Роль ЭВМ в моделировании процессов природного характера

Моделирование – процесс построения и изучения моделей реальных явлений, объектов или процессов, с целью их объяснения, обоснования и предсказания. Моделирование предполагает исследование объектов познания на основе соответствующих моделей [5]. Модели обычно используются, когда невозможно или непрактично создавать экспериментальные условия, при которых учёные могут непосредственно измерять результаты. Ввиду физических и когнитивных ограничений, любая модель представляет собой упрощённое, абстрагированное от реальности отображение объекта. Создание модели направленно на решение конкретных задач, что делает процесс моделирования – управляемой задачей. Упрощения призваны опустить все известные и наблюдаемые сущности и их отношения, которые не важны для рассматриваемой задачи. Абстракция агрегирует информацию, которая важна, но не нужна в той же детализации, что и объект исследования. Таким образом, модели дают возможность получить приблизительное отображение того, как будут выглядеть некие процессы, основываясь на наиболее важных параметрах исследуемого объекта. На текущий момент не существует общепризнанной классификации, однако большинство экспертов, подразделяют модели в соответствии с технологиями моделирования и областями применения на следующие виды:  Информационное моделирование  Компьютерное моделирование  Математическое моделирование  Биологическое моделирование  Математическое моделирование социально-исторических процессов  Математико-картографическое моделирование  Молекулярное моделирование  Цифровое моделирование  Логическое моделирование  Педагогическое моделирование  Психологическое моделирование  Статистическое моделирование  Структурное моделирование  Физическое моделирование  Экономико-математическое моделирование  Имитационное моделирование  Эволюционное моделирование  Графическое и геометрическое моделирование  Натурное моделирование  Метамоделирование Компьютерное моделирование является улучшенным вариантом математического моделирования. Используя ЭВМ для расчётов, такие модели получают существенное преимущество, в сравнении с обычными математическими моделями. Именно о компьютерном моделировании пойдёт речь в данной курсовой работе. Суть компьютерного моделирования заключается в создании/использовании компьютерных программ, выполняющих вычисления на основе предварительно созданной математической модели. Поскольку вычислительные возможности ЭВМ, во много раз превосходят объёмы вычислений производимых человеком с помощью иных инструментов, использование ЭВМ позволяет просчитывать самые сложные модели, на вычисление которых с помощью, например бумаги с карандашом/ручкой ушли бы годы трудозатрат. Для наглядной демонстрации актуальности рассматриваемой курсовой работы, выбраны модели явлений, связанных с экологией. Целью данной курсовой работы является изучение методов применяемых при компьютерном моделировании для изучения процессов природного характера. В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи:  раскрыть понятие «модель»;  изучить классификацию моделей;  выделить основные этапы создания моделей;  изучить актуальные компьютерные модели, используемые для исследования природных явлений. Объект исследования – применение ЭВМ в моделировании природных процессов. Предмет исследования – компьютерные модели в экологии. В качестве источников рассматриваются научные публикации и учебные пособия, список прилагается. В процессе исследования применялись методы теоретического поиска и анализа информации, описание, обобщение. Работа состоит из введения, двух разделов и заключения. В первом разделе рассмотрены теоретические аспекты моделирования. Раскрыто понятие модели, дана классификация моделей, описаны основные этапы разработки моделей. Второй раздел посвящен анализу возможностей применения компьютерного моделирования в экологии: рассмотрены примеры компьютерных моделей численности популяций на основе модели Лотки-Вольтерра, применение метода Монте-Карло для оценки загрязнения морской поверхности и применение статистических моделей в решении задачи количественной оценки обеспеченности растений азотом.