Kompyuter tajribasi. Yangi dizayndagi o'zgarishlarni tahlil qilish, ishlab chiqarish uchun yangi texnik echimlarni almashish yoki tekshirish uchun siz tajriba kerak
Zamonaviy kompyuterda ko'plab foydalanish sohalari mavjud. Ularning orasida, siz bilganingizdek, kompyuterning axborot jarayonlarini avtomatlashtirish vositasi sifatida, alohida ahamiyatga ega. Ammo ahamiyatsiz va uning imkoniyatlari asbobeksperimental ish va uning natijalarini tahlil qilish.
Hisoblash tajribasibu juda uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lgan. Planetinaning ochilishini eslang "qalamning uchida". Ko'pincha, ilmiy izlanishlar natijalari faqat matematik modellar shaklida taqdim etilishi va matematik hisob-kitoblar tomonidan tasdiqlangan taqdirda ishonchli deb hisoblanadi. Bundan tashqari, u nafaqat fizikaga ham tegishli.
yoki texnik dizayn, ammo sotsiologiya, tilshunoslik, marketing - an'anaviy ravishda gumanitar fanlar matematikadan uzoqda.
Hisoblash tajribasi - bu bilishning nazariy usulidir. Ushbu usulning rivojlanishi raqamli simulyatsiya- bu kompyuter paydo bo'lishi tufayli keng tarqalgan nisbatan yangi ilmiy usul.
Raqamli simulyatsiya amaliyotda keng qo'llaniladi va ilmiy tadqiqotlar olib borilmoqda.
Misol.Matematik modellarni qurish va o'lchash vositalari, avtomatik ishlab chiqarish liniyalari, avtoulov, kuzatuv stantsiyalari, avtomatik diagnostika tizimlaridan foydalanish mumkin emas. Bundan tashqari, hisob-kitoblar tizimlarning ishonchliligini ta'minlash uchun real vaqt rejimida amalga oshirilishi kerak va ularning xatolari million dollarga teng bo'lishi mumkin.
Misol.Zamonaviy astronomni tez-tez teleskopning ko'zoynakidan, balki kompyuter namoyishidan oldin ko'rish mumkin. Nafaqat nazariyotchi, balki kuzatuvchi ham. Astronomiya g'ayrioddiy fan. Bu, qoida tariqasida, ilmiy-tadqiqot ob'ektlari bilan to'g'ridan-to'g'ri tajriba qila olmaydi. Turli xil nurlanish (elektromagnit, tortishish, neytrino yoki kosmik nurlar) astronomlar faqat "josuslik" va tinglashdi. Bu shuni anglatadiki, siz ushbu kuzatuvlarni tavsiflovchi statsionar farazlarni hisoblashda ularni hisob-kitob qilishda ekspluatatsiya qilishni o'rganishingiz kerakligini anglatadi. Astronomiyadagi kompyuterlarning qo'llanilishi, boshqa fanlardagi kabi juda xilma-xil. Bu kuzatuvlarni avtomatlashtirish va ularning natijalarini qayta ishlash (astronomlar ko'zoynakda emas, balki maxsus qurilmalar bilan bog'liq monitorda). Kompyuterlar katta kataloglar (yulduzlar, spektron tahlillar, kimyoviy birikmalar va boshqalar) bilan ishlash uchun zarur.
Misol.Hamma "bir stakan suvda bo'ron" iborasini biladi. Bo'ron kabi murakkab gidrodinamik jarayoni batafsil batafsil ma'lumot batafsil ma'lumotni raqamli modellashtirish usullarini jalb qilish kerak. Shuning uchun, katta gidrometsentrikda kuchli kompyuterlar mavjud: "Bo'ron" kompyuter protsessor kristalida "o'ynaydi.
Agar siz juda murakkab hisob-kitoblarga ega bo'lmasangiz ham, siz ularni million marta takrorlashingiz kerak, ammo siz bir marta dasturni yozib olishingiz kerak va kompyuter uni kerak bo'lganda takrorlaydi (cheklov, tabiiy, kompyuter tezligi bo'ladi ).
Raqamli simulyatsiya mustaqil tadqiqotlar usuli bo'lishi mumkin, chunki foizlar faqat ba'zi ko'rsatkichlarning qadriyatlari (masalan, mahsulotlar yoki galaktikaning ajralmas spektrining integral spektri), ammo ko'pincha kompyuter modellarini qurish vositalaridan birini bajaradi ushbu atamaning keng ma'noda.
Tarixan kompyuter modellashtirish bo'yicha birinchi ish fizika bilan bog'liq edi, u erda namunaviy modellashtirish, filavikani, issiqlik almashinuvi va issiqlik almashinuvi, qattiq mexanika va modellashtirish, asosan murakkab va modellashtirish. Matematik fizikaning maqsadlari va mohiyat bilan, albatta, matematik simulyatsiya edi. Fizikada matematik modellashtirishning yutuqlari kimyo, elektr energiyasi sanoati, biologiya va simulyatsiya sxemalari bir-biridan unchalik farq qilmadi. Modellashtirish asosida hal qilingan vazifalarning murakkabligi faqat mavjud kompyuterlarning kuchi bilan cheklangan. Ushbu turdagi modellashtirish keng tarqalgan va hozirgi kungacha. Bundan tashqari, foydalanish va kengaytirishni osonlashtiradigan va kengaytirishga imkon beradigan subroutinlar va funktsiyalarning sonlarini modellashtirish, butun subtoRa'insiyalar kutubxonalarini ishlab chiqishda to'planadi. Va hozirgi paytda "Kompyuter simulyatsiyasi" tushunchasi odatda fundamental tabiiy-ilmiy fanlar bilan bog'liq, ammo avvalo kibernetika pozitsiyasidan (ya'ni boshqaruv pozitsiyalari bo'yicha murakkab tizimlarni tizimli tahlil qilish). Hukumat, mustaqil shaxslar). Va endi kompyuter simulyatsiyasi biologiya, makroiqtisodiyotda, avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarini yaratishda keng qo'llaniladi.
Misol.Oldingi paragrafda tasvirlangan tog 'ekspertizasi. Bu, albatta, haqiqiy ob'ektlar bilan emas, balki displey ekranidagi animatsiya tasviri bilan amalga oshirilishi mumkin. Ammo, o'yinchoqlar harakati odatdagi filmga suratga olish va uni televizorda namoyish etish mumkin. Bu holda kompyuterdan foydalanishni kompyuter modellashtirish orqali chaqirish mos keladimi?
Misol. Ufqqa vertikal ravishda yoki burchak ostida qoldirilgan tana reysining modeli, masalan, tana balandligi jadvalini vaqtga qarab. Siz uni qurishingiz mumkin
a) qog'oz varag'ida nuqtalarda;
b) xuddi shu nuqtalarda grafik muharrirda;
v) biznes grafikasi dasturidan foydalanib, masalan,
Yashashlar;
d) nafaqat ko'rsatadigan dasturni yozish
Yaraning parvoz traektoriyasi, lekin sizdan so'rashga imkon beradi
Boshlang'ich ma'lumot (moyillik burchagi, dastlabki tezlik
).
Nima uchun b) Men kompyuter modelini va variantlarini chaqirishni xohlamayman va d) ushbu nom bilan to'liq mos keladimi?
Ostida kompyuter modeliko'pincha dasturni (yoki dastur plyusining maxsus qurilmasi) tushunadi, bu ma'lum bir ob'ektning xususiyatlari va xatti-harakatlariga taqlid qilishni ta'minlaydi. Ushbu dasturning natijasi kompyuter modeli ham deyiladi.
Maxsus adabiyotda "kompyuter modeli" atamasi quyidagicha qat'iy aniqlanadi:
Ob'ektning shartli yoki ba'zi ob'ektlar (jarayonlar, grafikalar, chizmalar, chizmalar, chizmalar, chizmalar, chizmalar, va boshqalar) yordamida tasvirlangan va boshqalar va boshqalar tomonidan tasvirlangan. ob'ekt. Ushbu turdagi kompyuter modellari deyiladi tarkibiy va funktsional;
Ajratish tartibini yoki ularning natijalarini aks ettirish uchun grafik ko'rinishga imkon beradigan alohida dastur yoki ularning natijalarining grafik namoyishi, odatda tasodifiy omillar ta'sir qiladi. Bunday modellar deyiladi simulyatsiya.
Kompyuter modellari sodda va murakkab bo'lishi mumkin. Dasturlash o'rganilganda oddiy modellar bir necha bor yaratilgan yoki ma'lumotlar bazasini yaratgan. Uch o'lchovli grafika tizimlarida, ekspert tizimlari, avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlari qurilib, juda murakkab kompyuter modellaridan foydalaniladi.
Misol.Inson faoliyatini kompyuter bilan qurish g'oyasi yangi emas va ular amalga oshirishga harakat qilinmaydigan bunday faoliyat sohasini aniqlash qiyin. Ekspert tizimlari - bu insonning ekspertining xatti-harakatlarini bilim bazasini tashkil etish uchun biron bir sohada muammolarni hal qilishda bo'lgan shaxsning xatti-harakatlarini taqlid qiladigan kompyuter dasturlari. Aqliy faoliyatni modellashtirish vazifasi. Modellarning murakkabligi tufayli, qoida tariqasida, bir necha yil davomida amalga oshiriladi.
Zamonaviy ekspert tizimlari Bilimlar bazasi bundan mustasno, misollar, masalan, haqiqiy odamlarni o'rganish natijalari va ularning faoliyatining keyingi muvaffaqiyatlari / etishmovchiligi to'g'risidagi ma'lumotlarni o'rganish natijalari. Masalan, Nyu-York politsiyasining ekspert tizimining preklar bazasi - 786 000 shaxs, "Xobbi" markazi (Korxonada kadrlar siyosati) - 512 000 odamlar va ushbu markaz mutaxassislarining so'zlariga ko'ra, ular kutilgan aniqlik bilan ishlab chiqilgan, faqat bazaga o'tgan 200 000 uning yaratilishini 6 yil davomida olgan odam.
Misol.Kompyuter grafik tasvirlarini yaratish bo'yicha taraqqiyot uchta o'lchovli modellarning kamarli rasmlardan kattalik namunalari bo'lgan zamonaviy realistik rasmlarga ega. Bu modellashtirish muhitini aniqroq aniqlashda muvaffaqiyat natijasi edi. Shaffoflik, aks ettirish, soyalar, yoritish modellari va sirtning xususiyatlari - tadqiqotchilar jadal faoliyat yuritadigan, doimiy ravishda realistik sun'iy tasvirlarni yaratishda yangi algoritmlarni taklif qiladigan bir qator sohadir. Bugungi kunda ushbu usullar yuqori sifatli animatsiya yaratish uchun ishlatiladi.
Amaliy ehtiyojlar ichidakompyuterni modellashtirish, qo'shimcha dasturlarni ishlab chiquvchilar ustidan vazifalarni bajaradi asboblarkompyuter. Ya'ni, usul nafaqat yangi ko'rinishga ega va yangi dasturlarlekin vaustida rivojlanishtexnik vositalar.
Misol.1980-yillarda kompyuter golografiya haqida birinchi marta gapirdi. Shunday qilib, avtomatlashtirilgan dizayn tizimlarida, jug'rofiy axborot tizimlarida nafaqat uch o'lchovli shakldagi qiziqish ob'ektini ko'ra olish, balki uni burilish, egilishi mumkin bo'lgan yigit shaklida taqdim etish yoqimli bo'lar edi ichkariga qarang. Haqiqiy dasturlarda foydali bo'lgan golografik rasmni yaratish uchun kerak
golografik
rasmlar 
gigant sonli piksellar - milliardga yaqin. Endi bunday ishlar faol olib borilmoqda. Golografik displeyni rivojlantirish bilan bir vaqtda "haqiqatni almashtirish" tamoyiliga asoslangan uch o'lchovli ish stantsiyasini yaratish bo'yicha ishlar olib borilmoqda. Ushbu atama tabiiy energiyali energiyali) modellari bilan ishlashda foydalanadigan barcha tabiiy va intuitiv usullardan keng foydalanish g'oyasi, ammo ularning har tomonlama takomillashtirish va rivojlanishiga raqamli xususiyatlar yordamida ularning kengligini oshirish va rivojlanishiga qaratilgan Tizimlar. Masalan, imo-ishora va teginish orqali kompyuter gologrammalari bilan manipulyatsiya qilish va o'zaro ta'sir qilish mumkin deb taxmin qilinadi.
Kompyuter simulyatsiyasi quyidagilarga ega afzalliklari:
Ravshanlikni ta'minlaydi;
Foydalanish mumkin.
Kompyuter modellashtirishning asosiy afzalligi shundaki, bu nafaqat kuzatish, balki ba'zi maxsus sharoitlarda tajriba natijasini oldindan aytib berishga imkon beradi. Ushbu fursat tufayli ushbu usul biologiya, kimyo, sotsiologiya, ekologiya, fizika, iqtisodiyot va boshqa ko'plab bilim sohalarida qo'llaniladi.
Kompyuter simulyatsiyasi o'quvda keng qo'llaniladi. Maxsus dasturlar yordamida siz bunday hodisalarning modellari bilan siz mikrotonldod va astronomik o'lchamdagi hodisalar, yadro va kvant fizikasi hodisalari, o'simliklarning rivojlanishi va kimyoviy reaktsiyalardagi moddalar.
Ko'pgina kasblar, ayniqsa havo qatnovi, atom va elektr stantsiyalarining dispetcherlari, shu jumladan, favqulodda vaziyatlar bilan shug'ullanadigan simulyatorlar yordamida o'tkaziladi.
Agar biron bir haqiqiy qurilmalar va moslamalar bo'lmasa, kompyuterda laboratoriya ishlarini sarflashingiz mumkin bo'lsa yoki muammoning echimi murakkab matematik usullar va mehnatga intenzy hisob-kitoblardan foydalanishni talab qilsa.
Kompyuter simulyatsiyasi o'rganilgan fizik, kimyoviy, biologik, ijtimoiy qonunlarni "jonlantirish" ni amalga oshirishga imkon beradi, bir qator tajribalarni model bilan joylashtiring. Ammo shuni unutmangki, bu barcha tajribalar tabiatda juda shartli va ularning kognitiv qiymati ham juda shartli.
Misol. Yadro parchalanishining amaliy ishlatilishidan oldin, yadro fizisi radiatsiyaning xavfi haqida emas, balki "yutuqlar" (Xirosima va Nagasaki) ning birinchi ommaviy ravishda nurlanishini aniq ko'rsatdi
inson uchun xavfli. Yadro elektri bilan fizika boshlang'ich
stansiyalar, insoniyat uzoq vaqt davomida nurlanish xavfi haqida bilmas. O'tgan asrning boshlarining kimyogarlariga - kuchli pestitsidlar - uzoq vaqt davomida mutlaqo xavfsiz deb topildi
Kuchli zamonaviy texnologiyalar, noto'g'ri dasturiy mahsulotlar, bunday tor ta'minot mahsulotlaridan keng tarqalgan va o'ylamasdan keng tarqalgan va o'ylamasdan foydalanish, ehtimol, umumiy ahamiyatga ega bo'lgan muhim ahamiyatga ega bo'ladi.
Kompyuter tajribalari- bu tabiiy yoki ijtimoiy hodisalarni emas, modellarni o'rganish vositasidir.
Shuning uchun, kompyuter tajribasi bilan bir vaqtda har doim tadqiqotchiga borishi kerak, ularning natijalarini taqqoslash, tegishli model sifatini, fenomena mohiyatining mohiyatini baholashi mumkin
tug'ilish. Shuni unutmangki, fizika, biologiya, astronomiya, informatika firtual haqiqat haqida emas, balki haqiqiy jahon ilmidir.
Ilmiy izlanishlarda fundamental va deyarli yo'naltirilgan (amaliy), kompyuter ko'pincha eksperimental ishlarning zarur vositasi sifatida harakat qiladi.
Kompyuter tajribasi ko'pincha bog'liq:
Murakkab matematik hisob-kitoblar bilan (raqam
simulyatsiya);
Vizual va / yoki dinni qurish va o'rganish bilan
Mikrodali modellar (kompyuter modellashtirish).
Ostida kompyuter modelidasturi tushuniladi (yoki maxsus moslama bilan birgalikda dasturi), bu ma'lum bir ob'ektning xususiyatlari va xatti-harakatlarining xususiyatlari va xatti-harakatlariga taqqoslashni ta'minlaydi, shuningdek ushbu dasturni grafik tasvirlar shaklida (harakatsiz yoki dinamik), raqamli qiymatlar, jadvallar va boshqalar.
Tarkibiy va funktsional va simulyatsiya kompyuter modellari mavjud.
Tarkibiy va funktsionalkompyuter modeli - bu o'zaro bog'liq kompyuter stollari, oqimlar, diagrammalar, chizmalar, chizmalar, chizmalar, chizilgan parchalar, va boshqalar yoki boshqalar yoki boshqalar yoki boshqa ob'ektlarning shartli tasviridir uning xatti-harakati.
Simulyatsiya qilish kompyuter modeli - bu oddiy dastur yoki dasturiy ta'minot kompleksi bo'lib, ularni hisob-kitoblar ketma-ketligi va ularning turli xil tasodifiy omillar ta'sir ko'rsatgan holda grafik namoyish etish imkonini beradi.
Kompyuter modellashtirish - bu kompyuter modelidan foydalanish asosida tahlil qilish yoki tizim sintezi (eng tez-tez murakkab tizim) muammosini hal qilish usuli.
Kompyuter simulyatsiyasining afzalliklaribu shunday:
Ba'zi bir maxsus sharoitlarda tajriba natijasini oldindan aytib berishga imkon beradi;
Har qanday nazariyalar bilan bashorat qilingan hodisalarni taqlid qilish va o'rganish imkonini beradi;
Bu ekologik toza va tabiat va erkak uchun xavf tug'dirmaydi;
Ravshanlikni ta'minlaydi;
Foydalanish mumkin.
Kompyuter simulyatsiyasining usuli biologiya, kimyo, sotsiologiya, ekologiya, iqtisodiyot, iqtisod, tilshunoslik, tilshunoslik, tahsil olish va boshqa ko'plab bilim sohalarida qo'llanmani topdi.
Kompyuter simulyatsiyasi mutaxassislarni tayyorlash, o'qitish va qayta tayyorlashda keng qo'llaniladi:
Mikroto'lqinlar hodisasi va astronomik o'lchamdagi dunyo hodisalari modellarining vizual taqdimoti uchun;
Yashash va jonsiz tabiat dunyosida sodir bo'ladigan jarayonlarga taqlid qilish
Murakkab tizimlarni boshqarish, shu jumladan favqulodda vaziyatlar bilan bog'liq bo'lgan haqiqiy vaziyatlarni taqlid qilish;
Zarur asboblar va qurilmalar mavjud bo'lmaganda laboratoriya ishlari uchun;
Muammolarni hal qilish uchun, agar murakkab matematik usullar va mehnat intensivligi hisob-kitoblari talab qilinsa.
Esingizda bo'lsa, kompyuterda ob'ektiv haqiqat yo'q, ammo bu haqda nazariy fikrlarimiz. Kompyuter modellashtirish ob'ektlari haqiqiy ob'ektlar, jarayonlar, hodisalar emas, balki matematik va boshqa ilmiy modellardir.
Kompyuter tajribalari- bu tabiiy yoki ijtimoiy hodisalarni emas, modellarni o'rganish vositasidir.
Kompyuter simulyatsiyasining har qanday natijalariga sodiqlik mezoni ham shtamm (fizik, kimyoviy, ijtimoiy) tajriba bo'ldi. Ilmiy va amaliy tadqiqotlar bo'yicha kompyuter eksperimenti faqat tadqiqotchiga hamroh bo'lishi mumkin,
ularning natijalari model sifatini, tabiat hodisalarining mohiyati haqidagi g'oyalarimizning chuqurligini baholashi mumkin.
Shuni yodda tutish kerakki, fizika, biologiya, astronomiya, iqtisodiyot, informatika haqiqiy dunyoning ilmidir, va emas 
Virtual reallik.
MAShQ 1
Matn muharririda yozilgan xat va elektron pochta orqali yuborilgan elektron pochta xabarlari, hech kim kompyuter modelini chaqiradi.
Matn muharrirlari nafaqat doimiy hujjatlar (harflar, uslublar, hisobotlar), balki foydalanuvchi o'zgarolmaydigan doimiy ma'lumotlar mavjud, ular foydalanuvchi tomonidan to'ldirilgan va u erda bo'lgan ma'lumotlar mavjud bo'lgan ma'lumotlar mavjud. ular kiritilgan ma'lumotlar asosida avtomatik ravishda hisob-kitoblar yaratiladi. Ushbu shablonni kompyuter modeli sifatida hisobga olish mumkinmi? Agar shunday bo'lsa, bu holda modellashtirish ob'ekti qanday va shunga o'xshash modelni yaratishning maqsadi nima?
2-vazifa.
Bilasizmi, ma'lumotlar bazasini yaratishdan oldin, avval ma'lumot modelini qurishingiz kerak. Siz shuningdek, algoritm faoliyatning modelidir.
Ma'lumotlarning modellari va algoritmlari ko'pincha kompyuterni amalga oshirish asosida ishlab chiqilgan. Aytishlari mumkinki, ba'zilarida ular kompyuter modeli bo'lishadi va agar shunday bo'lsa, bu qachon bo'ladi?
Eslatma."Kompyuter modeli" kontseptsiyasining ta'rifiga javobingizni tekshiring.
3-vazifa.
Kompyuter modelini qurish bosqichlarini ba'zi jismoniy hodisaga taqlid qiladigan dasturni ishlab chiqish misolida tasvirlab bering.
4-vazifa.
Kompyuter simulyatsiyasi haqiqiy foyda keltirganda va u istalmagan oqibatlarga olib kelganda misollar keltiring. Ushbu mavzu bo'yicha hisobot tayyorlang.
Tizim modeli bo'yicha kompyuter modeli bilan eksperiment ko'rib chiqilayotgan ob'ektning ishlash xususiyatlari to'g'risida ma'lumot olish uchun amalga oshiriladi. Kompyuter tajribalarini rejalashtirishning asosiy vazifasi resurslar bo'yicha cheklovlar paytida o'rganish tizimi to'g'risida zarur ma'lumotlarni olish (mashina xarajatlari, xotira va boshqalar). Kompyuter tajribalarini rejalashtirishda, modellashtirish uchun mashinani modellashtirish xarajatlarini kamaytirish, natijalarni modellashtirish, testning etilishining aniqligi va ishonchliligini kamaytirish bo'yicha kompleks vazifalar kiradi.
Modellar bilan kompyuter tajribalarining samaradorligi sezilarli darajada tanlanganligi sababli, tizimni modellashtirish va tizimni modellashtirish va tizimni yig'ish va statistik qayta ishlashni amalga oshirish rejasi va tartibini belgilaydi. . Shuning uchun model bilan ishlaydigan kompyuter tajribasini rejalashtirishning asosiy vazifasi quyidagilardan iborat: Modelitmni amalga oshirish uchun Moderitm (dastur) shaklida ko'rsatilgan modellashtirish ob'ekti to'g'risida ma'lumot olish kerak Jarayon.
Uydan oldin kompyuter tajribalarining afzalligi - bu tajriba tizimi bilan eksperimental sharoitlarni to'liq qaytarish qobiliyati. . Maydondan muhim ustunlik - bu haqiqiy ob'ektlar bilan tajribali tajribalarda amalga oshirilmaydigan ketma-ket va exursistlarni rejalashtirish usullaridan foydalanishning soddaligi. Kompyuter modeli bilan ishlashda, natijalarni tahlil qilish va qaror qabul qilish uchun zarur bo'lgan vaqt davomida tajriba har doim mumkin (masalan, model xususiyatlarining qiymatlarini o'zgartirish zarurati).
Kompyuter tajribalarining noqulayligi shundaki, ba'zi kuzatuvlarning natijalari avvalgilaridan bir yoki bir nechta natijalarga bog'liq va shuning uchun ular mustaqil kuzatuvlarga qaraganda kamroq ma'lumotlarga ega.
Ma'lumotlar bazasiga kelsak, kompyuter eksperimenti maqsadga muvofiq DBBMS vositalaridan foydalanish maqsadida ma'lumotlarni boshqarish demakdir. Eksperimentning maqsadi modellashtirishning umumiy maqsadi asosida shakllantirilishi va ma'lum bir foydalanuvchi talablarini hisobga olish. Masalan, "dekanat" ma'lumotlar bazasi mavjud. Ushbu modelni yaratishning umumiy maqsadi o'quv jarayonini boshqarishdir. Agar siz talabalar faoliyati to'g'risida ma'lumot olishingiz kerak bo'lsa, iltimos, men.e. Kerakli ma'lumotlarni aniqlash uchun tajribani amalga oshiring.
DBTS Atrof-muhit vositasi Asboblar qutisi quyidagi ma'lumotlarni bajarishga imkon beradi:
1) Saralash - har qanday belgiga ko'ra ma'lumotlarni soddalashtirish;
2) qidirish (filtrlash) - ma'lum bir holatni qondirish ma'lumotlarini tanlash;
3) hisoblangan maydonlar yaratish - Formulalarga asoslangan boshqa ko'rinishga ma'lumotlarni o'zgartirish.
Axborot modeli boshqaruvi ma'lumotlarni qidirish va saralashning mezonlarini ishlab chiqish bilan uzviy bog'liqdir. Qog'oz fayllaridan farqli o'laroq, bitta yoki ikkita mezondan farqli o'laroq, qidiruv odatda qo'lda - shafqatsiz kuch kartalari, kompyuter ma'lumotlar bazalari turli sohalar va turli xil qidiruv mezonlarini bosib turishga imkon beradi. Biror vaqt sarflanmagan kompyuterga sarflanmasdan kompyuterga sarflanmasdan yoki kerakli ma'lumotlarni tanlash.
Ma'lumot modeli bilan muvaffaqiyatli ishlash uchun ma'lumotlar bazasi dasturiy muhitingiz boshlang'ich ma'lumot boshqa turlarga aylantiriladigan hisoblangan maydonlar yaratishga imkon beradi. Masalan, semestrga ko'ra, maxsus o'rnatilgan funktsiyalar yordamida siz talabalarning o'rtacha ko'rsatkichlarini hisoblashingiz mumkin. Bunday hisoblangan maydonlar qo'shimcha ma'lumot sifatida yoki qidirish va saralashni mezon sifatida ishlatiladi.
Kompyuter eksperimenti ikki bosqichni o'z ichiga oladi: test (operatsiyalarning bajarilishini tekshirish) va haqiqiy ma'lumotlar bilan tajriba o'tkazish.
Hisoblangan maydonlar va filtrlar uchun formulalarni chizgandan so'ng, siz ularning to'g'ri ekanligiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Buning uchun operatsiya natijalari oldindan ma'lum bo'lgan sinov yozuvlarini kiritishingiz mumkin.
Kompyuter eksperimenti qulay tahlil va qarorlarni qabul qilishda natijalarni berish orqali yakunlanadi. Kompyuter ma'lumotlari modellarining afzalliklaridan biri bu xabarlar deb nomlangan qo'shimcha ma'lumotlarning turli shakllarini yaratish qobiliyatidir. Har bir hisobotda ma'lum tajriba maqsadlariga javob beradigan ma'lumotlar mavjud. Kompyuterning xabar berishicha, ular belgilangan xususiyatlar bo'yicha ma'lumotlarni guruhlash uchun ma'lumotnomalarga, guruhlarda va umuman hisoblarni hisoblash bo'yicha yozuvlar va umuman hisobni hisobga olishning xulosalari va ushbu ma'lumotni qaror qabul qilish uchun qo'shimcha ma'lumotlardan foydalanish.
Atrof-muhit sizga bir nechta tipik, shuningdek, hisobot shakllarini yaratishga imkon beradi. Ba'zi tajribalar natijalariga ko'ra siz uni matnli hujjat yoki bosma nashrga nusxa ko'chirgandan so'ng o'chirilgan vaqtinchalik hisobotni yaratishingiz mumkin. Ba'zi tajribalar umuman hisobot berishni talab qilmaydi. Masalan, yuqori stipendiyalarni tayinlash uchun eng muvaffaqiyatli talabani tanlash talab etiladi. Buning uchun semestrning o'rtacha hisobini saralash kifoya. Kerakli ma'lumotlar talabalar ro'yxatida birinchi yozuvni o'z ichiga oladi.
Yangi dizayndagi yangi o'zgarishlarga hayot berish, ishlab chiqarish uchun yangi texnik echimlarni joriy etish yoki yangi g'oyalarni tekshirish uchun sizga tajriba kerak. Yaqin o'tmishda bunday tajriba, u uchun maxsus yaratilgan qurilmalarda yoki tabiatda, I.E., hozirgi mahsulot namunalarida har xil testlarga fitna uyushtirgan laboratoriya sharoitida o'tkazilishi mumkin. Masalan, tadqiqot uchun har qanday birlik yoki tugunning operatsion xususiyatlari, ular maxsus xonalarda muzlatilgan, ular tebranadigan qoziqlar bilan muzlatilgan, ammo agar u yangi soat yoki changyutgich bo'lsa ~ Yo'qotganda yo'qotish bilan kichikdir. Agar samolyot yoki raketa bo'lsa?
Laboratoriya va dala eksperimentlari katta moddiy xarajatlar va vaqt talab qiladi, ammo ularning ma'nosi juda katta.
Birinchi bosqichda, birinchi bosqichda boshlang'ich ob'ektlar simulyatsiya jarayonida turli xil tajribaga duchor bo'lish kerakligi aytilgan. Agar siz samolyot bilan murojaat qilsangiz, unda tugunlar va tizimlar bilan tajribali tajribalar uchun, ularning aytganidek, barcha vositalar yaxshi. Uy-joyni tartibga solishni sinovdan o'tkazish uchun aerodinamik naycha va fusellajning dala modellari va turli xil taqlid modellari, xastalarni chiqaradigan tizimni ishlab chiqishda, ularsiz muammosiz energiya ta'minoti tizimini sinab ko'rishlari mumkin emas maxsus stend.
Hisoblash texnologiyasini ishlab chiqish bilan yangi noyob ilmiy-tadqiqot usulida - kompyuter tajribasi paydo bo'ldi. Ko'p hollarda eksperimental namunalarni va sinov stendlarini almashtirish va ba'zan test stendlarini almashtirish bo'yicha yordam berish. Kompyuter eksperimenti ikki bosqichni o'z ichiga oladi: simulyatsiya rejasi va modellashtirish texnologiyasini tuzish.
Simulyatsiya rejasi Model bilan ishlash ketma-ketligini aniq aks ettirishi kerak.
Ko'pincha reja tadqiqotchi tomonidan kompyuter modeli bilan amalga oshirilishi kerak bo'lgan xatti-harakatlarning tavsifi bo'lgan raqamlangan elementlarning ketma-ketligi sifatida ko'rsatiladi. Bu erda dasturiy ta'minot vositasidan qanday foydalanish kerakligini ko'rsatmasligi kerak. To'liq rejasi - bu kompyuter eksperiment strategiyasining aksidir.
Bunday rejaning birinchi nuqtasi har doim sinovning rivojlanishi va keyin modelni sinab ko'rishdir.
Sinov - bu to'g'ri modelni tekshirish jarayoni.
Sinov - natijada natija oldindan ma'lum bo'lgan manba ma'lumotlari to'plami.
Olingan modellashtirish natijalarining to'g'riligiga ishonch hosil qilish uchun, xamirning tarkibidagi modelda kompyuter eksperimentini oldindan o'tkazish kerak. Shu bilan birga, siz quyidagilarni eslab qolishingiz kerak:
Birinchidan, sinov har doim kompyuter modelining ishlashi uchun rivojlangan algoritmni tekshirish uchun diqqatni jalb qilish kerak. Sinov uning semantik tarkibini aks ettirmaydi. Biroq, sinov jarayonida olingan natijalar sizni asl ma'lumot yoki belgi modelini o'zgartirish g'oyasiga olib kelishi mumkin, bu erda vazifaning semantik tarkibi qo'yilgan.
Ikkinchidan, sinovdagi manba ma'lumotlari haqiqiy vaziyatni to'liq aks ettirmasligi mumkin. Bu eng oddiy raqamlar yoki belgilarning har qanday kombinatsiyasi bo'lishi mumkin. Kutilayotgan natija oldindan ma'lumotlarning aniq variantini oldindan bilishingiz muhimdir. Masalan, model murakkab matematik munosabatlar shaklida keltirilgan. Sinovdan o'tkazilishi kerak. Siz eng oddiy manbali ma'lumotlar qiymatlari uchun bir nechta variantni tanlaysiz va oldindan javobni oldindan hisoblang, ya'ni siz kutilgan natijani bilasiz. Keyinchalik siz ushbu manba ma'lumotlari bilan kompyuter tajribasini o'tkazasiz va natijani kutilganidek taqqoslang. Ular bir-biriga mos kelishi kerak. Agar siz bir-biriga to'g'ri kelmasangiz, sababni qidirish va yo'q qilish kerak.
Sinovdan so'ng, modelning to'g'ri ishlashiga ishonchingiz komil bo'lsa, siz to'g'ridan-to'g'ri ketasiz modellashtirish texnologiyasi.
Modellashtirish texnologiyasi - bu kompyuter modeli ustidagi maqsadli foydalanuvchilarning harakatlari to'plamidir.
Har bir tajriba bilan bog'lanish natijalarini tahlil qilish uchun asos bo'ladigan natijalar bilan birga bo'lishi kerak.
L. v. collitsin,
, www.levpi.narod.ru, Mou Sosh № 2, Dzerjinsk, Nijniy Novgorod viloyati.
Kompyuter jismoniy eksperiment
4. Kompyuter tajribasi hisoblash
Hisoblash tajribasi o'giradi
mustaqil fan sohasida.
R.G. Efremov, DF-M.N.
Hisoblash kompyuter tajribasi odatdagidek odatdagi (tost). Bu eksperimental rejalashtirish va eksperimental o'rnatish, nazorat sinovlarini yaratish va bir qator eksperimentlar o'tkazish va eksperimental ma'lumotlarni, ularning talqinlarini, ularning talqinlarini va boshqa tajribalarni amalga oshirish va boshqa tajribalarni o'tkazish. Biroq, u haqiqiy ob'ektdan yuqori, ammo uning matematik modeli ustidan amalga oshirilmaydi, eksperimental o'rnatish pyesasi maxsus kompyuter dasturi bilan jihozlangan.
Hisoblash tajribasi tobora ommalashib bormoqda. Ular ko'plab institutlar va universitetlar, masalan, Moskva davlat universitetida qatnashadilar. M.V. Lomonosov, IFSU, CTTOTO instituti, SB Ras, Rossiya Fanlar akademiyasining molekulyar biologiyasi instituti, va boshqalar, "ho'l" eksperimentsiz muhim ilmiy natijalarga erishishi mumkin. Buning uchun nafaqat kompyuter kuchi, balki zarur algoritmlar ham, eng muhimi - tushunish ham mavjud. Agar bo'lingan bo'lsa, vivo-da, in vitro- keyin endi ko'proq qo'shiladi siliko ichida.. Aslida, hisoblash tajribasi mustaqil ilmiy sohaga aylanadi.
Bunday eksperimentning afzalliklari aniq. U odatda intensivga arzonroq. Bu oson va xavfsiz tarzda aralashishi mumkin. Buni har qanday vaqtda takrorlash va to'xtatishi mumkin. Ushbu tajriba davomida siz laboratoriyada yaratilishi mumkin bo'lmagan sharoitlarni taqlid qilishingiz mumkin. Biroq, hisoblash tajribasi tabiiylikni to'liq o'zgartira olmaydi, va kelajak ularning oqilona kombinatsiyasi uchun. Hisoblash kompyuter tajribasi xizmatkorlar va nazariy modellar o'rtasidagi ko'prik sifatida xizmat qiladi. Hisobotga ko'ra, hisobga olingan jismoniy tizimning ideallashtirilgan modelini ishlab chiqishning boshlang'ich nuqtasi.
Hisoblash fizik eksperimentining bir nechta misollarini ko'rib chiqing.
Inertsiya lahzasi. "Ochiq fizika" da (2.6, 1-qism) Qattiq tanadan iborat bo'lib, bitta ignaga kiritilgan to'rtta to'pdan iborat bo'lgan tizimning namunasi bo'yicha qiziqarli hisoblash tajribasi mavjud. Siz ignadagi ushbu to'plarning pozitsiyasini o'zgartirishingiz, shuningdek aylanish o'qining pozitsiyasini tanlashingiz, ikkalasini to'qish markazi orqali va uning uchlari orqali o'tkazib yuborishingiz mumkin. To'plarning har bir joylashuvi uchun talabalar aylanish o'qini inertiya ma'lumotining parallel qiymatini parallel ravishda translyatsiya qiymatidagi tezkor teoreer orqali hisoblashadi. Hisob-kitoblar uchun ma'lumotlar o'qituvchini. Insertiya lahzasini hisoblab chiqilgandan so'ng, ma'lumotlar dasturga kiritiladi va talabalar tomonidan olingan natijalar tekshiriladi.
"Qora qutisi". Hisoblash eksperimentini amalga oshirish uchun biz elektr "qora qutisi" tarkibini o'rganish uchun bir nechta dasturlarni yaratdik. Unda rezistorlar, inqiroz lampochka, diodlar, kapitatorlar, palanalar va boshqalar bo'lishi mumkin.
Ma'lum bo'lishicha, ba'zi hollarda "qora qutisi" ni ochmasdan, uning tarkibini kiritish va mahsulotni ishlab chiqarish uchun bog'lab qo'yish mumkin. Albatta, maktab darajasida bu oddiy uch yoki to'rt qutb uchun amalga oshirilishi mumkin. Bunday vazifalar talabalar, fazoviy tafakkur va ijodiy qobiliyatlarni izchil rivojlantirmoqda, demak, ularni hal qilish uchun chuqur va kuchli bilimlarga ega bo'lish zarur. Shuning uchun fizikadagi ko'plab ittifoq va xalqaro olimpiada, chunki tajriba topshiriqlari mexanika, iliqlik, elektr va optikaga "qora qutilar" ni o'rganishni taklif qiladi.
Tez kurslarda men "qora qutida" qachon uchta haqiqiy laboratoriyani o'tkazaman:
faqat tikanlar;
- tikanlar, qizg'ish lampalar va diodlar;
- Ko'ngillar, kondensatorlar, palanalar, transformatorlar va tebranadigan konturlar.
Struktura bilan "qora qutilar" bo'sh uchrashuvlar qutilarida qilingan. Qutida elektr aylanmasida joylashtirilgan va qutilar skotch bilan shoshilmoqda. Tadqiqotlar asboblar - avtomatlar, generatorlar, ostiloskoplar va boshqalar yordamida amalga oshiriladi, chunki Buning uchun siz vahni qurishingiz kerak. Qurilmaning ko'rsatkichi talabalari natijalarni qayta ko'rib chiqadigan va "F" va "FASH" ni quradigan kompyuterga kiritiladi. Bu talabalarga "qora qutisi" ning tafsilotlarini bilib olish va ularning parametrlarini aniqlashga imkon beradi.
"Qora qutilar" bilan qurollanganda, asboblar va laboratoriya uskunalari bilan bog'liq qiyinchiliklar yuzaga keladi. Darhaqiqat, tadqiqot uchun, aytish kerakki, 15 ta ostiloskoplar, 15 ta ovoz generatorlari va boshqalar, i.e. Ko'pgina maktablar mavjud bo'lmagan 15 uskuna to'plami. Va bu erda virtual "qora qutilar" qutqaruvga keladi - tegishli kompyuter dasturlari.
Ushbu dasturlarning afzalligi shundaki, tadqiqotlar butun sinf tomonidan bir vaqtning o'zida amalga oshirilishi mumkin. Bunga misol sifatida biz faqat qarshilik ko'rsatadigan "qora qutilar" generatorining generatorining yordami bilan amalga oshiradigan dasturni ko'rib chiqamiz. Ish stolining chap tomonida "qora qutisi" mavjud. U punktlar o'rtasida joylashgan faqat tikuvchilardan iborat elektr zanjiriga ega. A, b, bilan va D..
Talaba ixtiyorida uchta vositadir: quvvat manbai (Oqilbaqasi hisoblash uchun ichki qarshiligi nolga teng olinadi va EMF tasodifiy dastur tomonidan amalga oshiriladi); Voltmetr (cheksizlikka teng bo'lgan ichki qarshilik); Ampermetr (ichki qarshilik nolga teng).
Dasturni "Qora quti" ichidagi dasturni ishga tushirganingizda, 1 tadan 4 tagacha turtki bo'lgan elektr aylanish tasodifiy hosil bo'ladi. Talaba to'rtta urinishi mumkin. Har qanday tugmachani bosgandan so'ng, har qanday ketma-ketlikda taklif qilingan qurilmalarning har qanday turkumidagi "qora qutisi" terminallariga ulanish taklif etiladi. Masalan, u terminallarga ulangan Au Edc \u003d 3 v bilan joriy manba (EDC qiymati tasodifiy dastur tomonidan yaratiladi, bu holda u 3 V) chiqadi. Terminallarga Kd Men voltmetr bilan bog'landim va uning guvohligi 2,5 V edi. Buningdan hech bo'lmaganda "qora qutida" voltajli bo'lmachi bor degan xulosaga kelish kerak. Eksperimentni davom ettirish uchun ammetr voltimetr o'rniga ulanishi va o'qishni olib tashlash mumkin. Ushbu ma'lumotlar sir uchun etarli emas. Shuning uchun siz yana ikkita tajribani o'tkaza olasiz: joriy manba terminallarga ulanadi Kdva voltimetr va ammetr - terminallarga Au. Bunda olingan ma'lumotlar "qora qutisi" tarkibini hal qilish uchun etarli bo'ladi. Qog'ozda talaba sxemani chizadi, tikanlarning parametrlarini hisoblaydi va o'qituvchining natijalarini ko'rsatadi.
O'qituvchi, ishlarni tekshirish dasturiga tegishli kodni kiritadi va ushbu "qora qutisi" ichidagi ish stolida va rezistorlarning parametrlari ko'rsatilgan sxema paydo bo'ladi.
Dastur mening talabalari bilan Bayikda yoziladi. Uni boshqarish uchun Windows XP. yoki ichida Windows Vista. Emulyator dasturidan foydalanishingiz mumkin DOS., masalan, Dosbox.. Uni mening saytimdan yuklab olishingiz mumkin www.phizics-computer.bu.ru.
Agar "qora qutida" bo'lsa, u erda bo'lmagan elementlar mavjud bo'lsa, u erda bo'lmaganlar (chiroqli lampalar, diodlar va boshqalar), unda zudlik bilan o'lchashdan tashqari, bu vanni olib tashlash kerak bo'ladi. Buning uchun kuchlanishning natijalari 0 dan bir oz qiymatgacha o'zgarishi mumkin bo'lgan natijalar, kuchlanishning manbalari, kuchlanishiga ega bo'lish kerak.
Idiliklar va konteynerlarni o'rganish uchun virtual ovoz generatori va ostiloskopni ishlatish chastota reaktsiyasini olib tashlash kerak.
Tezlikni tanlagich. "Ochiq fizika" (2.6, 2-qism) boshqa dasturni ko'rib chiqing, bu hisoblash tajribasiga massa spektrometrdagi tezlik selektsion tizimida. Mass Specrometr yordamida zarrachaning massasini aniqlash uchun zaryadlangan zarralarni tezlikdagi zaryadlangan zarralarni tanlash kerak. Bu maqsad va unga shunday xizmat qilish tezlik tanlovchilar.
Eng oddiy tezlik selektori, zaryadlangan zarralar kesilgan bir hil elektr va magnit maydonlarda harakatlanadi. Elektr maydoni elektromagnetni rasmiylashtirishda tekis konstrakit, magnit - magnitlangan plitalar o'rtasida yaratilgan. boshlang'ich tezlik υ Zaryadlangan zarralar vektorlar uchun perpendikulyarlikka yo'naltirilgan E. va Ichida .
Zaryadlangan zarrachada ikkita kuch bor: elektr energiyasi savol: E. va magnit quvvat lorentz savol: υ × B. . Muayyan sharoitlarda ushbu kuchlar bir-birlarini aniq muvozanatlashlari mumkin. Bunday holda, zaryadlangan zarrachalar teng va to'g'ri harakatlanadi. Kondensater orqali uchib ketadigan zarracha ekrandagi kichik teshikdan o'tadi.
Zararchaning to'g'ri traektoriyasining holati zarrachaning zaryadiga va massasiga bog'liq emas va faqat uning tezligiga bog'liq: qe \u003d shaklidagi.→ men \u003d e / b.
Kompyuter modelida siz elektr energiyasining kuchlanish qiymatlarini, magnit maydonning inkutivatini o'zgartirishingiz mumkin B. va boshlang'ich zarrachalar tezligi υ . Tezlikni tanlab olish tajribasi elektron, proton, a-zarralar va butunlay ionlashtirilgan uran-235 va uran-238 atomlari uchun bajarilishi mumkin. Ushbu kompyuter modelidagi hisoblash eksperimenti quyidagicha amalga oshiriladi: talabalar hisoboti, zaryadlangan zarrachalar tezlik tanlagichiga, elektr maydonining kuchi va zarrachaning boshlang'ich tezligi. Talabalar yuqoridagi formulalarga muvofiq magnit maydonning induktionligini hisoblashadi. Shundan so'ng, ma'lumotlar dasturga kiritiladi va parranda uchayotgan zarralarni kuzatib boring. Agar zarrachalar tezligi selektorining gorizontal holatida bo'lsa, unda hisob-kitoblar to'g'ri.
Ko'proq murakkab hisoblash tajribalari bepul paketni qo'llash orqali sarflash mumkin. "Windows uchun model ko'rinishi". Paket ModelVionstudio (MVS) Bu murakkab dinamik tizimlarning interfaol vizual vizual modellarini tezkor yaratilish va ular bilan hisoblash bo'yicha eksperimentlarni olib borishning integratsiyalashgan grafikli grafikasi. Ushbu paket Sankt-Peterburg davlat texnika universitetining taqsimotli hisob-kitoblar va kompyuter tarmoqlari fakultetlari bo'limida eksperimental ob'ektlar texnologiyasi bo'yicha texnologiyalar guruhi tomonidan ishlab chiqilgan. Bepul paket bepul MVS. 3.0 www.expona.ru saytida mavjud. Atrof-muhitda modellashtirish texnologiyasi MVS. Virtual laboratoriya stendi kontseptsiyasiga asoslanadi. Stend ustida foydalanuvchi simulyatsiya qilingan tizimning virtual bloklarini joylashtiradi. Model uchun virtual bloklar kutubxonadan ham, foydalanuvchi tomonidan yana yaratilgan. Paket MVS. Hisoblash tajribasining asosiy bosqichlarini avtomatlashtirish uchun mo'ljallangan: Ob'ektning modelini dasturiy ta'minotni amalga oshirish, modelning modeliy modelini qurish, natijani tahlil qilish uchun qulay bo'lgan shaklda. Tadqiqot bo'yicha ob'ekt doimiy, diskret yoki gibrid tizimlar sinfiga murojaat qilishi mumkin. To'plam murakkab jismoniy va texnik tizimlarni o'rganish uchun eng mos keladi.
Misol sifatida Ommaviy vazifani ko'rib chiqing. Moddiy nuqta nuqtai nazaridan gorizontal tekislikda tashlansin va bu tekislik bilan mutlaqo butunlay qurtilax. Ushbu model modellashtirish paketlarining namunalari to'plamida deyarli majburiy bo'lib qoldi. Darhaqiqat, bu doimiy xatti-harakatlar (sohada parvoz) va diskret hodisasi bo'lgan odatiy gibrid tizimdir (sakrash). Ushbu misol, shuningdek, modellashtirishga yo'naltirilgan yondashuvni aks ettiradi: atmosferada uchadigan to'p - bu havosiz bo'shliqda uchadigan to'pning avlodidir va barcha umumiy xususiyatlarini o'z xususiyatlarini qo'shish orqali meros qilib oladi.
Ikkinchisi, final, foydalanuvchi nuqtai nazaridan, modellashtirish qadami, hisoblash tajribasining taqdimoti shaklini tavsiflash bosqichidir. Bular real vaqtli natijalarni ko'rsatadigan jadvallar, grafiyalar, arralar va hatto animatsiyalar bo'lishi mumkin. Shunday qilib, foydalanuvchi haqiqatan ham tizim dinamikasini kuzatmoqda. Siz dizaynning foydalanuvchilari tomonidan chizilgan fazaviy bo'shliqda nuqta ko'chirishingiz mumkin, ranglar gamutlari farq qilishi mumkin va foydalanuvchi ekranda, masalan, isitish yoki sovutish jarayonlari orqasida kuzatishi mumkin. Dastur paketlarini yaratgan modellarda siz hisoblash tajribasi jarayonidagi parametr qiymatlarini o'zgartirishga imkon beradigan maxsus oynalarni taqdim etishingiz va o'zgarishlarning ta'sirini darhol ko'rishingiz mumkin.
Jismoniy jarayonlarni vizual modellashtirish bo'yicha juda ko'p ishlar MVS. IGSUda amalga oshiriladi. Umumiy eksperimental sozlamalar bo'yicha bir qator virtual ishlar ishlab chiqilgan, bu esa parametrlarning real jismoniy jarayon va uning modeli parametrlari sifatida parametrlarni o'zgartirishni aniq ko'rsatadigan parametrlarni o'zgartirishga imkon beradi . Masalan, biz "Fizika o'qituvchisi" mutaxassisligi bo'yicha mavjud davlat ta'lim standartlariga javob beradigan ochiq ta'lim standartlariga javob beradigan Internet portalining Laboratoriya seminarining laboratoriya seminarining laboratoriya seminarining laboratoriyasi bo'yicha ettita laboratoriyani beramiz: yordam bilan to'g'ri chiziqni o'rganish atrrud mashinasi; O'qning tezligini o'lchash; Uyg'otuvchi tebranishlarning qo'shilishi; Velosiped g'ildiragi inertia paytida o'lchash; qattiq tananing aylanish harakatini o'rganish; Fuqarolik maysasi yordamida bepul kuzni tezlashtirishni aniqlash; Fizik mayatniksiz bepul tebranishlarni o'rganish.
Birinchi oltita virtual va kompyuterlarda modellashtirilgan ModelvisstududioFreeVa ikkinchisida virtual variant va ikkita haqiqiy mavjud. Masofaviy o'qitish uchun mo'ljallangan birida, talaba katta stantsiya kliplari va silgistidan va uni kompyuterning sichqonchasini to'plash va uni kompyuterning sichqonchasiga solib, og'ish burchagi maxsus dastur va kerak tajriba natijalarini qayta ishlashda talabalar tomonidan foydalaniladi. Bunday yondashuv eksperimental ish uchun zarur bo'lgan ko'nikmalarning bir qismini, faqat kompyuterda, qolgan qismini - mavjud maishiy texnika va jihozlarga masofaviy kirish bilan ishlashda yordam beradi. Uy sharoitida MD Jismoniy fakultetining umumiy va eksperimental fizikasi bo'limining ustaxonalarida boshlang'ich o'quvchilarni tayyorlash uchun mo'ljallangan boshqa bir timsoqni tayyorlash uchun mo'ljallangan. Laboratoriyada bir vaqtning o'zida ma'lum bir haqiqiy o'rnatish va virtual modeli bilan tajriba o'tkazmoqda. Shu bilan birga, u optik miqyosli va sekundomnik shaklida an'anaviy o'lchash vositalaridan, shuningdek aniq va yuqori tezlikdagi vosita - shuningdek optik sichqoncha va kompyuter taymeriga qarab siljish sensori. Xuddi shu hodisaning kompyuteri va modeli bilan bog'liq bo'lgan barcha vakolatxonalarni bir vaqtning o'zida taqqoslash, mijoz simulyatsiyasini bir oz vaqtdan keyin boshlanganda, kompyuter simulyatsiyasining mavjudligi to'g'risida rejimining tugashi bilan bir vaqtda taqsimlashga imkon beradi O'qishlardan farq qiladi, haqiqiy o'rnatishda olib tashlandi.
Uchalar holdan chetda qolmaydilar, jismoniy hisoblash tajribasida kompyuterdan foydalanish imkoniyatlari tugatilmaydi. Shunday qilib, ijodiy ish olib boruvchi o'qituvchi va uning talabalari uchun har doim virtual va haqiqiy jismoniy eksperiment sohasida foydalanilmagan imkoniyatlar bo'ladi.
Agar siz turli xil fizikaviy tajriba bo'yicha sharh va takliflaringiz bo'lsa, menga yozing:
Yuqorida keltirilgan ta'rifda "tajriba" atamasi ikki tomonlama ma'noga ega. Bir tomondan, kompyuter eksperimentida, shuningdek real, tizim javoblari parametrlardagi yoki tashqi ta'sirlarda ma'lum o'zgarishlarga o'rganilmoqda. Parametrlar ko'pincha harorat, zichlik, kompozitsiyadan foydalanadilar. Ta'sir qilish ko'pincha mexanik, elektr yoki magnit maydonlar orqali amalga oshiriladi. Farqi shundaki, eksperimentator haqiqiy tizim bilan shug'ullanayotgani, kompyuter tajribasida, haqiqiy ob'ektning matematik modelining xatti-harakati hisoblanadi. Boshqa tomondan, yaxshi belgilangan modellarni olish qobiliyati kompyuter eksperimentidan analitik nazariyalar bashoratini sinab ko'rish va shu sababli, simulyatsiya natijalari rol o'ynaydi tajribali ma'lumotlar sifatida bir xil ma'lumotnoma.
Aftidan, kompyuter eksperimentini shakllantirishning ikkita boshqacha yondashuvi mavjud bo'lib tuyuladi, bu esa hal qilinayotgan vazifa va shu bilan namunaviy tavsifni tanlash imkoniyati mavjud.
Birinchidan, MD yoki MK usullarining hisob-kitoblarini ma'lum bir haqiqiy tizimning xususiyatlarini bashorat qilish bilan bog'liq va ularni jismoniy eksperiment bilan taqqoslash bilan bog'liq. Bunday holda siz qiziqarli prognozlarni amalga oshirishingiz va tadqiqotlar o'tkazishingiz mumkin, masalan, turli xil sabablarga ko'ra haqiqiy tajriba, haqiqiy tajriba, haqiqiy bo'lmagan yoki juda katta moddiy xarajatlarni talab qiladi. Kompyuterda modellashtirish odatda murakkab molekulyar tizimning xatti-harakati to'g'risidagi ma'lumotni eng batafsil ("mikroskopik") olishning yagona yo'li. Bu juda turli xil biosmentlar bilan dinamik tipdagi raqamli eksperimentlar: mahalliy nayranglar, DNK parchalari va RNNA , Lipid membranalari. Bir qator holatlarda olingan ma'lumotlar ushbu ob'ektlarning tuzilishi va ishlashi to'g'risidagi oldingi g'oyalarni qayta ko'rib chiqishga yoki sezilarli darajada o'zgartirishga majbur bo'ldi. Shuni yodda tutish kerakki, bunday hisob-kitoblarda, turli xil va ma'nosiz potentsial qo'llaniladi, bu atomlarning haqiqiy aralashmalari faqat model va voqelik o'rtasidagi muvofiqlik o'lchovini belgilaydi. Dastlab, mavjud muammolar mavjud eksperimental ma'lumotlarga ko'ra kalibrlangan bo'lsa va shundan keyingina ushbu potentsiallar tizim haqida batafsil ma'lumot olish uchun foydalaniladi. Ba'zida interyomik ta'sirlarning parametrlarini soddalashtirilgan model ulanishlari uchun ishlab chiqarilgan kimyoviy hisob-kitoblardan o'tkazilishi mumkin. MD yoki MK mk modelini modellashtirishda, molekula kvant mexanikasi qonunlariga muvofiq, ammo klassik zarrachalar tizimi sifatida elektron vositalar va yadrolar sifatida qaramaydi. Ushbu model chaqiriladi molekulaning mashinasoz modeli .
Kompyuter eksperimentini shakllantirishga boshqa yondashuvning maqsadi, ya'ni ushbu sinfning eng odatiy xususiyatlari bilan belgilanadigan naqshlar, bunday naqshlar bilan belgilanadigan naqshlar bilan bog'liq bo'lishi mumkin ob'ektlar, lekin kimyoviy tarkibi aniq birikmaning tafsilotlari emas. Ya'ni, bu holda kompyuter eksperimenti funktsional obligatsiyalarni o'rnatishga qaratilgan va raqamli parametrlarni hisoblash emas. Ushbu mafkura eng aniq shaklda polimerlarning qal'a nazariyasida mavjud. Ushbu yondashuv nuqtai nazaridan, kompyuter simulyatsiyasi nazariy asbob sifatida ishlaydi, eng avvalo, eng muhimi nazariy usul yoki ularning bashoratlarini to'ldirishning mavjud tahliliy usullarining xulosalarini tekshirishga imkon beradi. Tahliliy nazariya va kompyuter eksperimentining bunday o'zaro ta'siri bir xil modellar ikkala yondashuvda ham ishlatilishi mumkin bo'lganida juda samarali. Polimer molekulalarning umumlashtirilgan modellarining eng ajoyib namunasi, deb ataladigan bo'lib xizmat qilishi mumkin panjara modeli . U turli nazariy inshootlarga, xususan, klassik eritma bilan bog'liq, ularning tarkibiy ta'sirlari ta'siri va shunga mos ravishda moslashuvchan polimerning xususiyatlariga ta'siri va mos ravishda zanjir. Ommaviy o'zaro ta'sirlarda, qisqa masofadagi jirkanch tebranishlar odatda lososlar oralig'ida Makromolekulning tasodifiy egilishlari tufayli zanjir bo'ylab yaqinlashganda, chiziqlar oralig'ida joylashgan. Panjara modelida haqiqiy ayyor traektori, bu ma'lum bir turdagi to'g'ri panjara sifatida ko'rib chiqiladi: kub, tetraedral va boshqalar. Muvozon boshliqlar polimer havolalariga mos keladi (monomerlar) va ulanish Ularga segmentlar - Macromolekulyar konkromolekulyatoridagi kimyoviy aloqalar. Traektektoriya (yoki boshqacha qilib aytganda, bir vaqtning o'zida ikki yoki undan ortiq monomerlarni bir qatlamli tugunga kira olmaslik) bir qismli modellar hajmiga (1-rasm) kiritish taqiqlangan (1-rasm). Ya'ni, masalan, MK usuli ishlatilgan bo'lsa va, agar siz tasodifiy tanlangan havolani boshqacha bo'lsa, u allaqachon yangi tuzilishni o'chiradi, so'ngra parametrlarni hisoblashda hisobga olinmaydi va parametrlarni hisoblashda hisobga olinmaydi tizimning. Gullakdagi zanjirning turli joylashuvi polimer zanjiri moslamasiga to'g'ri keladi. Talab qilingan xususiyatlarning o'rtacha natijalari, masalan R. ning uchlari orasidagi masofa oralig'i mavjud.
Bunday modelni o'rganish volumetik shovqinlar qanchalik ta'sirchan bo'lganligi, ildizning o'rtacha kvadrat qiymatining qaramligiga qanday ta'sir qilishi mumkinligini tushunishga imkon beradi.
Kasaba modellarining turli xil o'zgarishi mavjud, masalan, havolalar belgilangan qiymatlar mavjud bo'lgan, ammo ma'lum bir vaqt oralig'ida o'zgarishi mumkin bo'lgan ma'lum bir vaqt oralig'ida o'zgarishi mumkin bo'lgan, bu zanjirning keskinlikni taqiqlashiga olib keladi "o'zgaruvchan ulanish" bilan keng tarqalgan model sifatida. Biroq, barcha panjara modellari nima ekanligini birlashtiradi favqulodda Ya'ni, bunday tizimning mumkin bo'lgan tuzilmalari har doim albatta (garchi bu zanjirdagi havoda) dagi aloqalar bilan bog'liq bo'lgan astronomik ahamiyatga ega bo'lishi mumkin. Barcha diskret modellar juda yuqori hisoblash samaradorligiga ega, ammo, qoida tariqasida, faqat Monte Karlo tomonidan tekshirilishi mumkin.
Bir qator holatlar uchun ishlatiladi doimiy Umumiy polimerlar konformatsiyani doimiy ravishda o'zgartirishga qodir modellar. Oddiy misol ushbu sondan tashkil topgan zanjir. N. qattiq yoki elastik ulanish orqali doimiy ravishda ulangan qattiq sharlar. Bunday tizimlarni Monte Carlo usuli va molekulyar dinamikaning usuli bilan tekshirilishi mumkin.
