Практическая работа 18. Проведение исследования на основе использования готовой компьютерной модели. Тема: Компьютерные модели различных процессов

Практическая работа 18.

Проведение исследования на основе использования готовой компьютерной модели.

Тема: Компьютерные модели различных процессов

Цели занятия:

-изучить основные правила создания компьютерных моделей, провестиисследованиянаосновеиспользованияготовойкомпьютерноймодели.

Оборудование, программное обеспечение: ПК, ОС Windows, ЭОР к курсу Семакина.

Методические рекомендации

Теоретические сведения

Модель - объект, который отражает существенные признаки изучаемого объекта, процесса или явления.

Формы представления моделей: предметные и информационные.

Предметные модели: воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальном мире (например, глобус, муляжи, модели кристаллических решеток, зданий).

Информационные модели: представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

Образные модели: рисунки, фотографии и т. д. представляют зрительные образы и фиксируются на каком-то носителе.

Знаковые модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем), например, закон Ньютона, таблица Менделеева, карты, графики, диаграммы.

Визуализация формальных моделей

1. Различные формы для наглядности: блок – схемы, графы, пространственные чертежи, модели электрических цепей или логических устройств, графики, диаграммы.

2. Анимация: динамика, изменение, взаимосвязь между величинами.

Формализация

Формализация это процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.

1. физические информационные модели (закон Ома, электрическая цепь)
2. математические модели (алгебра, геометрия, тригонометрия)
3. астрономические модели (модель Птолемея и Коперника)
4. формальные логические модели (полусумматор, триггер) и т. д.

Примеры и необходимость моделей

1. наглядная форма изображения (глобус)
2. важная роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин, механизмов, зданий или электрических цепей (самолет, автомобиль)
3. применение моделей в теоретической науке – теории, законы, гипотезы (модель атома, Земли, солнечной системы)
4. применение в художественном творчестве (живопись, скульптура, театральные постановки)

Пути построения моделей

1. текстовые редакторы
2. графические редакторы
3. презентации
4. MacromediaFlash
5. построение модели с помощью одного из приложений: электронных таблиц, СУБД
6. построение алгоритма решения задачи и его кодировка на одном из языков программирования (VisualBasic, Паскаль, Basic и т. д.)

1. Геоинформационные модели (например, Планета Земля 4.2)

2. Программа Graphics (рассмотреть примеры построения графиков функций)

3. Естественно - научные модели. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева

Практические задания:

Задание1. Провести исследование на основе математической модель полета снаряда

1.1. Запустить программу «Демонстрационная математическая модель». Познакомиться с работой модели в режиме без учета сопротивления воздуха и с учетом сопротивления воздуха.

1.2. В режиме «Сопротивление воздуха не учитывать» провести следующий эксперимент: изменяя величину начальной скорости снаряда от 60 м/с до 200 м/с с шагом 10 м/с для каждого значения скорости подбирать величину угла выстрела, при котором произойдет попадание снаряда в цель. Желательно поиск искомого значения угла осуществлять методом деления пополам. При попадании в цель фиксировать время полета снаряда. Полученные результаты занести в таблицу.

Определить параметры выстрела, при которых цель будет поражена за наименьшее время. В тех случаях, если попасть в цель не удается, в графе времени поставить прочерк.

1.3. Повторить те же эксперименты в режиме «Сопротивление воздуха учитывать»

Задание 2.  Провести исследование на основе имитационной модели системы массового обслуживания

2.1. Запустить программу «Имитационное моделирование». Познакомиться с работой программы

Пояснение. В магазине проводится эксперимент с целью совершенствования обслуживания покупателей. Эксперимент длится 60 минут. Управляемыми  являются параметры А, В, С (см. описание на экране).  Результатами эксперимента являются параметры D, E, F, G, H, I.  Покупателей обслуживает один продавец.

2.2. Для заданных  значений параметров С и А (например С=3 чел. , А=5 мин) подобрать максимально возможное В, при котором не будет покупателей, отказавшихся от совершения покупки.  Для этого изменять В от 1 мин до 10 мин с шагом 1 мин. Результаты эксперимента заносить в таблицу:

2.3. Провести численный эксперимент с целью определения режима работы продавца, при котором будет обслужено наибольшее число покупателей

Контрольные вопросы:

1.                  Что такое моделирование?

2.                  Что такое формализация?

3.                  Виды информационных моделей?

Сделать вывод о проделанной работе

Литература:

4.                  Информатика и ИКТ: учебник для начального и среднего профессионального образования. Цветкова Н.С., Великович Л.С. – Академия, 2011 г.

5.                  Информатика и ИКТ. Практикум для профессий и специальностей технического и социально-экономического профилей. Н. Е. Астафьева, С. А. Гаврилова, под ред. М.С. Цветковой, Академия, 2012г.