Компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент
Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т.н. вычислительные эксперименты, в тех случаях когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет выявить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения ее параметров и начальных условий.
Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов - сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Компьютерное же моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д.
К основным этапам компьютерного моделирования относятся:
· постановка задачи, определение объекта моделирования;
· разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия;
· формализация, то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание программы;
· планирование и проведение компьютерных экспериментов;
· анализ и интерпретация результатов .
Вычислительный эксперимент — метод изучения объектов или процессов с помощью математического моделирования. Он предполагает, что вслед за построением математической модели проводится ее численное исследование, позволяющее «проиграть» поведение исследуемого объекта в различных условиях или в различных модификациях.
Э т а п 1. Построение математической модели (составление уравнений, описывающих исследуемое явление).
Э т а п 2. Выбор численных методов расчета (построение дискретной модели, аппроксимирующей исходную математическую задачу, построение разностной схемы, разработка вычислительного алгоритма и т. д.).
Э т а п 3. Создание программы, реализующей вычислительный алгоритм.
Э т а п 4. Проведение расчетов и обработка полученной информации.
Э т а п 5. Анализ результатов расчетов, сравнение (если это возможно) с натурным экспериментом.
36. Экспертные оценки и методы экспертного оценивания. Метод «Дельфи» и организация его проведения.
Метод экспертных оценок– метод анализа обобщения суждений и предложений с помощью экспертов. Данный метод используют, когда рациональные математические методы малоэффективны при решении проблем.
Методы экспертной оценки применяют при решении следующих задач: составления перечня возможных событий в различных областях за определенный промежуток времени; определения наиболее вероятных интервалов времени совершения совокупности событий; определения целей и задач управления с упорядочением их по степени важности; определения альтернативных вариантов решения задач с оценкой их предпочтительности; альтернативного распределения ресурсов для решения задач с оценкой их предпочтительности.
Метод «Дельфи» - один из методов экспертных оценок, при помощи которого осуществляется быстрый поиск решений, среди которых выбирается наилучшее.
Данный метод был разработан О.Хельмером и его коллегами, первоначально он был создан с целью научно-технического прогнозирования будущего. В основе его лежит принцип повышения уровня достоверности информации, получаемой от группы экспертов, т.е. коллективных экспертных оценок. Метод «Дельфи» разделен на следующие этапы:
¾ формирование рабочей группы, которая занимается организационными вопросами: представляет информацию экспертам для оценки; собирает, обобщает оценки экспертов и др.;
¾ организация экспертной группы, когда определяется количество, состав экспертов.
¾ составление анкеты, вопросы которой должны допускать формулировку ответа в количественной форме. Анкеты состоят из основных и вспомогательных вопросов, условий проведения экспертизы.
¾ непосредственное проведение опроса. На данном этапе перед каждым экспертом формулируются задачи проведения экспертизы.
Затем каждому эксперту раздаются анкеты, на вопросы которой им необходимо дать индивидуальную независимую и обоснованную оценку. На основе заполненных анкет выявляются: мнения каждого эксперта, преобладающие мнения, крайние суждения. Между экспертами всегда существуют расхождения, причины которых выявляются на данном этапе.
Полученные результаты выданных каждым экспертом оценок и результаты обработки мнений доводятся до сведения каждого из экспертов. На основе полученных результатов эксперты могут поменять свою оценку, а могут сохранить прежнюю или высказать критику оценок других экспертов. Данная операция обычно проводится в 2-3 тура, до тех пор, пока не будут наблюдаться совпадения мнений, которые и будут являться результатами исследований. Повторный опрос проводится для того, чтобы опустить недоразумения и довести до сведения экспертов мнения коллег.