"justify"> За ступенем абстрагування при описі властивостей системи вони діляться на мета-, макро- і мікромоделі. Залежно від форми подання розрізняють інваріантні, аналітичні, алгоритмічні та графічні моделі.
За характером відображуваних властивостей об'єкта моделі класифікують на структурні, функціональні та технологічні.
За способом отримання розрізняють теоретичні, емпіричні і комбіновані. Залежно від характеру математичного апарату моделі бувають лінійні і нелінійні, безперервні і дискретні, детерміновані і імовірнісні, статичні і динамічні.
За способом реалізації розрізняють аналогові, цифрові, гібридні, нейронечіткої моделі, які створюються на основі аналогових, цифрових, гібридних обчислювальних машин і нейромереж. Ефективним способом вивчення явищ навколишньої дійсності є науковий експери?? ент, що складається у відтворенні досліджуваного явища природи в керованих і контрольованих умовах. Однак часто проведення експерименту неможливо або вимагає занадто великих економічних витрат і може призвести до небажаних наслідків. У цьому випадку досліджуваний об'єкт замінюють комп'ютерною моделлю і досліджують її поведінку при різних зовнішніх впливах. Повсюдне поширення персональних комп'ютерів, інформаційних технологій, створення потужних ЕОМ зробило комп'ютерне моделювання одним з результативних методів вивчення фізичних, технічних, біологічних, економічних та інших систем. Часто комп'ютерні моделі простіше і зручніше досліджувати, вони дозволяють проводити обчислювальні експерименти, реальна постановка яких утруднена або може дати непередбачуваний результат. Логічність і формализованность комп'ютерних моделей дозволяє виявити основні чинники, що визначають властивості досліджуваних об'єктів, досліджувати відгук фізичної системи на зміни її параметрів і початкових умов.
Комп'ютерне моделювання вимагає абстрагування від конкретної природи явищ, побудови спочатку якісною, а потім і кількісної моделі. За цим слідує проведення серії обчислювальних експериментів на комп'ютері, інтерпретація результатів, зіставлення результатів моделювання з поведінкою досліджуваного об'єкта, подальше уточнення моделі і т.д. Обчислювальний експеримент фактично є експериментом над математичною моделлю досліджуваного об'єкта, що проводиться за допомогою ЕОМ. Часто він значно дешевше і доступніше натурного експерименту, його виконання вимагає меншого часу, він дає більш детальну інформацію про величинах, що характеризують стан системи. Сутність комп'ютерного моделювання системи полягає у створенні комп'ютерної програми (пакета програм), що описує поведінку елементів досліджуваної системи в процесі її функціонування, що враховує їх взаємодію між собою і зовнішнім середовищем, та проведенні на ЕОМ серії обчислювальних експериментів. Це робиться з метою вивчення природи і поведінки об'єкта, його оптимізації та структурного розвитку, прогнозування нових явищ.
Перерахуємо вимоги, яким повинна задовольняти модель досліджуваної системи:
? повнота моделі, тобто можливість обчислення всіх характеристик системи з необхідною точністю і достовірністю;
? гнучкість моделі, що дозволяє відтворювати і програвати різні ситуації і процеси, змінювати структуру, алгоритми і параметри досліджуваної системи;
? тривалість розробки та реалізації, що характеризує тимчасові витрати на створення моделі;
? блочность структури, що допускає додавання, виняток і заміну деяких частин (блоків) моделі. Крім того, інформаційне забезпечення, програмні та технічні засоби повинні дозволяти моделі обмінюватися інформацією з відповідною базою даних та забезпечувати ефективний машинну реалізацію і зручну роботу користувача.
До основних етапів комп'ютерного моделювання відносяться:
? постановка задачі, опис досліджуваної системи та виявлення її компонентів і елементарних актів взаємодії;
? формалізація, тобто створення математичної моделі, що представляє собою систему рівнянь і відбиває сутність досліджуваного об'єкта;
? розробка алгоритму, реалізація якого дозволить вирішити поставлене завдання;
? написання програми на конкретній мові програмування;
? планування і виконання обчислень на ЕОМ, доопрацювання програми та отримання результатів;
? аналіз та інтерпретація результатів, їх зіставлення з емпіричними даними. Потім все це повторюється на наступному рівні.
Розробка комп'ютерної моделі об'єкта являє собою послідовність ітерацій: спочатку на основі наявної інформації про систему S будується модель M1, проводиться серія обчислювальних експериментів, результати аналізуються. При отриманні нової інформації про об...
