Види моделювання - раздел Философия, Використання текстових, табличних та графічних процесорів для введення, обробки і представлення Медико-біологічних даних Розрізняють Фізичне, Математичне Та Комп’Ютерне Моделювання.
...
Розрізняють фізичне, математичне та комп’ютерне моделювання.
Фізичне моделювання – це моделювання на об’єктах, що мають однакову фізичну природу з об’єктом-оригіналом. Приклад – зменшена копія реального літака, що досліджується у аеродинамічній трубі. Для фізичного моделювання необхідно забезпечити фізичну подібність моделі і об’єкта. Фізична подібність забезпечується лише при рівності всіх однотипних безрозмірних комплексів (критеріїв подібності) у вихідних точках моделі і об’єкта.
Приклад. Критерій (число) Рейнольдса:
, (1)
де V – швидкість течії, L - лінійний розмір, l - кінематична в’язкість середовища. Для забезпечення фізичної подібності реального літака з його зменшеною копією необхідно, щоб критерії подібності Re, обраховані окремо для літака і його моделі були одинакові. Це означає, що для зменшеної в 10 разів моделі літака швидкість течії у гідродинамічній трубі необхідно збільшити в 10 разів, або у 10 разів зменшити в’язкість середовища. Тільки тоді критерій Рейнольдса буде однаковим для літака і моделі, а значить, буде забезпечена фізична подібність цих об’єктів.
Критеріїв подібності є дуже багато. Існують критерії гідродинамічної, теплової, хімічної і т.д. подібності. Зрозуміло, що забезпечити виконання всіх критеріїв дуже складно, а іноді, і неможливо. Однак для адекватності моделі і об’єкта необхідно забезпечити виконання найбільш суттєвих з них, що мають безпосереднє відношення до мети моделювання.
Перевагою фізичного моделювання є наочність – фізична модель наглядно відображає будову та необхідні для розв’язку задачі властивості об’єкта. Недоліком такого типу моделювання є неуніверсальність – для кожного нового об’єкта необхідно створювати нову модель.
Математичне моделювання – це моделювання об’єкта шляхом розв’язку рівнянь його математичної моделі. При такому типі моделювання важливу роль відіграє математична подібність. Для прикладу, запишемо рівняння трьох фізичних процесів: теплопровідності, дифузії та протікання струму (перенос заряду). Для теплопровідності потік тепла q пропорційний градієнту температури dT/dx з коефіцієнтом пропорційності l (коефіцієнтом теплопровідності):
. (2)
Для процесу дифузії потік речовини w пропорційний градієнту концентрації dc/dx з коефіцієнтом пропорційності D (коефіцієнтом дифузії):
. (3)
Для процесу проходження електричного струму потік заряду i пропорційний градієнту потенціала du/dx з коефіцієнтом пропорційності r (провідність):
. (4)
Як видно, абсолютно різні фізичні процеси описуються ідентичними математичними рівняннями. Це одна з переваг математичного моделювання – універсальність. Адже модель теплопровідності можна з успіхом застосувати, наприклад, для опису процеса дифузії.
Етапи математичного моделювання:
1) складання математичного опису;
2) розв’язок рівнянь математичного опису;
3) перевірка адекватності моделі;
4) вибір моделі (якщо їх декілька).
Якщо набір всіх вхідних параметрів моделі X1,X2, ¼ ,XN позначити через , а набір вихідних параметрів Y1,Y2, ¼ ,YM через , то під математичною моделлю об’єкта (рис.2) розуміють функцію
. (5)
Окрім універсальності, перевагами математичного моделювання є дешевизна, можливість вільного керування параметрами та можливість розкладу процесу на складові (декомпозиція).
Комп’ютерне моделювання – це моделювання комп’ютерними засобами з використанням інформаційних технологій. Метою комп’ютерного моделювання є побудова інформаційної моделі об’єкта. Інформаційна модель – це набір величин, характеристик, властивостей, що адекватно описують об’єкт, процес або явище. Наприклад, інформаційна модель Сонячної системи має містити перелік небесних тіл (планет) з вказаними параметрами для кожної планети – маса, радіус, період обертання навколо Сонця, власний період обертання навколо своєї осі, і т.д.
3) формули і алгоритми, що зв’язують змінні у кожному стані об’єкта;
4) формули і алгоритми, що описують зміну станів об’єкта.
Використовуючи формальну модель, складаємо алгоритм та програмуємо модель. Програмування може відбуватися як на універсальних мовах програмування високого рівня (Pascal, C, Basic, Delphi), так і на спеціалізованих, призначених для моделювання – Simula, GPSS та ін.). При програмуванні особливу увагу слід приділяти способам виводу результатів – табличному, графічному або анімаційному.
Після програмування та тестування проводиться комп’ютерний експеримент, де за вхідними даними отримуємо набір вихідних і, таким чином, складаємо інформаційну модель об’єкта.
Дуже часто, при комп’ютерному моделюванні математичної моделі об’єкта використовуються пакети прикладних програм (математичні процесори) – MatLab, Maple, MatCad, Matematica та ін. У цьому випадку відпадає необхідність в традиційному програмуванні на мовах високого рівня.
Практична робота Використання текстових табличних та графічних процесорів... Практична робота Представлення результатів аналізу даних в наукових публікаціях...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Види моделювання
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Дані та інформація
Інформація відіграє ключову роль при інтерпретації даних і прийнятті рішень. Тому важливо знати, що таке інформація і розуміти різницю між даними, інформацією і знанням. З'ясуємо, як можна о
Медичні дані
Зазвичай медичними даними вважають ті, що отримують при вимірюванні характеристик пацієнта. Кількість характеристик пацієнта, хворої або здорової людини, чимала. Різноманітні медичні дані за обсяго
Нумерація сторінок
Для вставлення номерів сторінок необхідно викликати команду Номера страницменю Вставка,що викликає вікно Номера страниц (Рис.2.1). У полі
Вставка колонтитулів
Колонтитул – текст або малюнок, що друкується знизу або вгорі кожної сторінки документа. В колонтитулі за звичаєм розміщені номера сторінок, назва книги або поточної глави. В залеж
Форматування абзаців
Для встановлення параметрів абзацу використовується команда Абзаціз меню Формат. Після вибору цієї команди з'являється діалогове вікно Абзац (Рис.
Встановлення позицій табуляції
Табуляція використовується для точного вирівнювання колонок тексту або чисел. Якщо встановити позиції табуляції, то при кожному натисканні клавіші Tab курсор буде пересуватися прав
Створення багатошпальтового документа
Microsoft Word дозволяє верстати текст у декілька шпальт (стовпців). Текст вводиться в них послідовно, переходячи до наступної шпальти після заповнення попередньої.
Існують два варіанти ви
Створення багатошпальтового документа
Microsoft Word дозволяє верстати текст у декілька шпальт (стовпців). Текст вводиться в них послідовно, переходячи до наступної шпальти після заповнення попередньої.
Існують два варіанти ви
Редактор формул
За допомогою редактора формул можна утворювати складні математичні вирази, вибираючи символи з панелі інструментів та, вводячи змінні та числа. При утворенні формул розмір шрифтів, інтервали та фор
Створення списків
Microsoft Word дозволяє швидко складати списки з позначками, нумерацією й багаторівневі списки з нумерацією. Елементом переліку вважається абзац тексту. Для створення переліку необхідно виділити аб
Робота з найпростішими базами даних
Мета роботи: Ознайомитись з типами та характеристиками медичних даних. Засвоїти основні принципи інформаційної обробки даних та принципи і функції систем управління базами д
Основні типи моделей даних
Ядром будь-якої бази даних є модель даних. Модель даних являє собою безліч структур даних, обмежень цілісності й операцій маніпулювання даними. За допомогою моделі даних можуть бути представлені об
Показника дитячої смертності
У випадках великих відмінностей в народжуваності в двох суміжних роках розрахунок показника дитячої смертності проводять за формулою:
Оцінка діагностичної ефективності медичних тестів
При представленні результатів клініко-лабораторних досліджень, особливо при порівняльній характеристиці лабораторних тестів, доцільне визначення діагностичної специфічності і чутлив
Практичні завдання
Завдання № 1. Відділ статистики суспільного здоров'я навів наступні показники захворюваності та демографічні показники в м. Охтирка в 2009 та 2010 р:
- в 2009 р. в
Дані та статистика. Типи даних
Мета більшості досліджень полягає в зборі даних, які згодом допомагають отримати інформацію у будь-якій галузі знання. Дані грунтуються на спостереженнях однієї або декількох змінних; термін «змінн
Похідні (вторинні) дані
У медицині ми можемо зіткнутися з безліччю інших типів даних. Вони включають в себе:
- відсотки. Вони можуть з'явитися при оцінці стану хворого під час лікування, наприкла
Цензуровані дані
Визначити цензуровані дані допоможуть наступні приклади.
• Якщо ми проводимо лабораторні вимірювання, використовуючи прилад який може виявити значення тільки вище певного рівня, будь-яка в
Завдання №3. Регресійний аналіз експериментальних даних
Лінійний регресійний аналіз полягає в підборі графіка і його рівняння для набору спостережень. Регресія використовується для аналізу дії на окрему залежну змінну значень однієї або декількох незале
Демонстраційний приклад
Вводимо дані в табличний редактор Excel: товщина рубця — в діапазон А2:А9; час кріодеструкції - в діапазон В2:В9. Вибираємо пункт меню Сервис→Анализ данных →
Класифікація моделей
За засобами побудовирозрізняють:
а) словесні (або вербальні, текстові) моделі. Це моделі, утворені мовними засобами. Приклад – міліцейський протокол
Кінетичні моделі популяції клітин
В основі процесів обміну клітини з середовищем і внутрішнього метаболізму лежить складна мережа організованих певним чином в часі і просторі різних реакцій. В результаті цих процесів змінюються кон
Модель відкритої системи
Розглянемо просту відкриту систему, в якій відбувається обмін речовинами "a" і "b" з навколишнім середовищем і, крім того, зворотня реакція першого порядку перетворення
Модель Вольтерра жертва-хижак
Ця модель відображає чисельності популяцій жертв (x) і хижаків (y), що взаємодіють один з одним по механізму вільних зіткнень. Це означає, що чисельність жертв пропорційна ймовірності зустрічі їх з
Основні теоретичні положення
Інтернет є всесвітньою інформаційною комп'ютерною мережею, яка об'єднує в єдине ціле багато комп'ютерних мереж, що працюють по єдиних правилах. Комп’ютерна мережа
Система адресації в Internet
Internet самостійно здійснює передачу даних. До адрес станцій пред'являються спеціальні вимоги. Адреса повинен мати формат, що дозволяє вести його обробку автоматично, і повинен не
Протокол://адрес сервера/шлях/им’я файлу
Протокол або метод доступу - це перша частина адреси, яка відділяється від іншої його частині двокрапкою і двома похилими рисами ://. Метод доступу може бути заданий, наприклад, як hup. ftp
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов