История компьютерных моделировании
Мы являемся свидетелями все более широкого использования математических идей в экономике, истории и других гуманитарных науках. Компьютерное моделирование применяют для широкого круга задач в различных областях человеческой деятельности: Моделирование поведения масс людей в различных общественно-политических ситуациях. Исследование поведения зданий, конструкций и деталей под механической… Читать ещё >
История компьютерных моделировании (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Элементы математического моделирования использовались с самого начала появления точных наук, и не случайно, что некоторые методы вычислений носят имена таких корифеев науки, как Ньютон и Эйлер, а слово «алгоритм» происходит от имени средневекового арабского ученого Аль Хорезми. Второе «рождение» этой методологии пришлось на конец 40-х начало 50-х годов XX века и было обусловлено по крайней мере двумя причинами. Первая из них — появление ЭВМ (компьютеров), хотя и скромных по нынешним меркам, но тем не менее избавивших ученых от огромной по объему рутинной вычислительной работы. Вторая — беспрецедентный социальный заказ — выполнение национальных программ СССР и США по созданию ракетно-ядерного щита, которые не могли быть реализованы традиционными методами. Математическое моделирование справилось с этой задачей: ядерные взрывы и полеты ракет и спутников были предварительно «осуществлены» в недрах ЭВМ с помощью математических моделей и лишь затем претворены на практике. Эффективные численные методы и программы, разработанные для многих классов задач, позволили уже на ЭВМ второго поколения решить многие практически важные задачи.
Сейчас математическое моделирование вступает в третий принципиально важный этап своего развития, «встраиваясь» в структуры так называемого информационного общества. Впечатляющий прогресс средств переработки, передачи и хранения информации отвечает мировым тенденциям к усложнению и взаимному проникновению различных сфер человеческой деятельности. Без владения информационными «ресурсами» нельзя и думать о решении все более укрупняющихся и все более разнообразных проблем, стоящих перед мировым сообществом. Однако информация как таковая зачастую мало что дает для анализа и прогноза, для принятия решений и контроля за их исполнением. Нужны надежные способы переработки информационного «сырья» в готовый «продукт», т. е. в точное знание.
История методологии математического моделирования убеждает: она может и должна быть интеллектуальным ядром информационных технологий, всего процесса информатизации общества. Технические, экологические, экономические и иные системы, изучаемые современной наукой, больше не поддаются исследованию (в нужной полноте и точности) обычными теоретическими методами. Прямой натурный эксперимент над ними долог, дорог, часто либо опасен, либо попросту невозможен, так как многие из этих систем существуют в «единственном экземпляре». Цена ошибок и просчетов в обращении с ними недопустимо высока. Поэтому математическое (шире — информационное) моделирование является неизбежной составляющей научно-технического прогресса.
Наиболее впечатляющие успехи достигнуты при применении математического моделирования в инженерии и технологии. В настоящее время отмечается все возрастающий уровень математизации химии.
Например, химическая кинетика базируется на системах обыкновенных дифференциальных уравнений, химическая гидродинамика — на уравнениях в частных производных и т. д.
Повышается и уровень математизации биологии. В этой связи достаточно сослаться на классические работы В. Вольтерра по моделированию системы хищник — жертва, выполненные еще в начале двадцатого века.
Мы являемся свидетелями все более широкого использования математических идей в экономике, истории и других гуманитарных науках.
Процесс математизации наук идет чрезвычайно быстро благодаря опыту, накопленному при математизации механики и физики, благодаря достигнутому уровню развития самой математики.
Компьютерное моделирование применяют для широкого круга задач в различных областях человеческой деятельности:
Экологии и геофизике:
- · анализ распространения загрязняющих веществ в атмосфере
- · проектирование шумовых барьеров для борьбы с шумовым загрязнением
Транспорте:
- · конструирование транспортных средств
- · полетные имитаторы для тренировки пилотов
Электронике и электротехнике:
- · эмуляция работы электронных устройств
- · Экономике и финансах:
Архитектуре и строительстве:
- · исследование поведения зданий, конструкций и деталей под механической нагрузкой
- · прогнозирование прочности конструкций и механизмов их разрушения
- · вариантов развития городов
Управлении и бизнесе:
- · стратегическое управление организацией
- · моделирование рынков сбыта и рынков сырья
- · моделирование производственных процессов
Медицине и биологии:
- · моделирование результатов пластических операций
- · моделирование пандемий и эпидемий
Политике и военном деле:
- · моделирование развития межгосударственных отношений
- · моделирование поведения масс людей в различных общественно-политических ситуациях
Различные сферы применения компьютерных моделей предъявляют разные требования к надежности получаемых с их помощью результатов. Для моделирования зданий и деталей самолетов требуется высокая точность и степень достоверности, тогда как модели эволюции городов и социально-экономических систем используются для получения приближенных или качественных результатов.