2.8. Автоматизированное моделирование

При употреблении выражения «автоматизированное моделирование» речь идет с машинном построении модели, проводимом без участия или с минимальным участием человека. Это оказывается возможным, если сформулированы, формально реализованы и превращены программные средства правила построения достаточно широкого класса моделей, к которому принадлежит и та конкретная, с которой мы хотим работать.

Поясним сказанное на примере построения модели в виде системы линейных дифференциальных уравнений. Допустим для конкретности, что речь идет о системе упруго связанных тел. В этом случае построение дифференциальных уравнений может быть произведено по основанному на использовании законов механики алгоритму, исходя из задания взаимного расположения твердых тел и жестких (типа пружины) связей между ними. Исследователь специальным образом кодирует указанное расположение, а также физические параметры элементов системы, вводит эту кодировку в ЭВМ, после чего машина сама формирует модель в виде конкретной системы дифференциальных уравнений. Поскольку эти уравнения без надобности можно не выводить на печать, часто получается, что человек при автоматизированном моделировании работает с моделью, которой не видит и не знает.

Автоматизированное моделирование состоит в организации в ЭВМ последовательности действий по построению модели, которые инициируются введением в машину удобной для человека кодировки конкретной системы.


Именно это по определенному и обычно непростому алгоритму делают программные средства автоматизированного моделирования данного класса задач.

Следует упомянуть важный раздел прикладной математики, в котором автоматизированное моделирование выступает одним из определяющих факторов. Это — метод конечных элементов, который в самом простом изложении сводится к делению системы на конечное число небольших элементов, внутри которых оказывается возможным применять грубые приближения. Основная задача в этом случае состоит во взаимосвязи элементов. Она достигается построением линейной алгебраической системы большой (до нескольких тысяч уравнений) размерности. Ясно, что ручное построение такой системы практически невозможно, и его следует поручать ЭВМ. Наиболее универсальные программные комплексы метода конечных элементов не только составляют и решают эту систему, но и сами производят разбиение на элементы, которое удовлетворяет требованиям по точности, а также ряду других условий. Можно утверждать, что на настоящий момент в методе конечных элементов реализован один из наивысших уровней автоматизированного моделирования.

Контрольные вопросы

1. Какие стадии включает в себя процесс разработки модели?

2. Какие виды моделей вы знаете?

3. Перечислите общие свойства модели.

4. Что понимают под имитационным программированием?

5. Что понимают под автоматизированным моделированием?