- •Компьютерное моделирование
- •§ 1. Введение в компьютерное моделирование
- •Рекомендации по проведению занятий по компьютерному моделированию
- •Рекомендации по программному обеспечению при проведении занятий по компьютерному моделированию
- •Темы для рефератов
- •Тема семинарских занятий
- •Дополнительная литература
- •§ 2. Моделирование физических процессов Краткие сведения Движение тел в среде с учетом трения
- •Контрольные вопросы
- •Задания к лабораторной работе
- •Краткие сведения Моделирование движения небесных тел и заряженных частиц
- •Задания к лабораторной работе
- •Краткие сведения Колебательные процессы
- •Контрольные вопросы
- •Задания к лабораторной работе
- •Лабораторная работа Общие рекомендации
- •Задания к лабораторной работе
- •§ 3. Компьютерное моделирование в экологии Краткие сведения
- •Задания к лабораторной работе
- •§ 4. Моделирование случайных процессов Краткие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Задание к лабораторной работе
- •Варианты заданий Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 14
- •Вариант 15
- •Вариант 16
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Вариант 19
- •Вариант 20
- •Вариант 21
- •Вариант 22
- •Вариант 23
- •Моделирование физических процессов
- •Компьютерное моделирование в экологии
- •Моделирование случайных процессов
- •Правильные ответы
Рекомендации по программному обеспечению при проведении занятий по компьютерному моделированию
При проведении лабораторных работ по компьютерному математическому моделированию можно опираться на различные виды программного обеспечения.
1. Трансляторы с языков высокого уровня.
Соответствующий способ проведения занятий ориентирован на активно программирующих студентов и позволяет наряду с отработкой навыков моделирования углубить программистскую подготовку. Недостаток этого способа - относительно высокая трудоемкость, особенно если речь идет об оформлении диалогового интерфейса, адекватного современным требованиям, предъявляемым к прикладным программам. Этот недостаток может быть устранен, если наряду с языком (типа Паскаль) использовать современные средства визуального программирования (типа Delphi).
2. Офисные пакеты (текстовый редактор и электронные таблицы).
С помощью электронных таблиц (ЭТ) можно произвести моделирование большей части процессов, описанных в данной главе. Текстовый редактор позволит сделать отчет, в который программы, составленные с помощью ЭТ, и результаты моделирования (численные и графические) войдут органично. Недостаток этого способа - не всегда удобно реализовывать достаточно сложные вычислительные алгоритмы в ЭТ.
3. Специальные пакеты для решения математических задач.
Программы типа «MathCad», «Mathematica» и им подобные позволяют обойти трудность, связанную с программированием математических алгоритмов и (частично) представлением результатов моделирования. Это является одновременно и недостатком, так как снижает образовательный эффект от занятий.
4. Специальные пакеты для моделирования соответствующих типов процессов.
К примеру, созданная в ПГПУ среда Model Designer позволяет моделировать процессы, описываемые обыкновенными дифференциальными уравнениями (скрывая детали их решения), и отображать результаты моделирования в табличной и графической формах. Подобный способ - самый простой, но высказанное в предыдущем пункте замечание применимо к нему в еще большей мере.
В любом случае работы рассчитаны на самостоятельное выполнение студентами, включая разработку программ, их отладку и тестирование. Выбор программного средства - в руках преподавателей и студентов. Наилучшее решение - использование каждым студентом в ходе реализации практикума нескольких программных средств.
Темы для рефератов
Моделирование как метод познания.
Информационное моделирование.
Компьютерное моделирование физических процессов.
Компьютерное моделирование в биологии и экологии.
Компьютерное моделирование в химии.
Математические методы в медицине.
Тема семинарских занятий
Основные приемы и методы компьютерного математического моделирования.
Дополнительная литература
Белошапка В. К. Информационное моделирование в примерах и задачах. - Омск: ОГПИ, 1992.
Бейли Н. Математика в биологии и медицине. - М.: Мир, 1970.
Бейли Н. Статистические методы в биологии. - М.: ИЛ, 1962.
Беллман Р. Математические методы в медицине. - М.: Мир, 1987.
Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. - М.: Наука, 1978.
Веденов А.А. Моделирование элементов мышления. - М.: Наука, 1988.
Геронимус Ю.В. Игра. Модель. Экономика. - М.: Знание, 1989.
Глинский Б. А. и др. Моделирование как метод научного исследования. - М.: Изд-во МГУ, 1965.
Горстко А.Б. Познакомьтесь с математическим моделированием. - М.: Знание, 1991.
Колебания и бегущие волны в химических системах / Под ред. Р.Филд и М.Бургер. - М.: Мир, 1988.
Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент: Введение в информатику с позиций математического моделирования. - М.: Наука, 1988.
Кунин С. Вычислительная физика. - М.: Мир, 1992.
Марчук Г. И. Математическое моделирование в иммунологии. - М.: Наука, 1991.
Математическое моделирование / Под ред. Дж.Эндрюса, Р.Мак-Лоуна. - М.: Мир, 1979.
Могилев А.В., Злотникова И.Я. Элементы математического моделирования. - Омск: ОмГПУ, 1995.
Морозов К.Е. Математическое моделирование в научном познании. - М.;
Мысль, 1965.
17. Пак П.И. Компьютерное моделирование в примерах и задачах. - Красноярск-
КрГПУ, 1994.
18. Пейре Р., Тейлор Т.Д. Вычислительные методы в задачах механики жидкостей. -
Л.: Гидрометеоиздат, 1986.
19. Поттер Д. Вычислительные методы в физике. - М.: Мир, 1975.
20. Романовский Ю.М., Степенов И.В., Чернавский Д.С. Что такое математическая биофизика? - М.: Просвещение, 1971.