Методология компьютерного моделирования исторических процессов и событий

Методология компьютерного моделирования исторических процессов и событий
Umumiy tizimlar nazariyasi nuqtai nazaridan tarixiy jarayonlar va hodisalarni dinamik tuzilishga ega bo'lgan murakkab, kuchsiz rasmiylashtirilgan chiziqli bo'lmagan tizimlar deb hisoblash mumkin. Bunday tizimlarni modellashtirish uchun tizim dinamikasining usullari qo'llaniladi (qarang: Forrester, Jay W., 1961, Industrial Dynamics, Waltham, MA, Pegasus Communications) yoki chiziqli bo'lmagan dinamikaga asoslangan usullar. Ikkala holatda ham jarayonning matematik modeli chiziqli bo'lmagan differentsial tenglamalar tizimi bo'ladi. Farqi shundaki, birinchi holda, echimlar muammosiz o'zgaruvchan funktsiyalar bo'ladi, ikkinchidan, uzilishlar bilan ishlaydigan funktsiyalar. Bunday holda, eritmaning bir turidan boshqasiga o'tish tizimni tavsiflovchi differentsial tenglamalardagi dinamik o'zgaruvchan koeffitsientlar o'rtasidagi munosabatlarga bog'liq. Biz yuqoridagi yondashuvlarni bilvosita birlashtirgan usulni taklif qilamiz. Biz modellashtirilgan hodisani tavsiflashdan differentsial tenglamalar tizimi shaklida voz kechdik va modelni to'g'ridan-to'g'ri qurishga o'tdik, modellashtirilgan jarayon yoki hodisadagi ob'ektlarni ajratib ko'rsatdik va ob'ektlararo aloqalarni hisobladik. Model qurish jarayonning bilim xaritasini tuzishdan boshlanadi. Kognitiv xarita "ma'lum bir muammoli vaziyat bilan bog'liq dunyo rasmining fragmentining sxematik tavsifi" deb nomlanadi (qarang: Плотинский Ю.М. Модели социальных процессов. М., Логос, 2001. С. 288). Kognitiv xarita modellashtirilgan jarayon yoki hodisaning ob'ektlari o'rtasidagi sababiy munosabatlarni aks ettirish uchun ishlatiladi. Matematika nuqtai nazaridan kognitiv xarita yo'naltirilgan ishora grafigi. Bunday grafada A va B tepaliklarini bog'laydigan kamonga A tepalikning B tepasiga ta'siri ijobiy bo'lsa, aksincha - "-" belgisi beriladi. Kognitiv xaritalar psixologiya, sotsiologiya va boshqa bir qator ilmiy fanlarning jarayonlari yoki hodisalarini modellashtirish uchun keng qo'llaniladi. Biz ushbu yondashuvni T. Saati tomonidan ishlab chiqilgan ierarxiya usuli yordamida bilim xaritasi uchlarini bog'laydigan yoylarni tortish orqali o'zgartirdik (Саати Т. Принятие решений Метод анализа иерархий. М., Радио и связь, 1993). O'lchangan bilim xaritasining har bir tepasi uchun model yaratishning navbatdagi bosqichida uning xatti-harakatlarini belgilaydigan algoritm aniqlanadi. Algoritmni matematik ifoda shaklida, ixtisoslashtirilgan algoritmik tilda dasturda yoki loyqa mantiq yordamida tavsif shaklida o'rnatishga ruxsat beriladi.
Barcha tepaliklar tasvirlanganidan so'ng, modelni qurishning navbatdagi bosqichi boshlanadi - kognitiv xarita va tepaliklarning xatti-harakatlarini tavsiflovchi algoritmlar biz ishlab chiqqan ixtisoslashtirilgan modellashtirish muhitiga o'tkaziladi. Modellashtirish muhitida modelning ishchi vakili bo'lgan ta'sir diagrammasi deb nomlangan.
Ta'sir diagrammasini tuzgandan so'ng siz to'g'ridan-to'g'ri modellashtirishga o'tishingiz mumkin. Buning uchun modellashtirish muhitida tegishli rejim ishga tushirilishi kerak. Atrof-muhitga etarlicha kuchli taqdimot quyi tizimi o'rnatilgan bo'lib, natijada natijalarni ikki yoki uch o'lchovli grafikalar yoki diagrammalar shaklida taqdim etishga imkon beradi. Natijalarni jadval shaklida aks ettirish ham mumkin. Olingan natijalar tahlil qilinadi, shundan so'ng butun modellashtirish jarayoni yangi boshlang'ich ma'lumotlar bilan takrorlanishi mumkin.
Modellashtirish - bilim ob'ektlarini ularning modellari bo'yicha o'rganish; ushbu hodisalar haqida tushuntirishlar olish, shuningdek tadqiqotchini qiziqtiradigan hodisalarni bashorat qilish uchun hayotiy ob'ektlar, jarayonlar yoki hodisalarning modellarini qurish va o'rganish.
Modellashtirish turlari
Axborotni modellashtirish
• Kompyuter modellashtirish
• Matematik modellashtirish
• Ijtimoiy-tarixiy jarayonlarni matematik modellashtirish
• Matematik va kartografik modellashtirish
• Molekulyar modellashtirish
• Raqamli modellashtirish
• Mantiqiy modellashtirish
• Pedagogik modellashtirish
• Psixologik modellashtirish
• Statistik modellashtirish
• Strukturaviy modellashtirish
• Jismoniy modellashtirish
• Iqtisodiy va matematik modellashtirish
• Simulyatsiya modellashtirish
• Evolyutsion modellashtirish
• Grafik va geometrik modellashtirish
• To'liq miqyosda modellashtirish
• Metamodeling va boshqalar.
Modellashtirish jarayoni
Modellashtirish jarayoni uchta elementni o'z ichiga oladi:
• mavzu (tadqiqotchi),
• o'rganish ob'ekti,
• idrok etuvchi sub'ekt va idrok etilayotgan ob'ekt o'rtasidagi munosabatlarni belgilaydigan (aks ettiruvchi) model.
Modelni qurishning birinchi bosqichi asl ob'ekt haqida ba'zi bilimlarni taxmin qiladi. Modelning kognitiv imkoniyatlari shundan iboratki, model asl ob'ektning har qanday muhim xususiyatlarini namoyish etadi (takrorlaydi, taqlid qiladi). Asl nusxa va model o'rtasidagi o'xshashlikning zarur va etarli darajasi masalasi aniq tahlilni talab qiladi. Shubhasiz, model asl nusxada identifikatsiya qilingan taqdirda ham (keyinchalik u model bo'lishni to'xtatadi) ham, asl mohiyatdan barcha muhim jihatidan haddan tashqari farq qilganda ham o'z ma'nosini yo'qotadi. Shunday qilib, modellashtirilgan ob'ektning ba'zi jihatlarini o'rganish boshqa jihatlarni o'rganishdan bosh tortish evaziga amalga oshiriladi. Shuning uchun har qanday model asl nusxani faqat cheklangan ma'noda almashtiradi. Bundan kelib chiqadiki, bitta ob'ekt uchun o'rganilayotgan ob'ektning ayrim jihatlariga e'tibor qaratadigan yoki turli darajadagi detallar bilan xarakterlanadigan bir nechta "ixtisoslashgan" modellar qurilishi mumkin.
Ikkinchi bosqichda model mustaqil tadqiqot ob'ekti vazifasini bajaradi. Bunday tadqiqotlar shakllaridan biri bu "model" tajribalarini o'tkazish bo'lib, unda modelning ishlash shartlari ataylab o'zgartirilib, uning "xulq-atvori" to'g'risidagi ma'lumotlar tizimlashtiriladi. Ushbu bosqichning yakuniy natijasi bu model haqidagi bilimlar to'plami (tanasi).
Uchinchi bosqichda bilim modeldan asl nusxaga - bilimlar to'plamini shakllantirishga o'tkaziladi. Shu bilan birga, modelning "tilidan" asl nusxaning "tiliga" o'tish mavjud. Bilimlarni uzatish jarayoni ma'lum qoidalarga muvofiq amalga oshiriladi. Model haqidagi bilimlar asl ob'ektning modelni yaratish jarayonida aks ettirilmagan yoki o'zgartirilgan xususiyatlarini hisobga olgan holda sozlanishi kerak.
To'rtinchi bosqich - modellar yordamida olingan bilimlarni amaliy tekshirish va ulardan ob'ektning umumlashtiruvchi nazariyasini yaratish, uni o'zgartirish yoki boshqarish uchun foydalanish.
Modellashtirish tsiklik jarayondir. Bu shuni anglatadiki, birinchi to'rt bosqichli tsikldan keyin ikkinchi, uchinchisi va hk. Davom etishi mumkin, bu holda o'rganilayotgan ob'ekt haqidagi bilimlar kengaytiriladi va takomillashtiriladi va dastlabki model asta-sekin takomillashib boradi. Modellashtirishning birinchi tsiklidan keyin kashf etilgan, ob'ekt haqida ozgina ma'lumot yoki modelni tuzishda xatolar tufayli yuzaga kelgan kamchiliklar keyingi tsikllarda tuzatilishi mumkin.
3D modellashtirish bugungi kunda kompyuter sanoatida juda mashhur, rivojlanayotgan va ko'p vazifali sohadir. Biror narsaning virtual modellarini yaratish zamonaviy ishlab chiqarishning ajralmas qismiga aylandi. Ko'rinadiki, media-mahsulotlarni ishlab chiqarish endi kompyuter grafikasi va animatsiyasiz amalga oshirilmaydi. Albatta, ushbu sohada turli xil vazifalarni bajarish uchun aniq dasturlar mavjud.
Uch o'lchovli modellashtirish uchun vositani tanlashda, birinchi navbatda, u mos keladigan vazifalar oralig'ini aniqlash kerak. Bizning sharhimizda, shuningdek, dasturni o'rganishning murakkabligi va unga moslashish uchun vaqt kerakligi masalasini ko'rib chiqamiz, chunki uch o'lchovli modellashtirish bilan ishlash oqilona, tezkor va qulay bo'lishi kerak va natijasi yuqori sifatli va eng ijodiy bo'ladi.
3D-modellashtirish o‘zida maxsuslashtirilgan dasturiy ta’minotdan foydalanib, 3D-modelni (yoki uch o‘lchovli obyekt ko‘rinishidagi karkas model) ishlab chiqish tartibini ifodalaydi. Uch o‘lchovli model chiziqlar va egri sirtlar bilan o‘zaro bog‘langan ko‘pgina nuqtalar yordamida yaratiladi. Uch o‘lchovli modellashtirish qo‘llaniladigan sohalar doimo kengayib bormoqda. U quyidagi: o‘yinlar, ya’ni realistik personajlarning modellashtirilishi amalga oshirilishi; tibbiyot — inson tanasi organlarining alohida modellarining yaratilishi; muhandislik — transport vositalari, yangi qurilma va inshootlar modeli ishlab chiqilishi; kinomatografiya — turlicha maxsus effektlar va xayoliy personajlar yaratilishi kabi sohalarni qamrab olmoqda. Shuningdek, reklama sohasida ham 3D-modellashtirishdan yetarlicha foydalanib kelinmoqda.
Bugungi kunda o‘yinlarga haddan tashqari qiziqish kuchayishi shu narsaga olib keldiki, 3D-dasturiy vositalarini ishlab chiquvchilar ancha takomillashgan ilovalarni yaratishga majbur bo‘lmoqdalar. Uch o‘lchovli modellashtirishning yangi imkoniyatlari multfilm qahramonlarini yaratishga ketadigan vaqtni sezilarli darajada kamaytirdi. Dasturiy vosita obyektga harakatni oson berish va bunga minimum vaqt sarf etish imkonini beradi. Tajribali foydalanuvchi o‘zining loyihasini yaratish uchun ko‘p hollarda bir qancha uch o‘lchovli modellashtirish dasturlaridan foydalanadi. Yuqorida nomlari keltirilgan dasturlardan birgalikda foydalanish realistik o‘yinli sahnalar yaratish va mahsulotni mukammal ko‘rinishga olib kelish imkonini beradi. Amalda barcha 3D-dasturiy vositalari nisbatan bir-biriga o‘xshash interfeys va modellashtirish uchun uskunalarga ega, ammo dasturlar o‘ziga xos xususiyatlari bilan, shuningdek, yoritishdagi hisoblash algoritmlari, animatsiyalarni yaratish va tasvirni vizuallashtirish bo‘yicha ham farqlanadi.
3D-dasturiy vositalarining qay biri yaxshi yoki yomonligi bo‘yicha omma tomonidan qabul qilingan javobning o‘zi yo‘q. Har bir foydalanuvchi ushbu savolga o‘zi uchun ma’qul bo‘lgan 3D-dasturiy vositani muhim deb biladi. Foydalanuvchi o‘zi ishlaydigan 3D-dasturiy vosita bilan qanchalik darajada yaxshi ishlay olishi va uning ijodiy (asboblarni bilishdan tashqari badiiy ko‘nikmalarni egallash, ranglar uyg‘unligi, kompozitsiyani bilish maqsadga muvofiq) imkoniyatlariga juda ham bog‘liq bo‘ladi. Shuning uchun dizayner qanday dasturni afzal ko‘rishni o‘zi hal qiladi. Uch o‘lchovli modellashtirish dasturiy vositalari imkoniyatlarini batafsil o‘rganish uchun uch o‘lchovli elementlardan tarkib topgan 3D-sahna yaratish kerak bo‘ladi. 3D-dasturiy vositalarning har biri o‘zining muayyan sohadagi afzalliklariga ega. Uch o‘lchovli modellashtirishga mo‘ljallangan asosiy dasturlarning qisqacha tavsifi:
|