Основные направления истории моделирования

Содержание презентации
Цель и задачи исследования
Что такое моделирование?
Основные направления истории моделирования
Возникновение и развитие моделирования в древности
Моделирование: от Раннего Нового времени до Новейшей истории
Вычислительные устройства
Вывод

Цель и задачи исследования
Цель:
- изучить историю понятия «моделирование».
Задачи:
дать определение понятию «моделирование»;
определить основные направления истории моделирования;
выяснить как возникло и развивалось моделирование с древних времен до новейшего времени;
проследить как со временем изменялись вычислительные устройства;
сделать вывод из данного исследования.

Что такое моделирование?
Моделированием называется замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта – оригинала с помощью объекта – модели.
Или построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.

Процесс моделирования предполагает наличие:
1) объекта исследования;
2) исследователя, имеющего конкретную задачу;
3) модели, создаваемой для получения информации об объекте, необходимой для решения задачи.
По отношению к модели исследователь является экспериментатором.
Всем моделям присуще наличие некоторой структуры (статической или динамической, материальной или идеальной), которая подобна структуре объекта – оригинала.

Основные направления истории моделирования
В истории моделирования можно выделить три направления:
- первое связано с технологией литья в формы, которые создавались по соответствующим образцам-моделям.
- второе связано с материальными макетами объектов, которые использовались при решении архитектурно-строительных и технических задач.
- третье направление образовано научными знаниями, для осознания модельного характера которых потребовалось двадцать с лишним веков развития науки.

Возникновение и развитие моделирования в древности
Исторически первыми моделями как заместителями некоторых объектов были, несомненно, символические условные модели. Ими являлись языковые знаки, естественно возникшие в ходе развития человечества и постепенно составившие разговорный язык.
Следующим этапом развития моделирования можно считать возникновение знаковых числовых обозначений. Сведения о результатах счета первоначально сохранился в виде зарубок. Постепенное совершенствование этого метода привело к изображению чисел в виде цифр как системы знаков.

Дальнейшее развитие знаковых моделей связано с возникновением письменности и математической символики.
Наиболее древние письменные тексты, известные в настоящее время, относят примерно к 2000 г. до н. э.(Египет и Вавилон). Есть основания полагать, что вавилоняне уже пользовались понятием подобия прямоугольных треугольников.

Значительное развитие моделирование получает в древней Греции в V-III вв. до н. э.
- была создана геометрическая модель Солнечной системы,
врач Гиппократ для изучения человеческого глаза воспользовался его физической аналогичной моделью - глазом быка,
математик Евклид создал учение о геометрическом подобии.

Моделирование: от Раннего Нового времени до Новейшей истории
Первый шаг в развитии учения о подобии при физическом моделировании был сделан Исааком Ньютоном, который сформулировал условия подобия механических явлений.
Далее развитие длительное время шло путем определения частных условий подобия для явлений только определенной физической природы - работы И. П. Кулибина и Л. Эйлера в области строительной механики, В. Л. Кирпичева в области упругости и др.
И наконец, в 1909-1914 гг. Н. Е. Жуковским, Д. Релеем, Ф. Букингемом была сформулирована теорема, позволяющая установить условия подобия явлений любой физической природы.

Параллельно шло развитие логического моделирования в знаковой форме, это прежде всего развитие математики.
В конце XVI в. Д. Непер изобрел логарифмы.
В XVII в. И. Ньютон и Г. Лейбниц создали дифференциальное исчисление.
Получают развитие численные методы решения различных задач.

Вычислительные устройства
К первым вычислительным устройствам можно отнести счеты (XV-XVI в.), логарифмическую линейку (начало XVII в.).
Длительное время вычислительные устройства были исключительно механическими - арифмометр, счетно- решающие механизмы и т. п.
И только в 30-х гг. нашего столетия начинается развитие электрических аналоговых и цифровых вычислительных устройств.

Первые обобщения двух направлений материального моделирования - физического и формального с помощью вычислительных устройств были сделаны В. А. Вениковым (1949 г.) и Л. И. Гутенмахером (1949 г.), а затем получили дальнейшее развитие у И. М. Тетельбаума (1959 г.), А. М. Сучилина (1964 г.), П. М. Алабужева (1968 г.).
Философские концепции основных общих вопросов моделирования отражены В. А. Штоффом, И. Б. Новиковым, Н. А. Уемовым и др.