1.Omów pojęcie symulacji, metody jej realizacji, jej cele i stawiane jej wymagania

Symulacja

- jest techniką, która służy do dokonywania eksperymentów na pewnych

rodzajach modeli. Często bywa rozumiana, jako forma manipulacji analizowanym modelem,

która zmierza do poznania zachowania się systemu. Obecnie symulacji dokonuje się głównie

z zastosowaniem komputera, jednak nie jest on niezbędnym narzędziem do prowadzenia

eksperymentów symulacyjnych.

Głównym

celem

symulacji

komputerowej

jest

przekształcenie skomplikowanej

rzeczywistości w postaci obiektów oraz zachodzących pomiędzy nimi powiązań i relacji do

postaci komputerowego programu. Najlepszym sposobem realizacji tego zadania jest

tworzenie abstrakcyjnych obiektów będących bezpośrednimi odpowiednikami obiektów

rzeczywistych za pomocą języków programowania.

Głównymi

wymaganiami

stawianymi symulacji jest poprawność matematyczna oraz

logiczna modelu systemu. Obecnie jednak duże znaczenie ma zastosowanie odpowiedniej

grafiki oraz intuicyjnych interface’ów użytkownika, co zwiększa zrozumiałość dla odbiorcy.

2. Omów pojęcie modelu oraz rodzaje stosowanych modeli,

Modele

to środki i formy poznania naukowego znane w nauce od bardzo dawna. Pojęcie

modelu nie jest pojęciem jednoznacznym, brak jest jego definicji oraz ogólnie przyjętych

klasyfikacji. Słowo

model

(łac. modulus – miara, obraz, sposób), stosowane jest w różnych

naukach, często w różnym, a czasem przeciwstawnym znaczeniu.

Encyklopedia definiuje pojęcie model następująco:

-jest to układ elementów izomorficzny (izomorficzny - mający jednakową postać, a inny

skład) w stosunku do danego układu oryginalnego, ale prostszy i łatwiej dostępny badaniom,

- jest to uproszczony schemat przedmiotu materialnego, zjawiska lub działania, ułatwiający

jego implementację lub symulację komputerową.

w naukach technicznych spotykamy się głównie z dwoma znaczeniami słowa model:

- model w sensie teoretycznie utworzonej struktury, jaka odzwierciedla część badanej

rzeczywistości,

- model w sensie opisu nowych i często mało zrozumiałych zjawisk za pomocą znanych nam

pojęć.

Jedną z istotnych

cech modeli

, niezależnie od ich formy, jest zdolność do zastępowania

badanego obiektu w procesie jego badań [2], co oznacza, że informacje, jakie uzyska się o

modelu w sposób doświadczalny, będą mogły być przeniesione na rzeczywisty obiekt.

Aby można było wykorzystać komputer do symulacji należy najpierw zbudować model

odzwierciedlający rzeczywistość w rozważanym aspekcie. Pojawia się tu pojęcie model

rozumiane, jako odzwierciedlenie obiektu, zjawiska lub systemu realizowane za pomocą

dostępnych narzędzi, w celu łatwiejszego poznania praw nim rządzących.

Rodzaje stosowanych modeli

Modele klasyfikuje się na różne sposoby, istnieją

zatem modele:

- fizyczne, odzwierciedlające cechy fizyczne obiektów rzeczywistych; modele te budowane są

najczęściej w odpowiedniej do badań skali; w modelach fizycznych nie zawsze jest łatwe

odzwierciedlenie relacji między poszczególnymi elementami tworzącymi system,

- symboliczne (nazywane też matematycznymi), oparte na zapisie matematycznym lub

algorytmicznym, odzwierciedlają one system za pomocą obiektów i relacji między nimi

obowiązujących, opisanych zależnościami matematycznymi,

- schematyczne, w postaci diagramów, map, schematów opisujących modelowane zjawisko

graficznie.

3. Omów pojęcie systemu oraz rodzaje systemów,

System

(układ, zjawisko, model) jest zbiorem obiektów, między którymi zachodzą relacje.

Każdy obiekt posiada cechy (atrybuty). Relacją nazywame oddziaływanei jednego obiektu na

drugi, natomiast ogół relacji między elementami uwarunkowanych przez ich przynależność

do systemu nazywane jest strukturą systemu.

Każdy system posiada trzy cech, są to linie graniczne, otoczenie i podsystemy. Otoczenie to

zbiór, w którym osadzony jest pewien model. Linie graniczne wyodrębniają obiekty systemu

spośród obiektów, które stanowią otoczenie systemu.

Obecnie podział systemów jest następujący, są to systemy:

-otwarte, czyli takie, które uwzględniają relacje zewnętrzne,

-zamknięte to znaczy takie, które można wyizolować i traktować, jako podsystem w różnych

innych systemach.

Jeśli system może istnieć tylko w jednym, szczególnym otoczeniu, wówczas jest to tzw.

System otwarty. System zamknięty może istnieć w kilku alternatywnych otoczeniach.

Systemy można podzielić również na:

-adaptacyjne,

-nieadaptacyjne.

System jest adaptacyjny, jeśli potrafi reagować na zmiany w swoim otoczeniu, natomiast

system nieadaptacyjny jest pozbawiony możliwości takiej reakcji, oznacza to, że nie reaguje

on na zmiany w swoim otoczeniu.

4. Omów typy danych stosowanych w modelowaniu,

Wyróżnia się cztery typy danych, jakie wykorzystuje się w modelowaniu oraz w symulacji

komputerowej, są to:

-dane kinematyczne, które dotyczą ruchu ciał w przestrzeni oraz w czasie; związane są one

zarówno z układem współrzędnych jak i z czasem,

-dane dynamiczne, które zmieniają się w czasie,

-dane statyczne nie ulegające zmianie; danymi takimi mogą być np. wymiary, lub ciężar

elementu,

-dane statystyczne, związane z rozkładem, albo z uporządkowaniem posiadanych danych

pomiarowych; przykładem tego typu danych są informacje o awaryjności maszyn.

Rodzaje danych, jakie występują w analizowanym problemie wpływają na sposób zbierania

tych danych, a także na środki i urządzenia, jakie stosowne są w celu ich zbierania.

5. Wytłumacz, na czym polega definiowanie problemu w modelowaniu,

Definiowanie

problemu

w modelowaniu jest pierwszym zadaniem w toku jego tworzenia.

Opis problemu dzielimy na dwie części:

-definitywne sformułowanie problemu,

-wskazanie proponowanej metodologii i kolejności rozwiązywania problemu.

Częśc definicyjna postawienai problemu zawiera:

-postawienie problemu,

-zagadnienie podlegające rozwiązaniu,

-zakres problemu,

-podział na ewentualne podproblemy,

Część metodologiczna oraz dotycząca kolejności rozwiązania problemu zawiera:

-rozkład priorytetów przy rozwiązywaniu problemów,

-proponowane lub alternatywne metody rozwiązań,

-szacowaną pracochłonność,

-wymogi dotyczące komputera obliczeniowego,

-plan pracy.

Problem analizuje się w sposób regotystyczny

Większość zadań, jakie są wykonywane w fazie opracowywania koncepcji modelu posiada

charakter analityczny. W pierwszej fazie najczęściej dokonuje się analizy poniższych

zagadnień, są to:

-wybór i zdefiniowanie parametrów,

-wybór i zdefiniowanie zmiennych systemu,

-ustalenie oraz zdefiniowanie miar efektywności,

-wybór metod aproksymacji zastosowanych w modelu,

-przeprowadzenie wstępnej analizy fazy realizacji,

-dokonanie wstępnej analizy fazy zbierania wyników, ze szczególnym uwzględnieniem

planowania eksperymentów, redukcji danych, metod zilustrowania spodziewanych wyników.