Question

Какие особенности имеются у компьютерного моделирования отличие от других видов моделирования​

Answer 1

Моделирование представляет собой один из основных методов познания, является формой отражения действительности и заключается в выяснении или воспроизведении тех или иных свойств реальных объектов, предметов и явлений с помощью других объектов, процессов, явлений, либо с помощью абстрактного описания в виде изображения, плана, карты, совокупности уравнений, алгоритмов и программ [4].

Возможности моделирования, то есть перенос результатов, полученных в ходе построена исследования модели, на оригинал, основаны на том, что модель в определенном смысле отображает (воспроизводит, моделирует, описывает, имитирует) некоторые интересующие исследователя черты объекта. Моделирование как форма отражения действительности широко распространено, и достаточно полная классификация возможных видов моделирования крайне затруднительна, хотя бы в силу многозначности понятия «модель», широко используемого не только в науке и технике, но искусстве, и в повседневной жизни. Тем не менее, применительно к естественным и техническим наукам принято различать следующие виды моделирования:

- концептуальное моделирование, при котором совокупность уже известных фактов или представлений относительно исследуемого объекта или системы истолковывается с помощью некоторых специальных знаков, символов, операций над ними или помощью естественного или искусственного языков;

- физическое (натурное) моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в объекте-оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения подобия, вытекающие из схожести физических явлений;

- структурно-функциональное моделирование, при котором моделями являются схемы (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения и преобразования;

- математическое (логико-математическое) моделирование, при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики и логики;

- имитационное (компьютерное) моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.

Разумеется, перечисленные выше виды моделирования не являются взаимоисключающими и могут применяться при исследовании сложных объектов либо одновременно, либо в некоторой комбинации. Кроме того, в некотором смысле концептуальное и, скажем, структурно-функциональное моделирование неразличимы между собой, так как блок-схемы, конечно же, являются специальными знаками с установленными операциями над ними.

Традиционно под моделированием на ЭВМ понималось лишь имитационное моделирование. Можно, однако, увидеть, что и при других видах моделирования компьютер может быть весьма полезен. Например, при математическом моделировании выполнение одного из основных этапов — построение математических моделей по экспериментальным данным — в настоящее время просто немыслимо без компьютера. В последние годы, благодаря развитию графического интерфейса и графических пакетов, широкое развитие получило компьютерное структурно-функциональное моделирование, о котором подробно поговорим ниже. Положено начало привлечения компьютера даже к концептуальному моделированию, где он используется, например, при построении систем искусственного интеллекта.

Таким образом, мы видим, что понятие «компьютерное моделирование» значительно шире традиционного понятия «моделирование на ЭВМ» и нуждается в уточнении, учитывающем сегодняшние реалии.

Начнем с термина «компьютерная модель». В настоящее время под компьютерной моделью чаще всего понимают:

условный образ объекта или некоторой системы объектов (или процессов), описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, блок-схем, диаграмм, графиков, рисунков, анимационных фрагментов, гипертекста и т. д. и отображающий структуру элементов объекта и взаимосвязи между ними. Компьютерные модели такого вида мы будем называть структурно-функциональными;

программу или программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта, системы объектов при условии воздействия на объект различных, как правило, случайных, факторов. Такие модели мы будем далее называть имитационными.

Компьютерное моделирование — метод решения задачи анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели. Суть компьютерного моделирования заключена в получении количественных и качественных результатов по имеющейся модели. Качественные выводы, получаемые по результатам анализа, позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства сложной системы: ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и др. Количественные выводы в основном носят характер прогноза некоторых будущих или объяснения прошлых значений переменных, характеризирующих систему.

Answer 2

Компьютерное моделирование – это процесс создания и анализа моделей с использованием компьютерных программ и алгоритмов. Он имеет ряд особенностей и отличий от других видов моделирования, таких как аналоговое моделирование или аналитическое моделирование. Вот некоторые из основных особенностей компьютерного моделирования:

1. Численный характер: Компьютерное моделирование основано на численных методах и алгоритмах. Модели представляются в виде математических уравнений, которые решаются численно с использованием компьютерных вычислений.

2. Гибкость: Компьютерное моделирование позволяет создавать модели различных систем, включая физические, биологические, экономические и другие. Это делает его универсальным инструментом для анализа и исследования различных явлений и процессов.

3. Воспроизводимость: Результаты компьютерного моделирования могут быть воспроизведены и проверены другими исследователями, что способствует научной обоснованности и достоверности результатов.

4. Эффективность: Компьютеры позволяют проводить моделирование в реальном времени или с высокой скоростью, что ускоряет процесс анализа и позволяет проводить множество итераций для изучения различных сценариев.

5. Сложность моделей: В компьютерном моделировании можно создавать очень сложные и многоуровневые модели, которые могут включать в себя большое количество переменных и взаимодействий между ними.

6. Визуализация: Компьютерное моделирование обеспечивает возможность визуализации результатов моделирования, что упрощает понимание сложных систем и процессов.

7. Анализ чувствительности: С помощью компьютерного моделирования можно проводить анализ чувствительности, чтобы оценить, как изменения во входных данных или параметрах модели влияют на результаты.

8. Экономия времени и ресурсов: Компьютерное моделирование позволяет проводить эксперименты и исследования в виртуальной среде, что может значительно сэкономить время и ресурсы по сравнению с физическими экспериментами.

Однако компьютерное моделирование также имеет свои ограничения, такие как необходимость корректной формулировки математических моделей и точных входных данных, а также потребность в мощных вычислительных ресурсах для моделирования сложных систем.