7.6. Математична цифрова подібність та моделювання

Цифрове моделювання різних процесів застосовується в двох основних напрямках. Перший – це моделювання в теперішньому часі процесів, коли дані для обчислень поступають на ПК безпосередньо від аналізованої системи або тої, якою необхідно керувати. Для іншого напрямку немає необхідності в моделюванні при темпі діючого процесу, а можна ці процеси при моделюванні прискорити. Аналогічні задачі виникають і при великих кількостях рівнянь, які відповідають розвитку великої системи. ПК разом з відповідним алгоритмом може розглядатися як модель процесу, який вивчається, і забезпечує вирішення наукових та технічних задач. Сучасна вичислювала техніка дозволяє створити керовані (діалогові) програми, які дозволяють керувати процесом дослідження, що може значно спростити і підвищити якість пізнання досліджуваного об’єкта.

Вимоги до точності та достовірності результатів моделювання різні в залежності від поставлених задач та характеру досліджень. Дослідження, які пов’язані з проектними роботами, а також оцінка та відносне співставлення варіантів, не потребують високої точності результатів. Однак, точність результатів має досить велике значення у випадку, коли дослідження проводяться стосовно конкретної схеми, а отримані результати необхідно поширити на ряд оригіналів.

При отримані на основі моделювання характерних явищ необхідно врахувати фактори, які обумовлюють різні результати, що отримуються при дослідженні оригіналів та моделей. До таких факторів відносяться неточності, обумовлені визначенням або наданням параметрів оригіналу, які входять в критерії подібності, та відтворенням параметрів на моделі, похибками вимірювань при проведенні дослідів (їх можна зменшити шляхом багатократного повторювання вимірювань), неповним врахуванням в моделі факторів, які впливають на головні процеси.

Непостійність випадково змінних параметрів, які входять в критерії подібності, приводить до того, що на критерії подібності мають вплив випадкові варіації. Тому при оцінці достовірності результатів досліджуваних систем, які мають такі параметри, необхідно також враховувати вплив випадкових факторів.

Точність результатів експериментальних досліджень реальної системи, дослідів на фізичній моделі, процедури моделювання на ПК повинні оцінюватися окремо. На практиці оцінка достовірності результатів моделювання з урахуванням похибок завдання та відтворення критеріїв подібності зводиться до двох задач: до оцінки впливу статистичних варіацій критеріїв подібності та до оцінки похибки реалізації наближеного моделювання на відміну від точного.

Отримана інформація дозволяє об’єктивно вирішити питання про необхідність точності відтворення критеріїв подібності, які відповідають степені їх впливу на досліджуваний процес.

8. Застосування пк в наукових дослідженнях

8.1. Персональні комп’ютери

ПК є пристроями, призначеними для виконання обчислювальних та логічних операцій у відповідності з програмою, яка керує його роботою. ПК обробляють внесену в них інформацію (як правило дані) в цифровій формі у вигляді послідовних операцій (арифметичних та логічних) у відповідності з раніше підготовленою програмою. Результати вирішення задачі видаються користувачу в тій чи інші форі при допомозі різноманітних пристроїв виводу. Результати виконання операцій вводяться в оперативну пам’ять. Після виконання всієї програми по замовленню споживача результати можуть бути виведені на екран монітора, або роздруковані за допомогою принтера. Пристрої пам’яті ПК поділяють на основні (операційні) та постійні (вінчестер). В цих пристроях зберігаються програми, вихідні, проміжні та кінцеві результати. Основна характеристика пам’яті – її об’єм та швидкодія.

Пристрої вводу інформації в ПК поділяють на дві групи: ручні та автоматичні. До ручних відносяться пульти управління, клавіатури, дисплеї. В групу автоматичних пристроїв входять пристрої для зчитування інформації з проміжного носія та пристрою безпосереднього вводу (оцифрована інформація з давача).

Інформаційна сумісність ПК передбачає єдині способи кодування інформації та формування даних. Програмна сумісність означає, що програми складені для однієї моделі ПК можуть використовуватись на інших моделях.