып анықталады. Модель (Model, simulator) - 1) қасиеттері белгілі бір мағынадағы жүйенің немесе процестің қасиеттеріне үқсас объектілер немесе процестер жүйесі; 2) сериялы бұйымдарды жаппай ендіруге арналған үлгі, эталон; кез-келген бір объекті жұмысы, мыс., процессордың жұмыс істеуін модельдейтін программа немесе қүрылғы. Ол материалдық объект түрінде, математикалық байланыстар жүйесі ретінде немесе құрылымды имитациялайтын программа күйінде құрастырылады да, қарастырылатын объектінің жұмыс істеуін зерттеу үшін қолданылады. Модельге қойылатын негізгі талап - онын касиетгерінің негізгі объектіге сөйкес келуі, яғни барабарлығы. Соңғы кездердегі ғылым мен акпараттық технологиялардың қарыштай дамуы барлық дерлік ғылыми-зертгеу жұмыстарында зертгелетін объектіні модельдеу жұмыстарын өз деңгейінде жүргізуді талап етуде. Модельдер барлық жерде дерлік кездеседі. Олардың саны орасан зор. Олардың кейбірі ескіреді, ұмытылады, жоғалады. Компьютерлік модельдердің ақпараттьщ модельдерден сапалык айырмасы жоқ. Компьютерлік модельдеуді өзіндік ерекшеліктеріне орай акпараттық модельдеудің ерекше түрі деп айтуға болады. Компъютерлік модель (computer model) - 1) таңдалынған программальқ ортаға бейімделінген акпараттык модельді ұсыну формасы; 2) программалық ортаның кұралдарымен жасалынған модель. Ақпараттарды модельдеу турлерін таңдауда және құруда зерттеушінің маман ретіндегі танымы мен біліктілік деңгейі, эстетикалык талғамы көрінеді. Дұрыс таңдалған және өз дәрежесінде тиімді құрылған модель түрлерін зерттеу жұмыстары жеңілдетіп, объект туралы толығырақ мәлімет алуға септігін тигізеді. Әрбір модель үшін оның кеністіктегі "субъект-объект-нақтылык" орньш анықтауға болады. Таным қарым-катынастың ажырамас бөлігі, ал қарым-қатынас практикалық іс-әрекетпен қабаттаса жүреді. Ақпараттык модель әрқайсысын бейнелеуге таңдалған бейнелеу тіддерінің формалдылығын сипаттай алады. Әрбір ақпараттық модельді кеңістіктегі "субъект-объект-формалдау дәрежесі" нүктелеріне сәйкес койып көруге болады. Ақпараггық модельдерді сипаттау тілі бойынша мысалы, математикалық модельдер, кестелік модельдер сияқты мақсатты түрде классификациялауға болады. КОМПЬЮТЕРДІ МОДЕЛЬДЕУ КЕЗЕҢДЕРІ 1.1. Компьютерлік модельдеу Модельдеу типi (simulation language) - зерттеліп жатқан объектіні улгілеу үшін кажетті бастапқы ақпарат берілетін жобалау тілі. Субъектінің практикалық қызметінің сферасы модельдеу объектісін басқару процесіндегі модельдің қатысына байланысты қайталанылуы мүмкін. Бұл жағдайда модельдің келесі түрлері: тіркелуші, эталондык, болжамдық, оңтайланған, имитациялык деп бөлінеді. Модельдеу құбылысының қосымша мүмкіндіктерін ашуға мүмкіндік: беретін модельдер кластарының басқалай да берілуі түрлерін тандауға болады. Информатика курсында компьютер кемегімен құруға, зерттеуге болатын модельдер карастырылады. Акпараттык модельдерді компьютерлік деп ерекше класка белуге бола ма? Компьютер көмегімен мәтіндер, графикалар, кестелер, диаграммалар сияқты көптеген объектілерді құруға, зерттеуге болады. Бірақ бұл объектілердің басқа да орталардың көмегімен құруға, зерттеуге болады. Демек, компьютер көмегімен жасалатын жұмыстардың барлығын компьютерсіз де жасауға болады. Мұндағы негізгі мәселе жұмсалатын ресурстарға, уакытқа, пайдаланылатын технологияларға байланысты. Компьютерлік модельдердің ақпараттьқ модельдерден сапалык айырмасы жоқ. Компьютерлік модельдеуді өзіндік ерекшеліктеріне орай акпараттық модельдеудің ерекше түрі деп айтуға болады. Компъютерлік модель (computer model) - 1) таңдалынған программальщ ортаға бейімделінген акпараттык модельді ұсыну формасы; 2) программалық ортаның кұралдарымен жасалынған модель. Компьютерлік модельдерге байланысты бастапкы жүмыстар гидравлика, жылу алмасу, катты дененің механикасы т.с.с есептер тобын шешуде жүргізілді. Модельдеу ЭЕМ мүмкіндіктері, жүмыс істеу принциптері мен математикалык модельдердің адаптациясы болатын күрделі теңдеулер жүйесінін сандык шешімін бейнелейді. Физикадагы компьютерлік модельдердің табыстары химия, электроэнергетика, биология есептерін шешуде де кең таралды. Компьютерлік модельдеу негізінде шешілетін есептердін күрделілігі ЭЕМ-нің мүмкіндіктеріне байланысты шектеледі. Модельдеудің компьютерлік түрлері қазіргі кезде де кеңінен колданыс табуда. Компьютерлік модельдеудін мүмкіндіктерін кеңейтіп, қолдану тәсілдерін жеңілдететін ішкі бағдарламалар мен сандык математика тәсілдерінің формаларымен толықтырылған функциялардың кітапханалары бар. Сондай-ақ, "компьютерлік модельдеу" түсінігі XX ғасырдың 50-ші жылдары биологиядағы күрделі жүйелерді автоматтандырылган экономикалық-үйымдастырылған басқару жүйесін құруда жүйелік талдаумен жиі қолданған. Күрделі жүйелерді талдаудағы компьютерлік модельдеу зерттелетін объектінің математикалық-логикалық күйін модельдеу, объектінін кызметтік алгоритміне айналатын, компьютерлерге арналған бағдарламаларды комплексті түрде дайындайтын имитациялық модельдеу болып табьшады. Кез-келген объект күйін имитациялауға болады, бірақ имитациялық модельдеу бәрінен бүрын тандалған басқару стратегиясына тәуелді күрделі жүйелердің алдағы уакыттағы күйін болжаудын зерттелуін қарастырады. Графикалық интерфейстер мен колданбалы бағдарламалардың графикалык пакеттерінін дамуынын негізінде объектінің сырткы түрі мен кұрылымын компьютерлік модельдеу кең таралды. Қазіргі кезде компъютердік модель ретінде: -өзара байланысты компьютерлік суреттердін, кестелердің, схемалардың, диаграммалардың, графиканың, анимациялық фрагменттердің, гипертекстердің көмегімен сипатталған объектінің шартты бейнесі айтылады. Бұл түрдегі компьютерлік модельдер қурылымдъқ-функционалдъқ деп аталады; -түрлі факторлардағы объектіге әсер ету шарттарының функциялану процесін имитациялауды ретгелген есептеулер мен графикалық бейнелеулер нәтижесін шығаруға мүмкіндік беретін жеке бағдарламар комплекстері аталады. 1.2. Имитациялық компьютерді модельдеу Имитациялық компьютерлік модельдеу модель бойынша модельдеуші жүйенің сандық және сапалық функциялаңу нәтижесін алуға негізделген. Модельдерді талдау нәтижесінде алынған сапалык корытындылар күрделі жүйенің: құрамы, даму динамикасы, орнықтылығы, бүтіндігі сияқты бұрын белгісіз болып келген касиеттерін ашуға мүмкіндік береді. Сандык қорытындылар негізінен жүйені сипаттайтын болашак және бұрыннан белгілі параметрлердің мәндерін түсіндіруде болжамдык сипатты иеленеді. Компьютерлік модельдеудің пәні ақпараттык есептеу желісі, технологиялык процесс болуы мүмкін. Компьютерлік модельдеудің мақсаты - экономикалық, әлеуметтік, ұйымдастырушы техникалық сипатта шешім дайындап, кабылдауға пайдаланылуы мүмкін мәліметтер алу. Компьютерлік модельдеу информатика пәнімен технологиялық жағынан байланысады. Компьютерлер мен ақпаратгы өңдеудің сәйкес технологияларын пайдалану экологтардың, экономистердің, физиктердің және т.б. қызметтерінің ажырамас бөлігі. Төменде келтірілген аныктамалар модельдер мен олардың айырмашылық ерекшеліктерін нақтылай түсінуге көмектеседі. Табиғи (физикалық, заттық-энергетикалық) модельдеу - модель мен модельдеуші объект өзара нақты объектілерді немесе бірдей түрлі физикалық процестерінін табиғатын бейнелейтін модельдеу. Программальқ модельдеу (Program document modification) - 1) қүрылғының немесе жүйенін іс-әрекетін программаның көмегімен модельдеу; 2) программалык жасақтаманың жүмысын модельдеу]. Ақпараттьқ модель - бүл объектінің кандай да бір тілдегі сипаттамасы. Модельдің абстракциялық компоненттері физикалық дене емес сигнаддар мен белгілер болады. Түрлі белгілер жүйелерінде ақпараттық процестерді сипаттайтын белгілік модельдер класы. Дескріттивтік (ағ. descriptive - сипаттамалық) модель - объектінің қандай да бір тілде сөздік сипатталуы. Моделъдеу (Моделирование; simulation) - кез-келген құбылыстардың, процестердің немесе объект жүйелерінің касиеттері мен сипаттамаларын зерттеу үшін олардың үлгісін құру (жасау) және талдау; бар немесе жаңадан күрастырылған объектілердің сипатын анықтау немесе айқындау үшін олардың аналогтарында (моделінде) объектілердің әр түрлі табиғатын зерттеу әдісі. Модельдің төрт деңгейде түпнұсқасы бар: 1-элементтер деңгейінде, 2-кұрылым дейгейінде, 3- қалып-күй немесе қызметтік деңгейін, 4-нәтижелер дейгейінде. Сипаты бойынша модельдеу материалдық және вдеалдық болып бөлінеді. Материалдық модельдеу объектінін геометриялық, физикалық, динамикалық және қызметтік сипатын нақты дәл береді. Идеалдық модельдеуге объектінің ойдағы бейнесі жатады. Ойша модельдеу тіл көмегімен іске асырылады. "Модель" түсінігі кибернетикада бақыланатын объектілер класын сипаттайтын теорияның моделін белгілеуде жиі қолданылады. Демек, кибернетикада берілген накты объектінің моделі осы объект туралы теорияның моделі болып табылады. Компьютерлік модельдеу - бұл да оқып үйренетін объекті теориясының модельденуі. Модель қуруды неден бастау қажет? Біріншіден модельдеу мақсаты тұрғысынан объектіні талдау қажет. Бұл сатыда объектінін модельдеу субъектісіне таныс барлық қасиеттері карастырылады. Объектінің көптеген қасиеттері мен белгілерінің арасынан модельдеуде бейнеленуге тиісті қасиеттердің накты болуы мүмкін. Модельдеу максаты анықталған соң - модельдеу мақсаты түрғысынан модельдеуші объектінің накты белгілерін айқындау кажет. Бүл белгілер: объектінін сыртқы түріне; объектінің күрылымына; объектініңт күйіне қатысы болуы мүмкін. Компьютерлік модельдеу мақсатының түрліше болуына байланысты барлық жағдайлар үшін беріледі, қасиеттерді, қатынастарды ерекшелейтін бірдей белгіленген тәсіл қазір жоқ. Нақты белгілердің дұрыс және толық ерекшеленуі күрылған модельдеудің берілген максатына сәйкестенеді, яғни оның модельдеу мақсатына адекватгылығына тәуелді болады. Модельдіқ адекваттылығы модельдеу объектісінде нақты ерекшеленген белгілердің кандай да бір формада бейнеленуіне тәуелді болады. Адекваттылык - модельдеудің негізгі түсініктерінің бірі. Модельдеу объектісінін ерекпіеленген белгілерін ұсыну формаларын таңдау - модельдеу практикасының келесі сатысы болып табылады. Модельдерді үсынуда формалаудың: сөздік сипаттама, сызба, кесте, формула, схема, алгоритм, компьютерлік бағдарлама сияқты түрлерінің қолданылуы мүмкін. Объектінің ерекшеленген қасиеттері мен белгілерінщ бейнелеу формасы таңдалынған соң, тандалған формадағы ерекшеленген қасиеттерге байланысты формалдау жұмысына кірісу кажет. Формалау процесі, мысалы компьютерлік модель бүйымның жиналу сызбасын құруда өзіндік ерекшеліктері мен сатыларына иелік етеді. Формалдау сатысының нөтижесі ақпараттық модель болады. Модельдеу процесін аяктау туралы айтпас бүрын құрылған модельдің модельдеу мақсатына және объектіге адекваттылығын тексеру қажет. Құрылған модельде мақсатқа сәйкес кайшылыктар кездессе сызбаны түзету, бағдарламаға езгерістер енгізу, қолданылатын формулаларды нақтылау әрекеттерін орындап, модельдің дәлдігін кайта тексеру қажет. Алынған модельдің модельдеу объектісінің бейнелену адекваттылығына талдау жасап, модельдеу мақсатына жету -модельдеудің соңғы сатысы. Қазіргі кезде әрбір жағдайда объектінің қандай белгілі қасиеттершің накты қасиет ретінде қарастырылатыны туралы әмбебап анықтамалык ереже жок. Компьютерлік модельдеу шарты мүмкіндік берсе түрлі қасиеттерінің құрамымен бірнеше модельдер кұрып, олардың объектіні модельдеу мақсатына адекваттылығын бағалау қажет. Формалау - модельдеу объектісінің нақты қасиеттері мен белгілерін тандалған формаға келтіру. Акпараттық модельдерді бейнелеу формасының сөздік сипаттама, кесте, сурет, алгоритм, сызба түрінде болуы мүмкін. Прициптері түрлі келісі ауыспалы, бейнеленген,сапасын,санын қажет етеіді. Классификацияның бірінші саласын дәлелдеу үшін толықтыру үшін үшінші класс енгізілген,оған байланысты,ауыспалы бөлікті жүйелер мінезі бар, ал қалғандары көрініс мөлшері болып табылады Екінші деңгей классификациялық жүйенің ауыспалы жүктеудің дискретті және үзіліссіз математиканың айырмашылық методы бейнеленген,олардың жағдайлары келтірілген,жүйелердің үзіліссіз жүйелерді көрсетілген кезде,дискретті ауыспалы жүйелері де. Жүйеде аралас сапа-мөлшері екінші деңгейді біріншілік екі тарауды біріктіруде көрсетілген. Үшінші сатының классификациясы барлык екінші сатыдағы класстарға бірдей жэне олардың тек біреуінде ғана корсетілген, осыған қарап олардың бірінші қүрамына қорытынды берейік:жүйе белгісіз максаттарда жэне кұрылғыларда жүмыс істейтінін мойындаймыз.Сонда осылардың оку жүйесі түсінікті олардың келіс әдістемелері мен методтарын оку мағыналы ерекшеленеді.Олардың карапайым объектісін қараған кезде біріниііден олардың мэліметін қазіргі объект жүйесін айқындап белгілеу керек немесе амал жасау керек. 1.3. Ақпараттық модельдеу жүйесі Модельдеуші (модель субъектісі) тек адам бола алады. Модельдеу объектісі табиги (өсімдік, күн системасы) және адамньң ықпалымен құрылып жасанды болуы мүмкін. Моделъдеу жүйесі (modeling system) - зерттелетін жүйенің немесе оның элементтерінің математикалык және физикалык аналогтарын күру және талдау. Модельдік тәжірибе зерттеу тәсілі ретінде жүйені жаңғыртуға және зерттеуге мүмкіндік береді, ал зерттелетін жүйеге тікелей тәжірибе жүргізу қиын, немесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз болуымүмкін. Табиғи объектілерді ешқаңдай модельдін толықтай бейнелей алмайтындығы белгілі. Табиғи объектілердің элементгерінің арасындагы байланыстардың көбінесе белгісіз болуы олардың күрделілігін айқындайды. Сондыктан табиғи объектілердің модельдері түпнұсқаға карағанда карапайым болады. Адамдар тарапынан құрылатын объектілерде мұндай жағдайлардың толық ескерілмеуі мүмкін. Бірақ модельдеу барысында модельдеу мақсаты тұрғысынан қажетсіз детальдар еленбейді. Информатика курсында негізінен ақпараттык модельдер қарастырылады. Ақпараттық модельдердің баска да ақпарат түрлері сиякты өзіндік тасымалдаушысы болуы керек. Олар қағаз, сынып тақтасы, қабырға -яғни, бірнәрсе жазуға, бейнелеуге болатындай кез-келген бет болуы мүмкін. Бүл тасымалдаушыларда модельдер түрлі "физикалық" тәсілдермен: қалам, бор, бояу, диапроекторлық жарық бейнесі көмегімен жазылады. Біздер жалпы жағдайда ақпараттық модель түсінігінің аясында берілетін мазмүнда түсінеміз. Мысалы, квадраттық тендеу формуласы калай және қайда жазылғандығына қарамастан квадраттық тендеу формуласы болып кала береді. Модель (фр. modele, ит. modello, лат. modulus - өлшем, үлгі) - бұл: накты объектінің қарапайымдандырылған ұқсасы; заттың кішірейтілген/үлғайтылған түрдегі макеті; - табиғат пен қоғамдағы қандай да бір процесстің/құбылыстың бейнесі, сипаттамасы және схемасы; жүмыс істеуі анықталған параметрлер бойынша нақты объектінің жұмыс істеуіне ұксас физикалык/ақпараттық аналога; аныкталған шарттарда түпнұсқа объектінің бізді қызықтыратын қасиеттері мен сипаттамасын алмастыра алатын алмастырушы-объектісі; Модельдеу мақсаты түрғысынан окып үиренетін объектінің/қүбылыстың кейбір нақты жақтарын бейнелейтін жаңа объект. Ақпараттъқ модель - модельденуші объектінің акпаратты кодтау тіддерінін бірінде сипатталуы. Модельдеу - бұл: -нақты бар объектілердің (заттар, күбылыстар, процестер) модельдерін кұру; нақты объектіні қолайлы көшірмемен алмастыру; таным объектілерін модельдері арқылы зерттеу. Модельдеу кез-келген максатқа бағьпталған қызметтің ажырамас бөлігі. 1.4. Модельдеудің негізгі әдістері Накты қызметтердегі объект модельдері төмендегі жағдайларға пайдаланылады: материалдық заттарды бейнелеу; белгілі фактілерді түсіндіру; болжамдар кұру; зерттелінетін объект туралы жаңа білімдер алу; болжау; басқару және т.с.с. Әрбір деңгейдің өзіндік бірігей аты мен хаттамалары болады. Қолданбалы деңгейге (application) қолданбалы процестерді басқару құралдары жатады. Бұл процестер қойылған тапсырманы орындау мақсатында блоктарға біріктіріледі. Тұлғалы деңгейге (presentation) (presentation); деректерді бейнелеу функциялары кіреді: кодтау, форматтау және құрылымдау. Жіберілуге дайындалған деректер кодқа айналдырылады. Сеанстық деңгей (session) желінің (стансаның) обьектілермен жасалынатын диалогты ұйымдастыру мен синхорондауға арналған. Бұл деңгейде байланыс типі, тапсырмалардың басы мен соңы, сұраныстар мен әрекеттесушілердің жауаптарының тізбегі мен алмасу режимдері анықталады. Траспорттық деңгей (transport) деректер берілісінің желісіндегі арналарды басқаруға арналған. Бұл деңгейде аяқталатын пункттер арасындағы байланыс қамтамасыз етіледі. Бұл деңгейдегі функцияларға дестелерді жинау-талдау, деректер берілісіндегі қателерді жөндеу және жою, тапсырылған деңгейдегі қызметті жүзеге асыру. Бұл деңгейде дестелер сегменттер деп аталынады. Желілік деңгей (network) деректердің аралық түйіндер мен желілер арқылы берілісін атқару, желінің зияны тиетін шамадан артық салмақ түспеуін бақылау, дестелерді маршруттау немесе дестелер жіберілетін маршруттарды анықтау және жүзеге асыру үшін қолданылады. Маршруттау логикалық арналарды анықтауға келтіріледі. Логикалық арна деп желі деңгейіндегі бір-бірімен информация алмасу мүмкіндігі болатын екі немесе одан да көп объектілерді виртуальды қосу. «Логикалық арна» деген түсінік қосудың физикалық жүзеге асырылуын абстракциялау үшін енгізілген. Визуальді модельдеу – ол нақты өмірдің проблемаларын модельдер арқылы ойластыру тәсілі. Модельдер проблеманы түсіну, жобаға басқа қатысушылармен (тапсырыс берушілер, тақырып боынша сарапшылар, басқа жобалаушылар және т.б.) қарым қатынас жасау, проблеманы модельдеу, құжаттарды дайындау программалар мен деректер базасын жобалау үшін пайдалы. Модельдеу талаптарды дұрыс түсінуге, жобаны түсініктірек етуге және жүйені қолдау мүмкіншілігін жақсартуға жағдай жасайды. Модельдер күрделі проблеманың негізін немесе оның құрылымдағы қарапайым бөліктерін бейнелейтін абстракция болып табылады; сонымен проблеманы түсінікті етуге жағдай жасайды. Абстракциялау – адамның қиын нәрселерді түсінудің фундаменталдық қабілеті. Творчестволық адамдар жүзеге асырудан бұрын модельдер құрастырумен шұғылданады. Программа құрастыру жұмысы да осындай модельдер құрастыруды қажет етеді. Күрделі жүйелерді құрастырушылар модельді жанжақты құрастыруы тиіс; ол үшін ыңғайлы нотация ( notation – белгілеу, жазу жүйесі деген латын сөзі) терминологиясын таңдайды. Осыдан кейін модельдің талаптарға сай екендігі тексеріледі, осы модельдің негізінде күрделі жүйе құрастырылады. Жалпы адамның күрделі нәрселерді түсіне білу мүмкіншілігі шектелген. Сондықтан адам күрделі жүйенің модельін құрастырады. Модель құрастыру жобалаушыға жүйенің компоненттерінің арасындағы байланыстарды түсінуге мүмкіншілік береді; одан әрбір компоненттің жүзеге асырылуын білудің қажеті болмайды. Модельдер адамға күрделі нәрселерді ұйымдастыруға, бейнелеуге, түсінуге және құрастыруға мүмкіншілік береді. Жұмыс ортасы келесідей элементтерді қамтиды: меню; батырмалары және ашылатын тізімі бар аспаптар тақтасы; toolbox-тің әр түрлі модульдеріне және жұмыс ортасының мазмұнына өте оңай кіруге болатындай Laynch Pad және Workspace ішкі терезелері бар терезе; ағымдағы буманы іске қосуға болатын, сонымен қатар алдын-ала енгізілген командаларды қайта қарауға болатын Command History Current Directory ішкі терезелері бар терезе; командалық терезе; қалып-күй жолы; II. КОМПЬЮТЕРДЕ СТАТИСТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕУ 2.1. Статистикалық модельдер Statistica-бұл статистикалық өңдеудi бағдарлама Windows-тiң ортасында есептелiнген бiр жағынан болжам бар DOS-қа да бағытталған.Statistica арасында әр түрлi iрi ұйымдар,сондай университеттер бар болатын 200 мың тiркеулi қолданушылар банктер Statistica тағы сол сияқты қолданушылар бұл жүйенiң мүмкiндiктерiнiң ары қарай ұзартуға үмiтiн берген болғандықтан программалық құрылыммен ие бола алады.Шешiмiне келесi ерекшелеу мүмкiн бұл программалық өнiм есептелiнген ерекшелеу мүмкiн басты мiндеттерiнiң арасында: • Алғашқы ақпаратты өңдеуiн жасауға мүмкiндiк берген мәлiметтердiң алғашқы талдауы мәселенiң мәнiмен таныстырсақ және оның шешiмiнiң жолын жоспарлану.Корреляция матрицалары құрастыру мүмкiндiгi,топ тәуелдi айнымалы ерекшелеуге болады.Жасанды өзгерiстер жұмыстанылатын мәлiметтердеі енгiзуге болады. • Мәлiметтердегi әр түрлi тәуелдiлiктерi айқындалуға мүмкiндiк беретiн регрессиялық талдау. • Сендел талдау, басқаша айтқанда, классификация. • Кластер талдауы MatLab бұл бағдарламаның ерекшелiктерiне мәлiметтiң ұсынысының өте дамыған график түрiнде құралдарын жатқызуға болады.Демек,мұндай жол график түрiнде деп аталады-және адамдардың мәлiметтi көбiнесе статистикалық өңдеу арқылы барлық кезеңдердегі ұсыныстың негiзiнде жан-жақты мәлiметтердiң берiлуiн көру мүшесi арқылы талдап отырған болатын.Мысалы,ықтималдық немесе квантиль кез келген статистикалық бағдарламада болуы керек болатын кәдiмгi графиктерден басқа,пакет бұл ықтималдықтың түрінің графикасының мәлiметiнiң график түрiнде ұсынысының мамандандырылған құралдарының үлкен таңдауы,бар болғаны-мәлiметтердiң өзгерiсi жанында құрылған,графика квантиль және қайта алған мәлiметпен сәйкес автоматты суреттi қайта салады.Әр түрлi графиктердiң өздерiнiң графикалары бар жұмыс,сондай масштабтар,бейненiң түсiнiң таңдауы,бiрiктiруi,мәтiннiң қосымшасы,суреттер үшiн құралдардың үлкен жиыны бар мәліметтер. Әдеттегi тәжiрибелер туралы өзiнің көмегiмен жүйенiң мүмкiндiгiн кеңейтуге болатын кiрiстiрiлген программалау тiлдерiнiң (және оларда ғана емес) статистикалық пакеттерiндегi қолдануы деректердi өңдеудiң әр түрлi бағыттары алған нәтижелерге байланысты тапсырма беру болады.Жүйе ең күрделi есептердiң оның шешiмiне күйiне келтiруге мүмкiндiк берген иiлгiштiк болып есептелінеді.Егер аппаратты қамтамасыз етудi мүмкiндiгін алу рұқсат болса Statistica есептеуiш процедуралары бағдарламаның өнiмдiлiгiн барынша жоғарылатып және күшейтеді,оптимизациялаған BASIC-тiң кiрiстiрiлген программалау тiлi сияқты. Statistica статистикалық өңдеу пакетін StatSoft-тың фирмасынан сатылымға шығуы,Inc.,(АҚШ) фирмасы.Системы Statistica-ның жүйесiнiң бiрiншi болжамы 1991 жылдағы DOS үшiн iске асырылды.1992 жылы Statistica болжамды Macintosh үшін,1994 жылы Windows үшiн Statistica болжамы шықты.Жүйенiң соңғы болжамдары объективтi-хабар программалаудың қазiргi технологияларының негiзiнде iске асырылған және (көп құжатты интерфейс) MDI,(әр түрлi қосымшалардың арасындағы динамикалық мәлiмет алмасу) DDE,(байланыстыру және объекттердiң енгiзуiн қолдау) OLE(қолданыстағы обьектердің бірігуі) жүйелерін қолдайды. StatSoft фирма жақын арада жаңа программалық өнiмдердiң қатарын сатылымға шығаруды жоспарлайды.Бұл құралдардың меншiктi процедуралар және деректердi өңдеудiң әдiстерi өндейтiн қолданушы бағдарлалған өңдеулерi ең алдымен,жаңа бағдарламалар график түрiнде,математикалық және статистикалық процедуралардың программалауы үшiн объективтi-хабар құралдар тұратын болады 2.2. Статистикалық модельдеу кезеңдері Статистикалық модельдер уақыт мезетіне тәуелсіз жасалатын өзгерістерге орай объектілердегі тыныштық пен тепе-тендік күйін бейнелейді. Бұл модельдерде уакыт параметрі болмайды. Семантикальқ модель (semantic model) - семантикалық жадта үғымдарды граф түрінде үсыну. Оның төбелерінде үғымдар, терминалдык төбелерінде элементерлық үғымдар орналасқан, ал доғалар ұғымдардын арасындағы қатынастарды көрсетеді. Семантикалъқ модельдеу (senantic simulation) - іске асыруда тәуелсіздігін сақтауда мәліметтердің мазмұньш (жеке-жеке формальдық тәсілмен) барынша толық жеткізу әдістерін әзірлеу мен колдану. Динамикалъщ модель - уақытқа байланысты объект күйін сипаттайды, яғни модельдер уақытка байланысты объектіде өтетін процестерді бейнелейді. Дербес жағдайда функциялану және даму модельдерін айтуға болады. Детерминациялық моделъдер - кездейсоқ әсерлер болмайтын процестерді бейнелейді. Ықтималды моделъдер - объектінің күйінің кездейсоқ ішкі/сыртқы әсерлермен аныкталатьтн сипаттамасы. Ықтимал өзгеру сипатын уақытқа байланысты алдын-ала болжауы мумкін емес процестер мен оқиғалардың сипаты. Имитацияпъщ алгоритмдік моделъдеу - объектінің кездейсоқ факторлардың әсерін ескеретін, уақыт бойынша формалану процесі мен кұрылымын бейнелейтін алгоритм формасындағы сипаттамалық мазмұны. Гносеологиялық моделъдер - табиғаттың объективті зандарын окып үйренуге бағытталған (Күн жүйесі моделі, биосферанын дамуы т.с.с.) Концептуалдьқ модель зерттелетін объектіге және анықталған зерттеу шеңберіне қатысты себеп-салдарлық байланыстар мен заңдылықтарды айқындауды сипаттайды. Сенсуалдъқ моделъдер (лат. sensualis - сезімге, түйсікке негізделген) -адам сезіміне ықпал ететін сезімдік, эмоциялық (музыка, поэзия) моделъдер. Аналогтық моделъдер - өзі нақты объект ретінде іс атқаратын, бірақ дәл сондай бейнеде көрінбейтін объект аналогы. 2.1-сурет.Статистикалық молдельдеу терезесі 2.2- сурет.Дисперссиялық статистика 2.3. Модельдеу объектілері Модель құру нәтижесінде анықталған қатынастарда негізгі объектімен сәйкес келетін жаңа объект құрыладыады. Жаңа объектінің модельдеу объектісі болу мүмкіндігі бар. Демек, әрбір объект! түрлі модельдерге ие. Нәтижесінде кейбірі басқа объектілердін модельдері болатын объектілердің шексіз жиыны алынады. Осы жиын мен оның элементтері арасындағы касиеттерді қарастырамыз. Теория жүзінде объектілер мен модельдер жиынында: • объект пен басқа объект арасында; • объект пен оның моделі арасында; • объект пен басқа объект моделінің арасында; • модель мен модельденуші объект арасында; • модель мен басқа объект арасында; • модель мен объектінің баска моделінің арасында модель мен басқа объектінің моделінің арасында қатынастар болуы мүмкін. Объект пен онын модельдері арасындағы қатынастары қасиеттер арқылы сипатталады. Модельдің ең басты қасиеті модельдеу мақсатьша байланысты кейбір қатынастардың модельдеу объектісіне үқсастыш болып табылады. Модельдеуге қатысты келесі жүйелердің изоморфтылығы мен гомоморфтылығы туралы айтуға болады: - модельдер мен модельденуші объект; - бір объектінің түрлі модельдері. Құрастырылымды объектілер ретінде әлеуметгік және табиғи объектілерден басқа адамның қүруындағы объектілер аталады. Изоморфты (гомоморфты) модельдер тек қүрастырылымды объектілерден тұрады. Кейбір модельдердің объектіге изоморфты модель болатындығы туралы түжырымдар объектіні үйренуден ақпаратты жоғалтпай модельді оқып үйренуге өтуге, модель бойынша объектіні бірмәнді қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Бір объектінің бір-біріне изоморфты екі түрлі моделі объект туралы бірдей акпарат береді. Модель - ғылыми танымнын маңызды күралы. Қүрал ретінде модель белгіленуі бойынша қолданылуы тиіс. Кез-келген қүралдың шектелген қолданылу аясы бар. Модельдердің сандық, сапалық сипаттамалары: - моделін окып үйрену негізінде жасалған модельдеу объектісінің күйі бағасын дәл болжауға; - модельдеу максатына сәйкес берілген модельдің қолданылу шегін анықтауға кажет. Құрылған модельдерді: - модельдіи сырткы түрін түпнүсқаға сай көрнекі құру; - модельденуші объект! құрылымын толықтай бейнелеу ; - модельденуші объект күйі туралы көбірек болжамдар жасауға мүмкіндік алу арқылы жетілдіруге болады. Бұл жетілдірулер модельдеу максаты тұрғысынан өзін-өзі ақтауы тиіс. Құрылым - элементтер жиыны мен олардың арасындағы байланыс. Модельденуші объект қүрылымын толыктай бейнелеуді жетілдіру қарастырылатын элементтер санын ұлғайту, олардың арасындағы қатынастар мен қатъшастардың параметрлерін нақтылаумен сәйкестенеді. Ақпараттық модельдердің негізгі сандық бағаларының бірі оньщ курделілігі. Қүрылымның күрделілігін оның ең кіші сипаттамасынын үзьшдығы ретінде түсіну керек (А.Н.Колмогоров бойыншы күрделілік). Алгоритмнің күрделілігі оны орындауға жүмсалатын уақыт пен қажетті ресурстар (ЭЕМ, оның жады келемі, кажетті аппараттык/бағдарламалық жабдықтар) арқылы анықталады. Құрастырылымды емес объектінің негізгі күрделілік бағасы оның шексіз көп элементтерінің болуымен байланысты. Элементтердің мұндай жішны дискретті әрі үзіліссіз ұйымдастырылуы мүмкін. Құрастырылымды емес объектілер негізінен сапалық жағынан бағаланады. III. MATLAB ПРОГРАММАЛЫҚ ОРТАСЫ 3.1. Matlab қолданбалы программалардың пакетi MATLAB (Matrix Laborator ағылшынша)-техникалық есептеулердiң есептерiнiң шешiмi және пакет бұл қолданылатын программалау тiлi үшiн қолданбалы программалардың пакетi. MATLAB 1 000 000 инженерлiк және ғылыми қызметкерлер қолданылады,оларды қазiргi қолданушылар жүйелерiнiң көпшiлiгiнде, Linux,Mac OS, (бастай) Solaris және Microsoft Windows-та қоса жұмыс iстейдi. Жаксы жұмыс жасау үшін,өнiмнiң жасауы,оның өткiзуi,пайдалану туралы қажеттi бар мәлiметтiң мұқият талдауы нарық шарттары және бәсекелестiктерде кез келген ұйымның табысты жұмысы үшiн, сонымен бiрге барлық бәсекешiлер және осы туралы мәлiметтiң талдауы сезгiштiкке арқа сүйеуге болады,бiрақ тезiрек жинағы,дұрыс шешiмі егер тек қана сiзде қабылданса бұл жұмыс саласына үлкен көп жылдық тәжiрибеде кетеді. Бiрақ басқа жолымен (барлық тәжiрибе керек) көрсетуге болады-ақпаратты өңдеуi үшiн арнаулы қаражаттармен пайдалану. Мiне бұл жерде және профессионализм талап етедi,программалық қамтамасыз етудi дұрыс таңдап, сiз талдағыңыз келетiн мәлiметтi тап сол есебтің шешiмi үшiн әдiстер және алгоритмдарды таңдау және көптеген түзетулер енгiзу керек. Қазіргі кезде математикалық программалық қамтамасыз етудi нарығы дәл қазiр. Онда мыңдаған бағдарламалардан артық табуға болады, әр түрлi деңгейде бағытталғандық, баға айырмашылығы болатын сапалар,аппаратты қамтамасыз етуге талаптар қойылады. Егер пакеттердiң тек қана қысқаша сипаттама болатын анықтамалар көрсетіледі. Көбiнесе статистикалық пакеттер екi топта бөлшектеуге болады-жалпы тағайындаудың статистикалық пакеттерi және мамандандырылған программалық өнiмдер. Басқаларға белгiлi математикалық программалық пакет MatLab болып табылады. Әр түрлi компьютерлер үшiн реалиован бұл программалық өнiм-IBM PC үйлесiмдi Macintosh-лер үшiн, Sun-ның жұмыс станциялары үшiн Next және, супер ЭВМ Cray үшiн.Mathematica нышандық математиканың компьютерлiк жүйелерi разрядка жатады. Бұл өте ыңғайлы,нақты мәлiметтер үшiн ғана емес,есеп түрде де шешiм алуға болады өйткенi мүмкiндiк бередi. Бұл программалық пакет ғылыми қызметкерлер және математиктерге бағытталған,есептеуiш әдiстер және алгоритмдарды үлкен жиыннан тұрады,қазiргi интерфейс болады.MatLab жүйелер шығарылыммен WolframResearchLtd-тың фирмасымен шұғылданады.(АҚШ).Бiрiншi болжам 1998 жылда шықты.WolframResearchLtd-тың фирмасының бас мақсаттарының бiрi.Әр түрлi компьютер платформаларына жұмыс iстеуге қабiлеттi жүйенiң әмбебап ядросының өңдеуi болып табылады.Өзiне қолданушысына программалық пакетi болды ендi ерекше есептерге жүйенi бейiмдендiруге iстей алатын жаңа функционалдық мүмкiндiктер толықсытуға мүмкiндiк бередi.Үлкен потенциал,бұл программалық өнiм нақты,өкiнiшке орай,мүлдем аяқтап iстелінбеген,бағдарламаның жұмысындағы бас-аяғымен қатысады.Бұған қарамастан,MatLab сатылымда математикалық программалық пакеттердiң озып келе жатқан орындарынан бiр болады.Mathematica 2 әрбiр өрнектердi дәйектi түрде талдайтын және оларды осында орындаған түсiндiретiн жүйелерге жатады. Тағы бiр қуатты математикалық аспап (MatrixLaboratoryнiң сөз тiркесiнен) MatLab болып табылады.“MatLab-бұл iс жүзiнде ғылым және техниканың барлық белгiлi облыстарындағы зерттеулерiнiң математикалық үлгiлеудi құрал,қамтамасыз ететiн өткiзуi.Пакет бұл құрылымда үлгiнiң жасауына екi негiзгi жолдарын тiркестiруге тиiмдi мүмкiндiк бередi:аналитикалық және имитациялығы.Имитациялық пiшiндеудi негiзде (монте-карло әдiс) статистикалық тәжiрибе жатады. Ол пакеттiң мүмкiндiктерi үлкенге қарамастан кез келген деңгейде,кәдiмгi қарапайым калькулятор қолдануға болады.MatLab-та объективтi-хабарлу программалауды тiлі салынған.MatLab-тың пакет санына шамамен 30 аспапты қосымшалары екі түрлі болады дифференциалды және алгебралық теңдеулердiң шешiмi,интегралды есептеу,нышандық есептеулер және тағы басқаларлар кiредi.Программалық өнiмдегi математикалық функциялардың үйреншiктi жиынынан басқа дәстүрлi емес алгоритмдар-бұл логиканың айқын емесi,құрастыру және нейрон желiлерiнiң талдауын аппарат және тағы басқалар негiзде цифрларға суреттердi өңдеудi құрал, шешiмдердiң iздестiруi де жатады. MatLab Windows,UNIX,MacOS сияқты программалармен басқару жүйелерiнiң астында жұмыс iстей алады. Сатылымда математикалық пакеттердiң кезектi жетекшiсi MatLab-тың бағдарламасы болып табылады.Сонымен бiрге бұл программалық өнiмі түсiндiретiн жүйемен берілген болып табылады.Жаңа математикалық өрнек енгiзе отырып бiрден есептеп шығарылуы ғана емес,график құрастыруа да алады қолданушы.Бұл математикалық пакет алгебралық теңдеулер және (сызықты және сызықты емес) жүйелердiң шешiмi,кәдiмгi дифференциалды теңдеулер және жүйелердiң шешiмi,туындылардың бөлiндiлерiндегi дифференциалды теңдеулерiнiң шешiмi, (интерполяция, экстраполяция, аппроксимация және көп басқа) статистикалық деректердi өңдеу, векторлары бар жұмыс және матрицалармен, минимумдар және максимумдардың iздестiруi сияқты мұндай есептердi орындауға мүмкiндiк бередi функциялық тәуелдiлiгедi 3.2. Matlab программасының функциялары Кешенді сандармен жұмыс істеуге қажетті функциялар. Оларға Matlab-тың келесідей функцияларын жатқызуға болады: abs, angle - модуль r және фаза (-дан -ға дейінгі радиандарда) кешенді сандар a+i*b=r*(cos+i*sin) complex – кешенді санды оның нақты және жорамал бөліктері арқылы құрастырады: >> complex(2.3, 5.8) ans= 2.3000+5.8000i; conj – кешенді-сәйкес санды қайтарады; imag, real – кешенді санның нақты және жорамал бөліктерін қайтарады Дөңгелектеу және бөлінгеннен кейінгі қалдық Төменде осы функцияларды Matlab-та қолдану мысалдары келтірілген: fix – нөлге қарай ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектеу; floor, ceil - немесе +-ке қарай ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектеу; round – ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектеу; mod – бүтін сандық бөлуден қалған қалдық; rem – бүтін сандық бөлуден қалған қалдық; sign – сан таңбасын қайтарады Төменде Matlab-тың құрамдас функцияларының мысалдары келтірілген: sin, cos, tan, cot – синус, косинус, тангенс және котангенс; sec, csc – секанс, косеканс; asin, acos, atan, acot – арксинус, арккосинус, арктангенс және арккотангенс; asec, acsc – арксеканс, арккосеканс. Тригонометриялық функциялардың аргументтері радиандарда берілуі керек. Сол сияқты кері тригонометриялық функциялар да нәтижелерді радиандарда қайтарулары тиіс. Массивтың орташа, орта мәндерi және үйреншiктi ауытқулардың табылуыМассивтағы қарапайым статистикалық деректердi өңдеу олардың орташа мәнi,(орта мән) медиана және үйреншiктi ауытқудың табылуына әдетте апарады.MATLAB-тың жүйесiнде ол үшiн келесi функциялар анықталған: mean (А)-массивтың элементтерiнiң арифметикалық орташа мәнiн қайтарады;mean (А) вектор-болса матрицаны немесе векторды қайтарады-әрбiр бағананың элементтерiнiң орташа мәні болатын жолды.Арифметикалық орташа мән бұл массивтың элементтерiнiң сомасы,бөлiнген олардың санына; mean (A.dim ) -бағаналар бойынша элементтердiң орташа мәнiн қайтарады немесе (сәйкесiнше) матрицаның жолдары бойынша (жолдар бойынша бағана және dim=2лер бойынша dim=l сәйкесiнше) dim-нiң скалярының мәнiне байланысты. Матрицаның кездейсоқ құрылуы.Matlab негізгі матрицаларды құрайтын арнайы функциялардан тұрады. Олар: ZEROS – Нөлдік массивтерді құру ONES – Бірлік массивтерді құру EYE – Диогональ бойынша бірлік массивтерді құру RAND –Бірқалыпты заңдылық бойынша орналасқан массив элементтерін құру CROSS – Векторлық туындыны құру LINSPACE – Бірқалыпты түйіндердің сызықтық массивін құру LONGSPASE – логарифмдік тор түйіндерін құру MESHGRID – екі өлшемді және үш өлшемді түйіндерін құру Матрицалық амалдарды орындаған кезде,қосу не алуда матрицалар өлшемі бірдей,ал көбейтуде бірінші матрицаның баған саны eкінші матрицаның жол санына тең болуы керек.Матрицаны қосу және алу,векторлар мен сандар сияқты қосу және алу таңбалары арқылы орындалады Нөлдік массивтерді құру: Синтаксис: Y=zeros(n) Y=zeros(m,n) Y=zeros(d1,d2,d3…) Y=zeros(size(A) Сипатталуы: Y=zeros(n) – nxn өлшемді нөлдік массивін құру Y=zeros(m,n) – mxn өлшемді нөлдік массивін құру Y=zeros(d1,d2,d3…) – d1xd2xd3… өлшемді нөлдік матрица қайтарады Y=zeros(size(A)) – А өлшемді нөлдік массивті қайтарады >> zeros(3) ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Бірлік массивтерді құру: Синтаксис: Y=ones(n) Y=ones(m,n) Y=ones(d1,d2,d3…) Y=ones(size(A) Сипатталуы: Y=ones(n) – nxn өлшемді бірлік матрицасын құру Y=ones(m,n) – mxn өлшемді бірлік матрицасын құру Y=ones(d1,d2,d3…) - d1xd2xd3… өлшемді бірлік матрицаны қайтарады Y=ones(size(A) – А өлшемді бірлік матрицаны қайтарады Мысалы: >> ones(3) ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Диагональ бойынша бірлік массивтерді құру: Синтаксис: Y=eye(n) Y=eye(m,n) Y=eye(d1,d2,d3…) Y=eye(size(A)) Сипатталуы: Y=eye(n) – nxn өлшемді диагональ бойынша бірлік массивтерді құру Y=eye(m,n) – mxn өлшемді диагональ бойынша бірлік массивтерді құру Y=eye(d1,d2,d3…) - d1xd2xd3… өлшемді диагональ бойынша бірлік массивтерді құру Y=eye(size(A)) – А өлшемді диагональ бойынша бірлік массивтерді құру Мысалы: >> eye(4) ans = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 Бірқалыпты заңдылық бойынша орналасқан массив элементтерін құру: Синтаксис: Y=rand(n) Y=rand(m,n) Y=(m.n,p…) Y=rand(size(A)) Сипатталуы: Y=rand(n) – nxn өлшемді матрицаны қайтарады Y=rand(m,n) – mxn өлшемді матрицаны қайтарады Y=(m.n,p…) – көпөлшемді массивті қайтарады Y=rand(size(A)) – А өлшемді массивті қайтарады Мысалы: >> rand(6) ans = 0.9501 0.4565 0.9218 0.4103 0.1389 0.0153 0.2311 0.0185 0.7382 0.8936 0.2028 0.7468 0.6068 0.8214 0.1763 0.0579 0.1987 0.4451 0.4860 0.4447 0.4057 0.3529 0.6038 0.9318 0.8913 0.6154 0.9355 0.8132 0.2722 0.4660 0.7621 0.7919 0.9169 0.0099 0.1988 0.4186 3.3. Matlab-та кешенді сандармен жұмыс істелінуі Кешенді сандармен жұмыс істеуге қажетті функциялар. Оларға Matlab-тың келесідей функцияларын жатқызуға болады: abs, angle - модуль r және фаза (-дан -ға дейінгі радиандарда) кешенді сандар a+i*b=r*(cos+i*sin) complex – кешенді санды оның нақты және жорамал бөліктері арқылы құрастырады: >> complex(2.3, 5.8) ans=
conj – кешенді-сәйкес санды қайтарады; imag, real – кешенді санның нақты және жорамал бөліктерін қайтарады; Дөңгелектеу және бөлінгеннен кейінгі қалдық Төменде осы функцияларды Matlab-та қолдану мысалдары келтірілген: fix – нөлге қарай ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектеу; floor, ceil - немесе +-ке қарай ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектеу; round – ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектеу; mod – бүтін сандық бөлуден қалған қалдық; rem – бүтін сандық бөлуден қалған қалдық; sign – сан таңбасын қайтарады. Қоснүкте ":" - бұл Matlab амалдарының ішіндегі ең маңыздысы болып саналады. A(l:k,j) - бұл А матрицасының j-шi бағанасының алғашқы k элементтері. suт(А(1:2,3)) функция үшінші бағанның алғашқы екі жолының элементтерінің қосындысын есептейді. Қоснүкте матрица бағанының және жолының барлық элементтеріне қатынасуға мүмкіндік берсе, ал end сөзі соңғы бағанға немесе жолға қатынасуға мүмкіндік береді. Сонымен sum(A(:,end)) А матрицасының соңғы бағанындағы элементтер қосындысын есептейді. Кешенді сандары бар матрицалардың жолдары мен бағандарын ауыстырып түрлендіру және сәйкестендіру арқылы әр түрлі матрицалар құрылады : >> K=[1-i, 2+3i; 3-5i, 1-9i] K= 1.0000-1.0000i 2.0000+3.0000i 3.0000-5.0000i 1.0000 -9.0000i >>K’ ans= 1.0000+1.0000i 3.0000+5.0000i 2.0000 -3.0000i 1.0000+9.0000i >>K’ ans= 1.0000 –1.0000i 3.0000 –5.0000i 2.0000+3.0000i 1.0000 –9.0000i D квадрат матрицасын бүтін дәрежеге шығару ^ операторын қолдану арқылы жүзеге асырылады: >>D2=D^2 Алынған нәтижені тексеру үшін, матрицаны 6ip-бipінe көбейтіп көріңіз.Матрицалармен амалдар орындаған кезде міндетті түрде амалдар үстем-діліктерін ескеру керек: алғашқыда матрицасының жолдары мен баған-дарын ауыстырып түрлендіруді орындау керек, содан кейін оны дәрежегешығару; ары қарай көбейту, қосу және азайту ен соңғы кезекте,орындалады. Командалық жолда 3+5-ті теріп және ‘Enter’-ді басыңыз. Нәтижесінде Matlab-тың командалық терезесінде келесідей көрініс болады: >>3+5 ans=
Матрицаны қосу және алу, векторлар мен сандар сияқты қосу және алу таңбалары арқылы орындалады >> A=[1 2 3;4 5 6]; >> B=[5 6 2;8 9 0]; >> S=A+B S = 6 8 5 12 14 6 >> R=A-B R = -4 -4 1 -4 -4 6 Бұл жерде өлшемдердің сай келуін қадағалау керек, ондай болмаған жағдайда қателік туғандығы туралы хабарлама беріледі: >> S=A+B Матрицаларды көбейту үшін жұлдызша белгісі қолданылады: >> C=[1 2 ; 3 4 ; 1 2]; >> P=A*C P = 10 16 25 40 3.4. Matlab программасының сақтау командалары Жұмыс ортасын сақтау. Барлық айнымалылардың мәнін сақтаудың бір тәсілі – ол File менюінен Save Workspace As пунктін таңдау. Алдын-ала келісім бойынша Matlab-тың негізгі каталогының work ішкі каталогында файлды сақтау мүмкіндігі бар. Matlab жұмыс нәтижесін файлда *.mat кеңейтілуімен сақтайды. Енді Matlab-ты келесі тәсілдердің бірін қолданып жабуға болады: File менюінде Exit Matlab пунктін таңдау арқылы; пернелерін басу арқылы; Айнымалылардың мәндерін қалпына келтіру үшін құрылған файлды File менюінің Open ішеі пунктін таңдау арқылы жүзеге асыруға болады. Осыдан кейін барлық айнымалылар іске қосылады және оларды келесі сеанста пайдалануға болады. Жұмыс ортасының айнымалыларын сақтау және қалпына келтіруді командалық жолдан іске асыруға болады. Ол үшін Save және Load командалары қолданылады. Matlab-пен жұмыс сеансының соңында >> save session_1 командасын орындау керек. Ал келесі сеансты бастаған кезде айнымалыларды оқу үшін >> load session_1 командасын орындау керек. Save және load командалары туралы ақпараттарды командалық жолда help save және help load-ты терген кезде алуға болады. *.mat кеңейтілуімен берілген файлдарда айнымалылар екілік түрде сақталады. Matlab-та орындалатын командаларды және оның нәтижелерін мәндік файлға жазып және оны кез-келген мәтіндік редакторда оңай оқып, басып шығару мүмкіндігі бар. Журналдың алғашқы басталуы үшін diary командасы қолданылады. Diary командасының аргументі ретінде жұмыс журналы қай файлда сақталатын болса, сол файлдың аты берілуі керек: >> diary session_1.txt. Жұмыс сеансын жазуды тоқтатқан кезде: >> diary off-ты теру керек. Жұмыс кеңістігі. Жұмыс кеңістігі - бұл Matlab-тың командалық жолынан хабарласуға болатын жады аймағы. Who және whos командалары жұмыс кеңістігінің ағымдағы жағдайын көрсетеді. Who командасы қысқа тізімді береді, ал whos командасы өлшемді және қолданылатын жады көлемін көрсетеді. ҚОРЫТЫНДЫ Ақпараттық жүйелерді зерттеу, жобалау жөне пайдалану кезінде жүйелік әдістерді қоддануды, модельдеуші алгоритмдерді қүрастыруды және оларды алгоритмдік тілдерді жөне модельдеудің қолданбалы программалар пакеттерін пайдалана отырып жүзеге асыруды, жобалау процесін модельдеудің деректер пакетін қолданылды. Matlab ең алдымен сандық алгоритмдерді программалауға арналған жүйе.Ол 1970 жылдары АҚШ-та жасалған қолданбалы LINPACK және EISPACK пакеттерінің негізінде пайда болды.MATLAB-тың пайда болуы қазіргі таңда үздік дамыған MathCad, MAPLE және Mathematica жүйелерінің өмірге келуіне себеп болды. MATLAB жүйесінің дамуына есептеу математикасының дамуы мен жеке компьютерлердің архитектурасының өзгерулері көп ықпал етті. Соңғы кездердегі ғылым мен акпараттық технологиялардың қарыштай дамуы барлық дерлік ғылыми-зертгеу жұмыстарында зертгелетін объектіні модельдеу жұмыстарын өз деңгейінде жүргізуді талап етуде. Модельдер барлық жерде дерлік кездеседі. Олардың саны орасан зор. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 1. Мұртазина Ә.Ө. Компыотермен модельдеу. Алматы, 2003. 2. Бусленко И.П. Моделирование сложных систем. Нака. 1988г. 3. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М. ВШ. 1998г. 4.Иванова В.М. Случайные числа и их применение. М. «Фин. и статистика», 1994г. 5.Вафоломеев В.И., Назаров СВ. Алгоритмическое моделирование элементов экономических систем: Практикум: Учебное пособие. -М.: Финансы и статистика, 2004. 6.Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика С5. - СПб.: Питер, Киев: Издательская группа ВНҰ, 2004. 7.Шукаев Д.Н. Моделирование случайных закономерностей на ЭВМ. Китай, 1991г. 8.Дьяконов В.П.MATLAB 6/6.1/6.5+Simulink 4/5 в математике и моделировании.Основы применения.Полное руководство пользователя.— Москва.:«СОЛОН-Пресс», 2003.—С.576.—ISBN 5-93455-177-9. 9.Дьяконов В.П.MATLAB 6.0/6.1/6.5/6.5+SP1+Simulink 4/5.Обработка сигналов и изображений. Полное руководство пользователя.— Москва.:«СОЛОН-Пресс»,2005—С.592.—ISBN 5-93003-158-8. 10.Дьяконов В.П.MATLAB 6.5/7.0+Simulink 5/6.Основы применения.Библиотека профессионала.—Москва.:«СОЛОН-Пресс»,2005.—С.800.—ISBN 5-98003-181-2. 11.Дьяконов В.П. MATLAB 6.5/7.0+Simulink 5/6 в математике и моделировании.Библиотека профессионала.—Москва.:«СОЛОН-Пресс», 2005.—С.576.—ISBN 5-98003-209-6. 12.Дьяконов В.П.MATLAB 6.5/7.0+Simulink 5/6.Обработка сигналов и проектирование фильтров.Библиотека профессионала.—Москва.:«СОЛОН-Пресс», 2005.—С.576.—ISBN 5-98003-206-1. 13.Дьяконов В.П.MATLAB 6.5/7.0/7 SP1+Simulink 5/6.Работа с изображениями и видеопотоками.Библиотека профессионала.— Москва.:«СОЛОН-Пресс», 2005.— С.400.—ISBN 5-98003-205-3. 14.Дьяконов В.П.MATLAB 6.5/7.0/7 SP1/7 SP2+Simulink 5/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики.Библиотека профессионала.—Москва.:«СОЛОН-Пресс»,2005.—С.456.—ISBN 5-98003-255-X. 15.Дьяконов В.П.MATLAB R2006/2007/2008+Simulink 5/6/7.Основы применения.Изд-е 2-е, переработанное и дополненное.Библиотека жүктеу/скачать 88,29 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|