4.3.2. Отличительной чертой интеллектуальных систем является...
4.3.3. Метод Монте -Карло относится к методам ____________ моделирования
4.3.4. Для моделирования движения идеального маятника используются…
4.3.5. Результатом процесса формализации является __________ модель.
4.3.6. Программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов и тиражирующие их эмпирический опыт для решения задач прогнозирования, принятия решений и обучения, называются …
4.3.7. Операция _____________ состоит в апробации, исследовании структурной связанности, сложности, устойчивости с помощью макетов или подмоделей упрощенного вида, у которых функциональная часть упрощена.
4.3.9. Правильная последовательность решениязадач информационнойтехнологии:
б) постановка задачи
в) анализ результатов
г) создание компьютерной модели
д) построение информационной модели
Информационная модель объекта
4.4.1. Информационной моделью является...
4.4.2. Информационной (знаковой ) моделью является …
4.4.3. Модель гравитационного взаимодействия двух тел, записанная в виде формул, является __________ моделью.
4.4.4. Информационные модели делят на …
4.4.5. Вербальная модель – это информационная модель в _________ форме.
4.4.6. Любое описание объекта является его ______________ моделью.
4.4.7. Описание изменений системы во времени называется ее _____________информационной моделью
Это последний урок из серии "Моделирование систем", публикуемый в бесплатном разделе. Начиная со следующего, публикация уроков будет продолжена в . В бесплатном же разделе иногда, возможно, будут опубликованы некоторые отдельные статьи, посвященные моделированию систем.
Исходники к уроку можно скачать .
Сегодня мы разработаем программу для моделирования простейшего пружинного маятника. Сначала разработаем математическую модель. И так, маятник у нас имеет массу m, в текущий момент времени он находиться в положении x, имеет скорость v и ускорение a. На него действует сила натяжения пружины F, которая равна
F= -Fx * x
где Fx - удельная сила натяжения пружины. Знак минус означает, что пружина тянет маятник в сторону, противоположную смещению маятника из положения равновесия.
Сила натяжения пружины создает маятнику ускорение
a=F/m
Скорость маятника меняется по формуле:
v=v0+a*t
где v0 - старая скорость, a - ускорение, t - размер кванта времени.
За квант времени t местоположение маятника меняется по такому закону:
x=x+v*t
Теперь реализуем это программно:
|
class Pendulum : BaseClass ///
/// Координата x маятника /// public double x { get ; set ; } ///
/// Масса маятника /// public double m { get ; set ; } ///
/// /// public double Fx { get ; set ; } private double _F; ///
/// Сила натяжения пружины /// public double F get return _F; ///
/// Скорость движения маятника /// public double v { get ; set ; } ///
/// Ускорение маятника /// public double a { get ; set ; } ///
/// Размер кванта времени /// public double quantumTimeSize { get ; set ; } ///
/// Отработка одного кванта времени /// public void quantumTime() F = - Fx * x; A = F / m; //вычислим ускорение, создаваемое силой натяжения пружины ///
/// Заголовок класса /// ///
public override string GetClassCaption() return "Маятник" ; |
для тестирования вновь создадим форму с Chart, как это делали на :
Вот как у нас будет выглядеть процедура симуляции:
|
Pend.a = Convert .ToDouble(tba.Text); Pend.Fx = Pend.m = Convert .ToDouble(tbm.Text); Pend.v = Convert .ToDouble(tbv.Text); Pend.x = Convert .ToDouble(tbx.Text); Chart.Series.Clear(); Chart.Series.Add(" Коордианат x" ); Chart.Series.Add(" Скрость v" ); Chart.Series.Add(" Ускорение a" ); Chart.Series.ChartType = SeriesChartType .Line; Chart.Series.BorderWidth = 3; Chart.Series.ChartType = SeriesChartType .Line; Chart.Series.BorderWidth = 3; for (int i = 1; i < cn; i++) pend.quantumTime(); |
И вот как будет выглядеть график движения маятника:
теперь немножко усложним модель и добавим к ней внешнее воздействие - кратковременные толчки силой Fp, длительностью N квантов времени и периодичность M квантов времени. Для этого нам надо немного переделать класс Pendulum:
|
Using System; Using System.Collections.Generic; Using System.Linq; Using System.Text; Namespace WindowsFormsApplication1 class Pendulum : BaseClass ///
/// Координата x маятника /// Public double x { get ; set ; } ///
/// Масса маятника /// public double m { get ; set ; } ///
/// Удельная сила натяжения пружины /// Public double Fx { get ; set ; } ///
/// Внешняя сила /// public double Fp { get ; set ; } ///
/// Длительность импульса внешней сила, квантов времени /// public double N { get ; set ; } ///
/// Периодчиность следования импульстов, квантов времени /// public double M { get ; set ; } private double _F; private double _n; private double _m; ///
/// Сила натяжения пружины /// public double F get Return _F; ///
/// Скорость движения маятника /// public double v { get ; set ; } ///
/// Ускорение маятника /// public double a { get ; set ; } ///
/// Размер кванта времени /// Public double quantumTimeSize { get ; set ; } public Pendulum() N = 0; M = 0; ///
/// Отработка одного кванта времени /// Public void quantumTime() double _Fp=0; if (_m == 0) N = N; M = M; else M = _m-1; if (_n != 0) Fp = Fp; N = _n - 1; else Fp = 0; V = v + a * quantumTimeSize; //вычислим изменения скорости X = x + v * quantumTimeSize; //вычислим новое положение маятника на оси x F = - Fx * x; //вычислим силу натяжения пружины A = (_Fp + F) / m; //вычислим ускорение, создаваемое силой натяжения пружины и внешней силой ///
/// Заголовок класса /// ///
Public override string GetClassCaption() return " Маятник " ; |
ну, и, соответственно, чуть чуть внесем изменения в процедуру симуляии:
|
private void btnSimul_Click(object sender, EventArgs e) Pendulum pend = new Pendulum (); Pend.a = Convert .ToDouble(tba.Text); Pend.Fx = Convert .ToDouble(tbFx.Text); Pend.m = Convert .ToDouble(tbm.Text); Pend.quantumTimeSize = Convert .ToDouble(tbquantumTimeSize.Text); Pend.v = Convert .ToDouble(tbv.Text); Pend.x = Convert .ToDouble(tbx.Text); Pend.M = Convert .ToDouble(tb_M.Text); Pend.N = Convert .ToDouble(tbN.Text); Pend.Fp = Convert .ToDouble(tbFp.Text); Chart.Series.Clear(); Chart.Series.Add(" Коордианат x" ); Chart.Series.Add(" Скрость v" ); Chart.Series.Add(" Ускорение a" ); Chart.Series.ChartType = SeriesChartType .Line; Chart.Series.BorderWidth = 3; Chart.Series.ChartType = SeriesChartType .Line; Chart.Series.BorderWidth = 3; Chart.Series.ChartType = SeriesChartType .Line; Chart.Series.BorderWidth = 3; int cn = Convert .ToInt32(tbCount.Text); for (int i = 1; i < cn; i++) Chart.Series.Points.AddXY(i, pend.x); Chart.Series.Points.AddXY(i, pend.v); Chart.Series.Points.AddXY(i, pend.a); pend.quantumTime(); |
Теперь посмотрим, как будет вести себя система при разном значении частоты толчков:
Если частота близка к резонансной.
Модели решения функциональных и вычислительных задач
ИНФОРМАТИКА
Методические указания для самостоятельной работы
студентов очной формы обучения
по выполнению индивидуальных заданий
Составители:
Абышева Ирина Геннадьевна, Николаева Марина Викторовна,
Семёнова Александра Георгиевна
Редактор М.Н.Перевощикова
Технический редактор М.Ю.Соловьёва
Подписано в печать «____»___________2009г.
Формат 60×84/16. Гарнитура Times New Roman
Усл.печ.л. ______ Уч.-изд.л. ______ Тираж _______ экз. Заказ № _______
ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА
426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11
1. Аналог (образ) предмета, процесса или явления, используемый в качестве заменителя оригинала, с целью изучения его свойств называется:
ü моделью
2. Степень соответствия модели исходному объекту характеризует уровень ее:
ü адекватности
3. Назначение модели заключается в том, что она:
ü выступает как инструмент для познания объекта
4. Модели, использующие алгебраические, дифференциальные и другие уравнения, и предусматривающие осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению, называются:
ü аналитическими
5. Модели, воспроизводящие свойства и способы функционирования исследуемой системы, называются:
ü имитационными
6. Порядок следования этапов компьютерного моделирования:
а) планирование и проведение компьютерных экспериментов;
б) создание алгоритма и написание программы;
в) разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия;
г) формализация, переход к математической модели;
д) постановка задачи, определение объекта моделирования;
е) анализ и интерпретация результатов.
ü д); в); г); б); а); е)
7. Отвлечение от несущественных деталей называется:
ü абстрагированием
8. Для одного объекта, рассматриваемого с разных точек зрения:
ü может быть построено несколько моделей
9. В аналитической модели движения маятника, образованного тяжелым грузом, подвешенным на нити, к существенным факторам является:
ü регулярный характер колебаний
10. Модель представляет собой _______________ реального объекта
ü упрощение
11. Элементы процесса моделирования:
ü субъект
ü модель, опосредующая отношения субъекта и познаваемого объекта
процессор
1. Виды моделей по возможности реализации:
ü мысленные (наглядные, символические, математические)
ü реальные (физические)
ü информационные
2. Виды моделей по отношению ко времени:
ü статические
ü динамические
3. Виды динамических моделей в зависимости от представления в них времени:
ü дискретные – непрерывные
4. При математическом моделировании непрерывных динамических объектов в качестве моделей обычно выступают:
5. Модель, содержащая стохастические параметры, должна описываться аппаратом:
ü теории вероятностей
6. Дискретная модель характеризуется тем, что:
ü переменная времени задана на дискретном множестве значений
7. Виды моделей по области применения:
ü универсальные
ü специализированные
8. Математическая модель, не имеющая в качестве входных параметров переменной времени, называется …
ü статической
1. Ряд Фибоначчи является _____________ моделью размножения кроликов.
ü дискретной
2. При моделировании дорожного движения используется:
ü стохастическая модель
3. Для моделирования движения идеального маятника используются:
ü дифференциальные уравнения
4. Пусть функционирование системы во времени описывает оператор F S :
переменные: являются:
ü независимыми
5. Пусть функционирование системы во времени описывает оператор F S :
вектор является:
ü зависимым
6. Пусть функционирование системы во времени описывает оператор F S :
независимыми параметрами оператора являются:
7. Пусть функционирование системы во времени описывает оператор F S :
зависимыми параметрами оператора являются:
8. Идеальный газ является ____________ моделью реальных газов.
ü мысленной
9. Методы, применяемые к аналитической модели при известных входных параметрах для получения результата:
ü численные
ü аналитические
1. Описание реального объекта, процесса или явления в виде совокупности его характеристик называется:
ü информационным объектом
2. Информационные элементы, характеризующие объект, процесс или явление в информационном объекте, называются:
ü атрибутами
3. Связанная совокупность информационных объектов, описывающих информационные процессы предметной области, называется:
ü информационной моделью
4. К информационным моделям относятся:
ü базы данных
ü базы знаний
5. На рисунке представлена _______________ информационная модель.
 |
ü иерархическая
6. Узлы, помеченные на рисунке номерами 5-6, 8-10 и 12-14, называются:
ü листьями
7. К основным понятиям иерархической модели данных относятся:
ü уровень
ü потомок
8. Родословная собаки описывается следующей информационной моделью:
9. На рисунке представлена _______________ информационная модель.
ü сетевая
10. К методам моделирования решений интеллектуальных задач относятся:
ü модель лабиринтного поиска
ü эвристическое программирование
ü методы математической логики
11. Модели представления знаний:
ü продукционные модели
ü семантические сети
12. Ядро любой интеллектуальной системы:
ü база знаний
13. Знания в интеллектуальных системах делятся на:
ü процедурные - декларативные
14. Программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов и тиражирующие их эмпирический опыт для решения задач прогнозирования, принятия решений и обучения, называются:
ü экспертными системами
