Slai_774_dy_Lektsia_Osnovy_modelirovania_na_EVM

ЦЕЛЬ И УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ
Учебные вопросы:
Понятие модели и моделирования, классификация методов моделирования
Математическое моделирование
Основные этапы и принципы моделирования на ЭВМ
Цель: изучить основные понятия в области компьютерного моделирования
Литература: Замарин А.И. Основы компьютерного моделирования радиосигналов и элементов радиоэлектронных систем: учебное пособие/ А.И. Замарин, Е.В. Христичан.– СПб.:ВКА имени А.Ф. Можайского, 2014. – 221 с.

Вопрос 1. Понятие модели и моделирования, классификация
методов моделирования
Модель – это искусственно созданный физический или абстрактный объект (процесс), свойства которого и отношения между ними в рамках достижения цели полагаются аналогичными свойствам и отношениям объекта-оригинала.
Свойства модели:
∙находится в объективном соответствии с познаваемым объектом (процессом);
∙ замещает в определенном отношении исходный объект (процесс);
∙дает информацию об изучаемом объекте (процессе) на основе исследования данной модели и соответствующих правил перехода:
модель ⇒ объект (процесс).

Вопрос 1. Понятие модели и моделирования, классификация
методов моделирования
Моделирование – метод научного исследования объектов (процессов) , основанный на замещении исследуемого объекта-оригинала его условным образом или другим объектом (моделью) и изучение свойств оригинала путем исследования свойств модели.
Компьютерное моделирование – это математическое моделирование (исследование моделей) с использованием средств вычислительной техники.
Основной результат - получение новых знаний об объекте (процессе).

Вопрос 1. Понятие модели и моделирования, классификация
методов моделирования
Содержание процесса моделирования:
разработку (выбор) модели;
проведение на ней исследований;
получение и анализ результатов;
выдачу рекомендаций о дальнейшей деятельности субъекта;
оценивание качества самой модели применительно к решаемой задаче с учетом конкретных условий и ограничений.

Вопрос 1. Понятие модели и моделирования, классификация
методов моделирования

Вопрос 2. Математическое моделирование
Аналитическое математическое моделирование – это моделирование, при котором центральную роль играет аналитическая математическая модель.
Математическое моделирование:
Аналитическое;
имитационное.

Вопрос 2. Математическое моделирование
Особенности аналитической модели
аналитическая модель строится на основе некоторой теории или научной гипотезы;
модель описывает в целом определенный аспект моделируемой системы (процесса) с помощью математических конструкций (функций, функционалов, алгебраических или дифференциальных уравнений);
модель позволяет получать конечные результаты исследования в виде формальных соотношений для количественного и качественного анализа или производить численные исследования (расчеты) с привлечением ЭВМ.
Схема аналитического моделирования

Вопрос 2. Математическое моделирование
Имитационное математическое моделирование – это моделирование, выполняемое на ЭВМ, при котором центральную роль играет алгоритмическая имитационная модель (алгоритм).
Особенности имитационной математической модели:
имитационная модель строится на основе концептуальной модели ;
имитационная модель описывает последовательность элементарных операций с использованием простейших соотношений в соответствии с логикой структурных взаимосвязей в системе и временной логикой ее функционирования;
имитационная модель ориентирована на получение информации о моделируемой системе путем проведения экспериментов.

Вопрос 2. Математическое моделирование
Схема имитационного моделирования

Вопрос 2. Математическое моделирование
Недостаток аналитического моделирования:
применительно к сложным системам необходима существенная идеализация как элементов, составляющих систему, так и системы в целом, которая может привести к неполной адекватности получаемых результатов по решаемой задаче.
Недостаток имитационного моделирования:
недостаточность теоретической проработки и принципиальная необходимость проведения многократных экспериментов, заключающихся в имитации процессов в системе при различных исходных данных и требующих во многих случаях значительных вычислительных ресурсов.
Недостатки

Вопрос 2. Математическое моделирование
Схема аналитико-имитационного моделирования

Вопрос 3. Основные этапы и принципы моделирования на ЭВМ
Основные этапы моделирования на ЭВМ:
1) Формулировка задачи моделирования.
2) Разработка концептуальной модели.
3) Формализация модели.
4) Программная реализация модели.
5) Планирование экспериментов.
6) Реализация плана эксперимента.
7) Анализ и интерпретация результатов моделирования.

Вопрос 3. Основные этапы и принципы моделирования на ЭВМ
Основные принципы моделирования:
1. Принцип системного подхода.
2. Принцип агрегативного построения.
3. Принцип простоты.
4. Принцип соразмерности.

Вопрос 3. Основные этапы и принципы моделирования на ЭВМ
Основные требования к моделям:
Актуальность.
Результативность.
Достоверность.
Экономичность.
Чувствительность.
Мощность.
Простота в изучении и использовании.

Вопрос 3. Основные этапы и принципы моделирования на ЭВМ
Обобщенная схема имитационного статистического моделирования