Компьютерная модель

Компьютерная модель или численная модель — компьютерная программа, реализующая абстрактную модель реальной системы.

Согласно другому определению, компьютерная модель — это отдельная программа либо программный комплекс, которые позволяют при помощи вычислений и графического отображения результатов воспроизводить реальные объекты и процессы при воздействии на них различных факторов.

Может работать на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительном кластере).

Описание

Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования. Такие модели представляют собой записанные на соответствующих носителях алгоритмы переработки входной информации в выходную, называемые моделирующими. Входной информацией являются параметры модели и её начальные состояния, а выходной — траектории этой модели. Компьютерные модели делятся на алгоритмические (пример — конечный автомат, заданный с помощью одношаговой функции перехода) и математические — модели на базе алгебро-дифференциальных уравнений. Данная модель преобразуется в алгоритмическую путем использования численного метода интегрирования, основанного на разностных схемах.

Компьютерные модели стали обычным инструментом компьютерного и математического моделирования, и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний об объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования.

Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов — сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Чем больше значимых свойств будет выявлено и перенесено на компьютерную модель — тем более приближённой она окажется к реальной модели, тем большими возможностями сможет обладать система, использующая данную модель. Компьютерное же моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и так далее.

Виды компьютерных моделей

Компьютерные модели можно разделить на:

1. Дескриптивные модели, описывающие исследуемый объект и факторы, влияющие на изменения в его поведении.
2. Оптимизационные модели помогают определить наиболее подходящий способ взаимодействия со сложной системой, управления ею.
3. Прогностические модели предсказывают состояние объекта в конкретные моменты в будущем.
4. Учебные модели, используемые для наглядного обучения обучающихся, их тестирования.
5. Игровые модели создают несуществующие ситуации, имитирующие реальность, играют в логические игры.

См. также

• Компьютерное моделирование
• Система компьютерного моделирования
• Метод компонентных цепей

Литература

1. Дмитриев В. М. Многоуровневая компьютерная модель для определения параметров регулятора методом Циглера-Никольса / В. М. Дмитриев, Т. В. Ганджа, С. А. Панов // Научная сессия ТУСУР-2017: материалы Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 55-летию ТУСУРа, Томск, 10-12 мая 2017 г.: в 8 частях. — Томск: В-Спектр, 2017 — Ч. 4. — С. 107—110.
2. Ганджа Т. В. Интеграция компьютерной модели эколого-экономической системы с экологической геоинформационной системой для целей её параметризации и повышения адекватности / Т. В. Ганджа, О. С. Затик, С. А. Панов // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (СИБ-РЕСУРС-21-2015): Доклады (материалы конференции) 21-й Международной научно-практической конференции, Томск, 17-18 ноября 2015 г. — Томск: САН ВШ; В-Спектр, 2015. — С. 85-88.
3. Панов С. А. Компьютерная модель документа в системе многоуровневого компьютерного моделирования SCADA-систем / С. А. Панов, Т. В. Ганджа // Научная дискуссия: вопросы технических наук: Сборник трудов XII международной заочной научно-практической конференции, Москва, 25 июля 2013 г. — Москва: Изд. «Международный центр науки и образования», 2013. — С. 12-17.

Ссылки

• Классификация компьютерных моделей на сайте ДВФУ
• Описание термина «Компьютерная модель» в психологической энциклопедии
• ГОСТ Р 57700.22-2020 «Компьютерные модели и моделирование» в электронном фонде правовых и нормативно-технических документов

Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Компьютерная модель», находящаяся по адресам: «https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/Компьютерная_модель» «https://znanierussia.ru/articles/Компьютерная_модель». Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?»