Домашнее задание №6

Тема: Информационное моделирование на компьютере

                                                            

1. В каких случаях невозможно обойтись без вычислительного эксперимента?

В тех случаях, когда натурный эксперимент невозможен. Например, при изучении звёздной динамики, поведения галактик - то-есть, когда изучаемые объекты слишком велики. Или, наоборот, при исследовании субмикромира. Например, современные теории строения материи используют понятия "струн" или "мембран" в масштабах 10 в минус 35 степени метра - тоже натурный эксперимент не поставишь, приходится использовать вычислительный эксперимент.

2. В чём особенность имитиационных моделей?

Особенностью имитационного моделирования является то, что имитационная модель позволяет воспроизводить моделируемые объекты: ·         с сохранением их логической структуры; ·         с сохранением поведенческих свойств (последовательности чередования во времени событий, происходящих в системе), т.е. динамики взаимодействий. Отличительной особенностью метода имитационного моделирования является возможность описания и воспроизведения взаимодействия между различными элементами системы.

3. Расчёт прогноза погоды на современном компьютере с быстродействием 1 млн.операций в секунду длится в течение 1 часа. Оцените, сколько времени понадобилось бы для этого человеку, имеющему в своём распоряжении арифмометр (механический калькулятор), выполнение одной операции на котором занимает 10 секунд.

Посчитаем, сколько требуется действий: 1 час - это 3600 секунд  => ·         для расчета погоды нужно 3600000000 операций. То есть человеку с арифмометром понадобилось бы 3600000000 * 10 = 36000000000 секунд = 1141,5 лет.

4. Придумайте по одному примеру формы использования компьютерной графики для вычислительного эксперимента, для компьютерного управления и для имитационной модели.

·         Вычислительный эксперимент: прекращение испытаний ядерного оружия, которые сопровождались значительным экологическим ущербом. Благодаря очень точным математическим моделям и мощным компьютерам стало возможно просчитать все последствия, к которым приводит изменение в конструкции ядерной бомбы. Образно говоря, удалось "взорвать бомбу" внутри компьютера, ничего не разрушив. ·         Компьютерное управление: Компьютеры используют для управления работой химических реакторов на заводах, атомных реакторов на электростанциях, ускорителей элементарных частиц в физических лабораториях, полета автоматических космических станций и т. д. ·         Имитационная модель К имитационным моделям относятся модели систем массового обслуживания: например, системы торговли, автосервиса, скорой помощи, в которых появление заявок на обслуживание и длительность обслуживания одной заявки - события случайные. Задачи, решаемые с помощью имитационных моделей систем массового обслуживания, заключаются в поиске режимов работы служб сервиса (магазинов, автозаправок и пр.), уменьшающих время ожидания клиентов. Еще одним популярным объектом для имитационного моделирования являются транспортные системы: сеть городских дорог, перекрестки, светофоры, автомобили

5. Самолёт находится на высоте 5000 метров. Обнаружилась неисправность работы двигателя. Самолёт начал падать. Бортовой компьютер производит диагностику неисправности и сообщает пилоту о необходимых действиях. Для решения этой задачи ему нужно выполнить 108 вычислительных операций. Быстродействие компьютера – 1 млн. операций в секунду. Успеет ли лётчик спасти самолёт, если минимальная высота, на которой самолёт можно вывести из пике – 2000 метров?

1.   компьютеру понадобится 10^8:10^6=100 секунд чтобы выполнить все операции 2.   На принятие решения - 100 секунд и 5000 – 2000= 3000 метров.                если скорость падения самолета  менее 30 м/с, то летчик успеет спасти самолет, если                более, то не успеет