Компьютерное моделирование

§ 1. Введение в компьютерное моделирование

Тематика и уровень лабораторных работ, предлагаемых в данном разделе, соответствуют базовому учебному пособию. Теоретический материал, необходимый для выполнения этих работ, можно найти как в этом пособии, так и в указанной в нем дополнительной литературе.

Цели выполнения работ данного раздела:

• выработка и закрепление практических навыков в освоении методологии компьютерного математического моделирования;

• практическая реализация межпредметных связей;

• освоение элементов самостоятельной научно-исследовательской работы;

• укрепление навыков программирования при реализации практически значимых задач;

• освоение специальных приемов программирования, связанных с моделированием.

Рекомендации по проведению занятий по компьютерному моделированию

Особенность большинства работ данного раздела - отсутствие полных инструкций о ходе выполнения работы и возможность для студента проявить значительную самостоятельность, уточнить (с помощью преподавателя или самостоятельно) постановку задачи, выбрать метод реализации модели, форму представления результатов и т.д. Это придает работам исследовательский характер. Каждую работу можно рассматривать как небольшой проект.

Выполнение работ данного раздела опирается на математический аппарат, входящий в стандартный курс «Численные методы». Задачами студента являются выбор адекватного метода (здесь вполне уместно использование библиотеки стандартных математических программ) и получение достоверного результата с контролем его точности.

Первостепенную важность при выполнении работ по моделированию имеет форма представления результатов. До начала выполнения каждой работы необходимо спроектировать (возможно, с помощью преподавателя) интерфейс пользователя моделирующей программы. Идеальным является наличие нескольких видов отображения результатов моделирования: численного, табличного, графического, динамического, звукового сопровождения и т.д. Некоторые требования по форме представления результатов указаны в инструкциях к работам. Эти требования могут быть дополнены и конкретизированы преподавателями, проводящими занятия; все остальное - на усмотрение студентов.

Важной частью каждой работы является отчет. Он должен быть выполнен в стиле, приближенном к стандартному стилю научно-технического отчета.

Обязательными частями отчета являются:

• постановка задачи;

• математическая модель;

• описание метода исследования модели;

• программа для ЭВМ;

• описание тестирования программы;

• результаты (в различных формах представления);

• содержательный анализ результатов.

Выполнение всех приведенных ниже работ в полном объеме подразумевает вы­деление на лабораторные работы порядка 100 часов (аудиторных и внеаудиторных вместе). Оценка исходит из практического опыта их реализации и из того, что студенты:

• предварительно подготовились к выполнению работы, освоили соответствую­щий теоретический материал;

• имеют практически завершенную математическую модель процесса;

• достаточно свободно владеют математическими методами, необходимыми для выполнения данной работы;

• имеют устойчивые навыки программирования и/или использования необходимых для выполнения данной работы программных средств.