3. Розробка комп’ютерної моделі.

Етап 3. Розробка комп’ютерної моделі.

Сутність цього етапу полягає у переході від знакової інформаційної моделі до комп’ютерної, тобто в реалізації інформаційної моделі засобами програмного середовища.

Метою такого переходу є подальше надання комп’ютеру ролі виконавця дій, потрібних для розв’язування задачі.

Розробка комп’ютерної моделі передбачає такі заходи:

• складання алгоритму розв’язування задачі на основі вибраного методу її розв’язування. В результаті цей метод втілюється у послідовність простих дій, які приводять до одержання потрібного результату;

• вибір програмного середовища для реалізації алгоритму. Цей вибір здійснюється із застосуванням таких критеріїв, як зручність для розв’язання поставленої задачі, трудомісткість реалізації алгоритму, наявність потрібних виразних засобів для подання результатів розв’язку. Після вибору середовища може виникнути потреба у перегляді алгоритму з метою його конкретизації у відповідності до тих можливостей, які надає вибране середовище;

• реалізація алгоритму засобами вибраного програмного середовища, тобто переведення алгоритму у таку форму, яка робить його придатним для виконання комп’ютером. Результатом цього процесу є отримання програми;

• тестування та налагодження програми, тобто перевірка правильності роботи програми за допомогою тестів (спеціально підібраних вхідних даних, для яких результат виконання програми є відомим) і вилучення виявлених помилок. Іноді може з’ясуватися, що помилку припущено не в процесі розробки програми, а раніше (наприклад, невдало вибрано метод розв’язання задачі, припущені надмірні спрощення при розробці інформаційної моделі), у такому разі треба повернутися до попереднього етапу ї здійснити потрібну корекцію. Результатом процесу тестування та налагодження програми є програмний продукт, придатний для одержання шуканих даних задачі шляхом відповідного опрацьовування її вхідних даних. Це і є комп’ютерна модель задачі.

За півстоліття активної експлуатації комп’ютерів нагромаджено значний досвід розробки програмного забезпечення, і одним з наслідків цієї роботи є створення фонду програмних засобів, орієнтованих на застосування комп’ютера у певній предметній чи професійній області. Такі програмні засоби називають інструментальними, тому що вони надають користувачеві зручні інструменти для побудови комп’ютерних моделей відповідного типу. Наприклад, математичні середовища (Gran, DG, MathLab, Derive та інші) призначаються для реалізації математичних моделей; графічні середовища (Paint, CorelDraw, PhotoShop та інші) – для створення графічних моделей і т.д. Якщо ж задача вимагає розробки власної програми, то застосовуються середовища програмування, які полегшують процес створення комп’ютерних моделей засобами мов програмування.

4. Комп’ютерний експеримент.

Етап 4. Комп’ютерний експеримент.

Метою комп’ютерного експерименту є одержання інформації, на основі якої можна приймати рішення, робити висновки про властивості об’єкта моделювання або прогнозувати його поведінку в тій чи іншій ситуації.

Цей етап складається з таких дій:

• розробка плану проведення експерименту;

• випробування комп’ютерної моделі;

• аналіз отриманих результатів.

Сутність випробування комп’ютерної моделі полягає у багаторазових запусках програми для опрацювання визначених наборів вхідних даних. Такі набори розробляються в ході планування експерименту з метою виявлення певних залежностей чи отримання потрібних даних. Аналіз результатів експерименту може дати підставу для його завершення, якщо всі поставлені цілі досягнуто, або для продовження експерименту, корекції плану його проведення, якщо виявилася необхідність доповнення даних чи намітився новий напрям дослідження. Іноді за результатами експерименту виникає потреба в уточненні моделі або навіть у внесенні змін у постановку задачі, і тоді весь процес починається знову.