Modelování na počítačích
modelování na počítačích nebo model počítače je počítačový program které pokusy simulovat souhrn model zvláštního systému. Modelování na počítačích se stala užitečnou částí modelování mnoho přirozených systémů v fyzice, chemii a biologii, lidské systémy v ekonomice a společenské vědě a v procesu inženýrství nový technologie, získat nahlédnutí do operace těch systémů. Tradičně, formální modelování systémů bylo přes matematický model, který pokouší se najít analytická řešení problémů který umožní předpověď chování systému od souboru parametrů a počáteční podmínky. Modelování na počítačích stavějí na, a být užitečný doplněk k čistě matematickým modelům v vědě a technologii a zábava.
| Tabulka s obsahem |
| 1 historie 2 druhy modelování na počítačích 3 modelování na počítačích ve vědě 4 modelování na počítačích v kontextech praktické zkoušky |
Modelování na počítačích bylo rozvinutá ruka-v-pomoc s rychlým růstem počítače, následovat jeho první rozsáhlé rozmístění během Manhattan projekt v Světová válka II modelovat proces nukleární detonace. Modelování na počítačích je často používal doplněk k, nebo náhrada pro, systémy modelování pro který jednoduchý uzavřený tvar analytická řešení nejsou možná. Tam je mnoho různých druhů modelování na počítačích; společný rys oni celý podíl je pokus tvořit vzorek reprezentativních scénářů pro model ve kterém inventarizace porostní zásoby všech možných stavů modelu by byla nepřístupná nebo nemožná.
Druhy modelování na počítačích
Modelování na počítačích obecně se dostanou do několika jiných typů:
- jednotlivá simulace, nebo stochastic simulace, řídí jediné události a čas. Většina počítače, logika-zkoušet a kritizovat-simulace stromu jsou tento typ. V tomto druhu simulace, simulátor udržuje frontu událostí tříděných do simulované doby oni by měli nastat. Simulátor čte frontu a odjišťuje nové události, zatímco každá událost je zpracována. To není důležité vykonat simulaci v reálném čase. To je často více důležité být schopný zpřístupňovat data produkovaná simulací, objevit logické defekty v designu nebo sled událostí.
- analogová simulace používá diferenciální rovnice (jeden částečný nebo obyčejný), splnil číselně. Periodicky, simulační program přepočítá všechny rovnice a použití čísla měnit stát a výstup simulace. Většina letu a závodní-simulace auta jsou tohoto typu. Tento typ může také být používán simulovat elektrické obvody. Původně, tyto druhy simulací byly vlastně splnil na analogových počítačích, kde diferenciální rovnice mohly být reprezentovány přímo různými elektrickými komponentami takový jako operace-zesilovače. Pozdní osmdesátá léta, nicméně, nejvíce “analogové” simulace byly útok na tradiční digitální počítače, které emulují chování analogového počítače.
- Zvláštní druh jednotlivé simulace, která se nespoléhá na model se základovou rovnicí, ale moci nicméně být reprezentován formálně, je agent-založená simulace. V agentovi-založená simulace, entity jednotlivce (takový jako molekuly, buňky, stromy nebo spotřebitelé) v modelu být reprezentován přímo (poněkud než jejich hustotou nebo koncentrace) a posednout interní stát a soubor chování nebo pravidel který stanovit jak stát agenta je aktualizován od jednoho času-krok k příští.
Modelování na počítačích ve vědě
Příklady druhů modelování na počítačích ve vědě, který být odvozen z fundamentálního matematického popisu:
- numerická simulace diferenciálních rovnic který nemůže být řešen analyticky, teorie, které zahrnují spojité systémy takový jako jevy v kosmologii, dynamiky kapalin spadají do této kategorie (toto je analogová simulace v nad smyslem)
- stochastic simulace, typicky užitý na jednotlivé systémy kde události se stanou probabilisticallyallya který nemůže být popisován přímo s diferenciálními rovnicemi (toto je jednotlivá simulace v nad smyslem). Jevy v této kategorii zahrnují genetické unášení, biochemický nebo gen regulační sítě s malými množstvími molekul. (vidět také: Metoda Montea Carla).
- agent založená simulace byla použitá úspěšně v ekologii, kde to je často nazýváno individuálním založeným modelováním a byl použit v situtations pro kterého jednotlivce proměnlivost v agentech nemůže být zanedbaná, takový jako populační dynamika lososa a pstruh (nejvíce čistě matematické modely převezmou celého pstruha se chovat totožně).
Modelování na počítačích v kontextech praktické zkoušky
V inženýrství a praktických kontextech, to je často velmi důležité zobrazovat výsledky simulace v reálném čase, poskytovat realistickou simulaci pro žáka nebo hráče.