Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Simulation ya kompyuta

Mchakato wa kujenga mfano wa kompyuta, na ushirikiano kati ya jaribio, simulation, na nadharia.

Simuleringar ya kompyuta huzalisha tabia ya mfumo kwa kutumia mfano wa hisabati . Simuleringar ya kompyuta imekuwa chombo muhimu kwa mfano wa hisabati wa mifumo mingi ya asili katika fizikia ( fizikia ya computational ), astrophysics , climatology , kemia na biolojia , mifumo ya binadamu katika uchumi , saikolojia , sayansi ya jamii , na uhandisi . Simulation ya mfumo inaonyeshwa kama uendeshaji wa mfumo wa mfumo. Inaweza kutumika kuchunguza na kupata ufahamu mpya katika teknolojia mpya na kukadiria utendaji wa mifumo ngumu sana kwa ufumbuzi wa uchambuzi . [1]

Simuleringar ya kompyuta ni mipango ya kompyuta ambayo inaweza kuwa ndogo, inayoendesha karibu mara moja kwenye vifaa vidogo, au mipango mikubwa ambayo huendesha kwa saa au siku kwenye vikundi vya mtandao vya mtandao. Ukubwa wa matukio yaliyofanyika na simuleringar ya kompyuta imepita mbali na chochote iwezekanavyo (au labda hata kufikiriwa) kwa kutumia mfano wa jadi na penseli ya hisabati. Zaidi ya miaka 10 iliyopita, ufanisi wa jangwa la vita la nguvu moja iliyovamia mwingine ulihusisha ufanisi wa mizinga 66,239, malori na magari mengine kwenye ardhi iliyofanyika karibu na Kuwait , wakitumia wajumbe wengi wa juu katika Mpango wa Ufanisi wa Utendaji wa Kompyuta wa DoD High. [2] Mifano nyingine ni pamoja na mfano wa 1 bilioni-atom ya deformation nyenzo; [3] mfano wa athari milioni 2.64 wa organelle tata ya protini ya viumbe hai wote, ribosome , mwaka 2005; [4] simulation kamili ya mzunguko wa maisha ya Mycoplasma genitalium mwaka 2012; na mradi wa Brain Blue katika EPFL (Uswisi), ulianza mwezi Mei 2005 ili kujenga simulation ya kwanza ya kompyuta ya ubongo wa binadamu wote, chini ya ngazi ya molekuli. [5]

Kwa sababu ya gharama za computational ya simulation, majaribio ya kompyuta hutumiwa kufanya inference kama vile kutokuwa na uhakika wa quantification . [6]

Yaliyomo

Simulation dhidi ya mfano

Mfano wa kompyuta ni algorithms na equations kutumika kukamata tabia ya mfumo kuwa modeled. Kwa kulinganisha, simulation ya kompyuta ni mbio halisi ya programu ambayo ina equations hizi au algorithms. Kwa hiyo, simulation ni mchakato wa kuendesha mfano. Hivyo moja haiwezi "kujenga simulation"; badala yake, mtu angeweza "kujenga mfano", na kisha ama "kukimbia mfano" au sawa "kuendesha simulation".

Historia

Mfano wa kompyuta umeendeleza mkono kwa mkono na ukuaji wa haraka wa kompyuta, kufuatia kupelekwa kwake kwa kiasi kikubwa wakati wa Mradi wa Manhattan katika Vita Kuu ya II ili kuonyeshwa mchakato wa uharibifu wa nyuklia . Ilikuwa simulation ya nyanja 12 ngumu kutumia algorithm ya Monte Carlo . Simulation ya kompyuta mara nyingi hutumiwa kama mchanganyiko wa, au mbadala, mifumo ya mfano wa aina ambazo rahisi ufumbuzi wa fomu za ufumbuzi haziwezekani. Kuna aina nyingi za simuleringar ya kompyuta; kipengele chao cha kawaida ni jaribio la kuzalisha sampuli ya matukio ya mwakilishi kwa mfano ambao uandikishaji kamili wa nchi zote zinazowezekana za mtindo huo ni wa kuzuia au haiwezekani.

Maandalizi ya data

Mahitaji ya data ya nje ya simuleringar na mifano hutofautiana sana. Kwa wengine, pembejeo inaweza kuwa namba chache tu (kwa mfano, simulation ya wimbi la umeme wa AC kwenye waya), wakati wengine wanaweza kuhitaji tarifa za habari (kama vile hali ya hewa na mifano ya hali ya hewa).

Vyanzo vya kuingiza pia vinatofautiana sana:

  • Sensorer na vifaa vingine vya kimwili vinavyounganishwa na mfano;
  • Nyuso za kudhibiti zinazotumiwa kuelekeza maendeleo ya simulation kwa namna fulani;
  • Data ya sasa au ya kihistoria iliyoingia kwa mkono;
  • Maadili yaliyotolewa kama bidhaa kutoka kwa mchakato mwingine;
  • Vipimo vya maadili kwa madhumuni na vigezo vingine, mifano, au taratibu.

Hatimaye, wakati ambapo data inapatikana hutofautiana:

  • data ya "invariant" mara nyingi hujengwa katika msimbo wa mfano, ama kwa sababu thamani ni ya kawaida (kwa mfano, thamani ya π) au kwa sababu wabunifu wanaona kuwa thamani haiwezi kuwa hai kwa kila matukio ya riba;
  • data inaweza kuingizwa katika simulation wakati itaanza, kwa mfano kwa kusoma moja au zaidi files, au kwa kusoma data kutoka preprocessor ;
  • data inaweza kutolewa wakati wa kukimbia kwa simulation, kwa mfano na mtandao wa sensor.

Kwa sababu ya aina hii, na kwa sababu mifumo tofauti ya simulation ina mambo mengi ya kawaida, kuna idadi kubwa ya lugha za simulation maalumu. Inajulikana zaidi inaweza kuwa Simula (wakati mwingine huitwa Simula-67, baada ya mwaka 1967 wakati ilipendekezwa). Sasa kuna wengine wengi .

Mfumo ambao unakubali data kutoka kwa vyanzo vya nje lazima uwe makini sana kwa kujua nini wanapokea. Ingawa ni rahisi kwa kompyuta kusoma katika maadili kutoka kwa maandishi au faili za binary, ni vigumu zaidi ni kujua usahihi (ikilinganishwa na azimio la kipimo na usahihi ) wa maadili ni. Mara nyingi huonyeshwa kama "baa za hitilafu", kupunguzwa kwa kiwango cha chini na kiwango cha juu kutoka kwa thamani ya thamani ambayo thamani ya kweli (inatarajiwa) inama. Kwa sababu hisabati ya kompyuta ya digital sio makosa kamilifu, ya kuzunguka na ya truncation huzidisha kosa hili, kwa hiyo ni muhimu kufanya "uchambuzi wa kosa" [7] kuthibitisha kuwa maadili yaliyotolewa na simulation bado yatakuwa sahihi.

Hata makosa ndogo katika data ya awali yanaweza kukusanya ndani ya kosa kubwa baadaye katika simulation. Wakati uchambuzi wote wa kompyuta unapokuwa chini ya "GIGO" (vikwazo vya taka, takataka nje ), hii ni kweli hasa kwa simulation ya digital. Hakika, uchunguzi wa hitilafu hii ya kawaida, ya kuongezeka kwa mifumo ya digital ilikuwa kichocheo kikuu cha maendeleo ya nadharia ya machafuko .

Aina

Mifano za kompyuta zinaweza kutengwa kulingana na jozi kadhaa za kujitegemea za sifa, ikiwa ni pamoja na:

  • Stochastic au deterministic (na kama kesi maalum ya deterministic, chaotic) - angalia viungo vya nje chini kwa mifano ya simchastic vs. siministic simulations
  • Hali thabiti au nguvu
  • Kuendelea au za kipekee (na muhimu Kesi maalum ya kipekee, tukio kipekee au DE mifano)
  • Mfumo wa ufanisi wa mfumo , kwa mfano mifumo ya umeme, mifumo ya majimaji au mifumo miwili ya mitambo (iliyoelezwa primarely na DAE: s) au mienendo ya simulation ya matatizo ya shamba, kwa mfano CFD ya simuleringar ya FEM (iliyoelezwa na PDE: s).
  • Wilaya au kusambazwa .

Njia nyingine ya kuweka mifano ni kuangalia miundo ya msingi ya data. Kwa simuleringar ya muda, kuna madarasa mawili kuu:

  • Simuleringar ambayo kuhifadhi data zao katika grids mara kwa mara na inahitaji tu karibu ijirani upatikanaji inaitwa codes stencil . Matumizi mengi ya CFD ni ya kikundi hiki.
  • Ikiwa grafu ya msingi siyo gridi ya kawaida, mtindo inaweza kuwa ya darasa la meshfree darasa.

Ulinganisho hufafanua mahusiano kati ya vipengele vya mfumo uliowekwa na kujaribu kupata hali ambayo mfumo unao sawa. Mifano kama hizi hutumiwa mara kwa mara katika kuimarisha mifumo ya kimwili, kama kesi rahisi ya kupima mfano kabla ya simulation ya nguvu ikojaribiwa.

  • Mfano wa simuleringar hubadilika katika mfumo kwa kukabiliana na (kawaida kubadilisha) ishara za pembejeo.
  • Mifano ya Stochastic hutumia jenereta za namba isiyo ya kawaida ili kutengeneza nafasi au matukio ya random;
  • Sura ya tukio la dhahiri (DES) inadhibiti matukio kwa wakati. Wengi kompyuta, mtihani wa mantiki na simulation mti ni wa aina hii. Kwa aina hii ya simulation, simulator inao foleni ya matukio yaliyopangwa na wakati uliofaa wanapaswa kutokea. Simulator inasoma foleni na husababisha matukio mapya kama kila tukio linasindika. Si muhimu kutekeleza simulation kwa wakati halisi. Mara nyingi ni muhimu zaidi kuwa na uwezo wa kufikia data zinazozalishwa na simulation na kugundua kasoro mantiki katika kubuni au mlolongo wa matukio.
  • Simulation inayoendelea ya nguvu hufanya suluhisho la nambari ya equations tofauti-algebraic au equations tofauti (ama sehemu au kawaida ). Mara kwa mara, mpango wa simulation hutatua mashindano yote na hutumia namba kubadilisha hali na matokeo ya simulation. Maombi ni pamoja na simulators za ndege, michezo ya ujenzi na usimamizi wa simulation , modeling mchakato wa kemikali , na simulations ya nyaya za umeme . Mwanzoni, aina hizi za simuleringar zilifanywa kutekelezwa kwenye kompyuta za analog , ambako tofauti za kutofautiana zinaweza kusimamishwa moja kwa moja na vipengele mbalimbali vya umeme kama vile op-amps . Hata hivyo, mwishoni mwa miaka ya 1980, simulation nyingi za "analog" ziliendeshwa kwenye kompyuta za kawaida ambazo zinaiga tabia ya kompyuta ya analog.
  • Aina maalum ya simulation isiyo ya kawaida ambayo haitegemei mfano na usawa wa msingi, lakini inaweza iwezekwa rasmi, ni simulation-based simulation . Katika simulation makao-wakala, vyombo vya mtu binafsi (kama vile molekuli, seli, miti au watumiaji) katika mfano ni kuwakilishwa moja kwa moja (badala ya wiani wao au ukolezi) na kuwa na hali ya ndani na kuweka tabia au kanuni zinazoamua jinsi Hali ya wakala ni updated kutoka hatua moja hadi nyingine.
  • Kusambazwa mifano kukimbia kwenye mtandao wa kompyuta iliyounganishwa, labda kwa njia ya mtandao . Simuleringar inagawanyika kwenye kompyuta nyingi za jeshi kama hii mara nyingi hujulikana kama "simuleringar ya kusambazwa". Kuna viwango kadhaa vya usawaji wa kusambazwa, ikiwa ni pamoja na Itifaki ya Simulation ya Uwiano wa Jumla (ALSP), Distributed Interactive Simulation (DIS), Wasanifu wa Juu (simulation) (HLA) na Majaribio ya Kuwezesha Mafunzo (TENA).

Visualization

Tayari, data ya pato kutoka simulation ya kompyuta wakati mwingine iliwasilishwa katika meza au tumbo kuonyesha jinsi data ziliathirika na mabadiliko mengi katika vigezo vya simulation. Matumizi ya muundo wa matrihi yalihusiana na matumizi ya jadi ya dhana ya matrix katika mifano ya hisabati . Hata hivyo, wanasaikolojia na wengine walielezea kuwa wanadamu wanaweza kuona haraka mwenendo kwa kutazama grafu au hata picha za kusonga au picha za mwendo zinazozalishwa kutoka kwa data, kama inavyoonyeshwa na uhuishaji wa picha za kompyuta (CGI). Ingawa waangalizi hawakuweza kusoma idadi au kutaja kanuni za hesabu, kutoka kwa kuangalia chati ya hali ya hewa inayoendelea wanaweza kuwa na uwezo wa kutabiri matukio (na "kuona kwamba mvua ilikuwa inaendelea njia yao") kwa kasi zaidi kuliko kwa skanning meza ya mipangilio ya wingu-mvua. Maonyesho hayo makubwa ya maonyesho, yaliyotembea ulimwengu wa idadi na fomu, wakati mwingine pia imesababisha pato ambazo hazikuwa na gridi ya kuratibu au zimeacha timestamps, kama kupoteza mbali na maonyesho ya data ya nambari. Leo, mifano ya utabiri wa hali ya hewa huwa na usawa wa maoni ya kusonga mawingu ya mvua / theluji dhidi ya ramani ambayo inatumia kuratibu za namba na timestamps za nambari za matukio.

Vile vile, simuleringar ya kompyuta ya CGI ya uchunguzi wa CAT inaweza kuiga jinsi tumor inaweza kupungua au kubadilisha wakati wa kupanuliwa kwa matibabu, kuonyesha muda wa muda kama mtazamo unaozunguka wa kichwa cha binadamu kinachoonekana, kama tumor inabadilika.

Matumizi mengine ya simuleringar ya kompyuta ya CGI yanatengenezwa ili kuonyesha kwa kiasi kikubwa kiasi kikubwa cha data, kwa mwendo, kama mabadiliko yatokea wakati wa kukimbia kwa simulation.

Simulation ya kompyuta katika sayansi

Simulation ya kompyuta ya mchakato wa osmosis

Mifano ya kawaida ya aina ya simuleringar ya kompyuta katika sayansi, ambayo hutoka kwenye maelezo ya msingi ya hisabati:

  • simulation namba ya equation tofauti ambayo haiwezi kutatuliwa kwa uchambuzi, nadharia zinazohusisha mifumo inayoendelea kama vile matukio katika cosmology ya kimwili , mienendo ya maji (kwa mfano, mifano ya hali ya hewa , mifano ya kelele za barabarani , mifano ya kueneza hewa ya barabarani ), mechanics ya kuendelea na kinetics ya kemikali huingia ndani ya hii kikundi.
  • simulation stochastic , kawaida kutumika kwa mifumo discrete ambapo matukio kutokea uwezekano na ambayo haiwezi kuelezwa moja kwa moja na equations tofauti (hii ni simulation discrete katika maana hapo juu). Fenomena katika jamii hii hujumuisha mitandao ya mazao ya kizazi , biochemical au udhibiti wa gene na idadi ndogo ya molekuli. (angalia pia: njia ya Monte Carlo ).
  • simulation multiparticle ya majibu ya nanomaterials kwa mizani mbalimbali kwa nguvu kutumika kwa ajili ya modeling mali zao thermoelastic na thermodynamic. Mbinu ambazo hutumiwa kwa simuleringar hiyo ni miundo ya Masi , Mitambo ya Masi , Njia ya Monte Carlo , na kazi ya Multiscale Green .

Mifano maalum ya simuleringar ya kompyuta hufuata:

  • simuleringar takwimu kulingana na agglomeration ya idadi kubwa ya maelezo ya pembejeo, kama vile utabiri wa joto ya usawa wa maji ya kupokea , kuruhusu data ya hali ya hewa kuwa na pembejeo kwa eneo maalum. Mbinu hii ilitengenezwa kwa utabiri wa uchafuzi wa mafuta .
  • simulation makao ya kimaumbile imekuwa kutumika kwa ufanisi katika mazingira , ambapo mara nyingi huitwa "mtu binafsi modeling" na hutumiwa katika hali ambayo tofauti ya mtu binafsi katika mawakala hawezi kuachwa, kama vile nguvu ya idadi ya saum na trout (wengi purely hisabati mifano kudhani wote hutendea kwa usahihi).
  • wakati ulipitiwa mfano wa nguvu. Katika hidrojeni kuna mifano kadhaa ya kusafirisha hidrojeni kama vile mifano ya SWMM na DSSAM iliyoandaliwa na Shirika la Ulinzi la Mazingira la Marekani kwa utabiri wa ubora wa maji mto.
  • simuleringar kompyuta pia kutumika kwa nadharia rasmi ya utambuzi wa binadamu na utendaji, kwa mfano, ACT-R .
  • simulation kompyuta kutumia modeling Masi kwa ugunduzi wa madawa ya kulevya . [8]
  • simulation kompyuta kwa ajili ya kusoma usikivu kuchagua ya vifungo na mechanochemistry wakati wa kusaga ya molekuli ya kikaboni. [9]
  • Mchanganyiko wa miundo ya maji hutumiwa kuiga tabia ya hewa, maji na maji mengine. Mfano mmoja, mbili na tatu-dimensional hutumiwa. Mfano mmoja wa mwelekeo unaweza kuiga madhara ya nyundo ya maji kwenye bomba. Mfano wa mbili-dimensional inaweza kutumika kuiga nguvu za drag kwenye sehemu ya msalaba wa bawa ya ndege. Simulation tatu-dimensional inaweza kukadiria mahitaji ya joto na baridi ya jengo kubwa.
  • Uelewa wa nadharia ya masi ya thermodynamic Masi ni ya msingi kwa kuthamini ufumbuzi wa Masi. Maendeleo ya Theorem ya Usambazaji wa Uwezeshaji (PDT) inaruhusu suala hili ngumu liwe rahisi kwa maonyesho ya chini ya ardhi ya nadharia ya Masi.

Inajulikana, na wakati mwingine utata, simulation ya kompyuta kutumika katika sayansi ni pamoja na: Donella Meadows ' World3 kutumika katika mipaka ya Ukuaji , James Lovelock's Daisyworld na Thomas Ray Tierra .

Katika sayansi ya kijamii, simulation ya kompyuta ni sehemu muhimu ya pembe tano za uchambuzi zilizoendeshwa na mbinu za percolation data [10] , ambayo pia inajumuisha mbinu za ubora na kiasi, mapitio ya vitabu (ikiwa ni pamoja na wasomi), na mahojiano na wataalam, na ambayo huunda ugani wa triangulation ya data.

Miundo ya simulation kwa fizikia na uhandisi

Miundo ya picha ya kuunda simuleringar imeandaliwa. Uangalifu maalum ulichukuliwa kushughulikia matukio (hali ambazo usawa wa simulation halali na inabadilishwa). Mradi wazi Open Source Fizikia ilianzishwa kuendeleza maktaba ya reusable kwa simuleringar katika Java , pamoja na Simuleringar Easy Java , mazingira kamili ya graphical ambayo yanazalisha kanuni kulingana na maktaba haya.

Simulation ya kompyuta katika mazingira ya vitendo

Simuleringar ya kompyuta hutumiwa katika mazingira mbalimbali ya matendo, kama vile:

  • uchambuzi wa usambazaji wa uchafuzi wa hewa kwa kutumia mfano wa usambazaji wa anga
  • kubuni ya mifumo tata kama vile ndege na mifumo ya vifaa .
  • kubuni ya vikwazo vya kelele kuathiri upepo wa kelele barabarani
  • mfano wa utendaji wa maombi [11]
  • wasimamizi wa kukimbia kuendesha mafunzo
  • utabiri wa hali ya hewa
  • utabiri wa hatari
  • simulation ya nyaya za umeme
  • simulation ya kompyuta nyingine ni mzunguko .
  • utabiri wa bei za masoko ya kifedha (kwa mfano Modeling Adaptive )
  • tabia ya miundo (kama vile majengo na sehemu za viwanda) chini ya shida na hali nyingine
  • kubuni ya michakato ya viwanda, kama vile mimea ya usindikaji wa kemikali
  • usimamizi wa kimkakati na masomo ya shirika
  • simulation simuleringar kwa ajili ya uhandisi wa petroli kwa mfano hifadhi ya subsurface
  • zana za ufanisi wa uhandisi wa uhandisi.
  • simulators za robot kwa ajili ya kubuni robots na udhibiti wa robot
  • mifano ya mijini ya simulation inayoiga mwelekeo wa nguvu wa maendeleo ya mijini na majibu ya matumizi ya ardhi ya mijini na sera za usafiri. Tazama maelezo zaidi kuhusu Simulation Mazingira ya Mjini .
  • uhandisi wa trafiki kupanga au upya upya sehemu za mtandao wa barabara kutoka kwenye mkutano mmoja juu ya miji hadi mtandao wa barabara kuu ya barabara kwa mpango wa usafiri wa mfumo, kubuni na shughuli. Tazama maelezo zaidi kuhusu Simulation katika Usafiri .
  • kuimarisha magari ya gari ili kupima taratibu za usalama katika mifano mpya ya gari.
  • mifumo ya udongo katika kilimo, kupitia mfumo wa programu za kujitolea (kwa mfano BioMA , OMS3, APSIM)

Kuegemea na watu wanaoamini katika kutekeleza simuleringar inategemea uhalali wa mfano wa simulation, kwa hiyo uthibitisho na kuthibitisha ni muhimu sana katika maendeleo ya simuleringar ya kompyuta. Kipengele kingine muhimu cha simuleringar ya kompyuta ni ya uzazi wa matokeo, na maana kwamba mfano wa simulation haipaswi kutoa jibu tofauti kwa utekelezaji kila. Ingawa hii inaweza kuonekana wazi, hii ni hatua maalum ya tahadhari katika simulations stochastic , ambapo namba random lazima kweli kuwa idadi nusu-random. Uhaba wa uzazi ni simuleringar ya binadamu-katika-kitanzi kama vile simuleringar na michezo ya kompyuta . Hapa binadamu ni sehemu ya simulation na hivyo huathiri matokeo kwa njia ngumu, ikiwa haiwezekani, kuzaliana hasa.

Gari wazalishaji kutumia kompyuta simulation mtihani vipengele vya usalama katika miundo mpya. Kwa kujenga nakala ya gari katika mazingira ya simulation ya fizikia, wanaweza kuokoa mamia ya maelfu ya dola ambayo ingehitajika kujenga na kupima mfano wa kipekee. Wahandisi wanaweza kupitia milliseconds ya simulation kwa wakati wa kutambua shida halisi inayowekwa kwenye kila sehemu ya mfano huo. [12]

Graphics za kompyuta zinaweza kutumika kuonyesha matokeo ya simulation ya kompyuta. Mifano ya michoro inaweza kutumika kupata simulation katika muda halisi, kwa mfano, katika simuleringar mafunzo . Wakati mwingine michoro inaweza pia kuwa na manufaa kwa kasi kuliko wakati halisi au hata polepole kuliko modes halisi ya muda. Kwa mfano, kasi zaidi kuliko mifano halisi ya wakati inaweza kuwa na manufaa katika kutazama majumba ya mstari katika simulation ya wanadamu wanaokoka jengo. Zaidi ya hayo, matokeo ya simulation mara nyingi yameunganishwa kwenye picha za tuli kwa kutumia njia mbalimbali za taswira ya kisayansi .

Katika kufuta upya, simulating utekelezaji wa mpango chini ya mtihani (badala ya kutekeleza natively) inaweza kuchunguza makosa zaidi kuliko vifaa vyawe yenyewe inaweza kuchunguza na, wakati huo huo, ingiza taarifa za uharibifu wa habari kama vile kufuatilia maelekezo, mabadiliko ya kumbukumbu na makosa ya maelekezo. Mbinu hii pia inaweza kuchunguza kuongezeka kwa buffer na sawa na "vigumu kuchunguza" makosa na pia kutoa taarifa za utendaji na data ya kutengeneza .

Pitfalls

Ingawa wakati mwingine hupuuzwa katika simuleringar ya kompyuta, ni muhimu kufanya uchambuzi wa uelewa ili kuhakikisha kuwa usahihi wa matokeo umeeleweka vizuri. Kwa mfano, uchambuzi wa uwezekano wa hatari wa mambo ambayo huamua mafanikio ya mpango wa uchunguzi wa mafuta huhusisha kuchanganya sampuli kutoka kwa aina mbalimbali za usambazaji kwa kutumia njia ya Monte Carlo . Ikiwa, kwa mfano, mojawapo ya vigezo muhimu (kwa mfano, uwiano wa wavu wa vifaa vya kuzaa mafuta) hujulikana kwa takwimu moja tu muhimu, basi matokeo ya simulation inaweza kuwa sahihi zaidi kuliko takwimu moja muhimu, ingawa inaweza ( kupotosha) kuwasilishwa kama kuwa na takwimu nne muhimu.

Mfano wa calibration mbinu

Hatua tatu zifuatazo zinapaswa kutumika kutengeneza mifano sahihi ya simulation: calibration, ukaguzi, na kuthibitishwa. Simuleringar ya kompyuta ni nzuri katika kuonyesha na kulinganisha matukio ya kinadharia, lakini ili kufafanua kwa usahihi masomo halisi ya kesi wanapaswa kufananisha kile kinachotokea leo. Mfano wa msingi unapaswa kuundwa na ulinganishwe ili uweze kufanana na eneo linalojifunza. Mfano wa calibred lazima uhakikishwe ili kuhakikisha kuwa mfano huo unatumika kama inavyotarajiwa kulingana na pembejeo. Mara tu mfano umehakikishiwa, hatua ya mwisho ni kuthibitisha mfano kwa kulinganisha matokeo ya data ya kihistoria kutoka eneo la utafiti. Hii inaweza kufanyika kwa kutumia mbinu za takwimu na kuhakikisha thamani ya R-squared yenye kutosha. Isipokuwa mbinu hizi zinaajiriwa, mtindo wa simulation umeundwa utazalisha matokeo sahihi na sio kuwa chombo muhimu cha utabiri.

Calibration ya mfano inafanikiwa kwa kurekebisha vigezo vyovyote vinavyopatikana ili kurekebisha jinsi mtindo hufanya kazi na simulates mchakato. Kwa mfano, katika simulation ya trafiki, vigezo vya kawaida ni pamoja na umbali wa kuangalia mbele, unyeti wa kufuata gari, kichwa cha kutokwa, na wakati wa kuanza kupotea. Vigezo hivi vinaathiri tabia ya dereva kama wakati na kwa muda gani inachukua dereva kubadilisha mipaka, umbali kiasi gani dereva anaacha majaribio kati ya gari lake na gari mbele yake, na jinsi dereva anavyoanza kuharakisha kwa njia ya makutano. Kurekebisha vigezo hivi kuna athari ya moja kwa moja juu ya kiasi cha trafiki ambacho kinaweza kupitia njia ya mtandao wa njia ya barabara kwa kufanya madereva zaidi au yasiyo ya fujo. Hizi ni mifano ya vigezo vya usawa ambavyo vinaweza kupangiliwa vizuri kulingana na sifa zinazozingatiwa kwenye shamba kwenye eneo la kujifunza. Mifano nyingi za trafiki zina maadili ya kawaida ya kawaida lakini zinahitajika kurekebishwa ili kufanana vizuri na tabia ya dereva kwenye eneo fulani linalojifunza.

Uhakikisho wa mfano unafanikiwa kwa kupata data za pato kutoka kwa mfano na kulinganisha na kile kinachotarajiwa kutoka kwenye data ya pembejeo. Kwa mfano, katika simulation ya trafiki, kiasi cha trafiki kinaweza kuthibitishwa ili kuhakikisha kwamba kiasi halisi cha kupitisha kwa mfano ni karibu na kiasi cha trafiki kiingilio kwenye mfano. Asilimia kumi ni kizingiti cha kawaida kinachotumiwa katika simulation ya trafiki ili kuamua ikiwa kiasi cha pato kina karibu na kiasi cha pembejeo. Mifano ya simulation kushughulikia pembejeo za mfano kwa njia tofauti hivyo trafiki inayoingia kwenye mtandao, kwa mfano, inaweza au inaweza kufikia marudio yake ya taka. Zaidi ya hayo, trafiki ambayo inataka kuingia kwenye mtandao inaweza kuwa haiwezi, ikiwa msongamano ulipo. Hii ndiyo sababu uthibitisho wa mfano ni sehemu muhimu sana ya mchakato wa kuimarisha.

Hatua ya mwisho ni kuthibitisha mfano kwa kulinganisha matokeo na kile kinachotarajiwa kulingana na data ya kihistoria kutoka eneo la utafiti. Kwa kweli, mfano huo unapaswa kutoa matokeo sawa na yaliyotokea kihistoria. Hii ni kawaida kuthibitishwa na hakuna kitu zaidi kuliko kunukuu takwimu R-squared kutoka fit. Takwimu hii inachukua sehemu ya kutofautiana ambayo imeelezwa kwa mfano. Thamani ya juu ya R-squared haimaanishi mfano unaofaa data. Chombo kingine kilichotumiwa kuthibitisha mifano ni uchambuzi wa mabaki ya picha. Ikiwa maadili ya pato la mfano hutofautiana sana na maadili ya kihistoria, labda ina maana kuna kosa katika mfano. Kabla ya kutumia mfano kama msingi wa kuzalisha mifano ya ziada, ni muhimu kuthibitisha kwa matukio tofauti ili kuhakikisha kwamba kila mmoja ni sahihi. Ikiwa matokeo hayana kulingana na maadili ya kihistoria wakati wa mchakato wa kuthibitisha, mtindo unapaswa kupitiwa na kusasishwa ili kuzalisha matokeo zaidi kulingana na matarajio. Ni mchakato wa iterative ambao husaidia kuzalisha mifano ya kweli zaidi.

Kuthibitisha mifano ya simulation ya trafiki inahitaji kulinganisha trafiki inakadiriwa na mfano ili kuona trafiki kwenye mifumo ya barabarani na usafiri. Ulinganisho wa awali ni kwa ajili ya usafiri wa safari kati ya quadrants, sekta, au maeneo mengine makubwa ya riba. Hatua inayofuata ni kulinganisha trafiki inakadiriwa na mifano kwa hesabu za trafiki, ikiwa ni pamoja na uhamisho wa transit, ukivuka vikwazo vilivyotokana katika eneo la utafiti. Hizi ni kawaida huitwa vichwa vya skrini, kata za kata, na mistari ya cordon na inaweza kuwa vikwazo vya kimwili au vya kimwili. Mstari wa Cordon unazunguka maeneo fulani kama vile wilaya kuu ya biashara ya jiji au vituo vingi vya shughuli. Makadirio ya uhamisho wa uhamisho huthibitishwa kwa kawaida kwa kulinganisha nao kwa haki halisi ya kuvuka mistari ya cordon karibu na wilaya ya biashara kuu.

Vyanzo vitatu vya hitilafu vinaweza kusababisha usawa dhaifu wakati wa usawa: kosa la kuingiza, kosa la mfano, na kosa la parameter. Kwa ujumla, hitilafu ya pembejeo na hitilafu ya parameter inaweza kubadilishwa kwa urahisi na mtumiaji. Hitilafu ya mfano hata hivyo husababishwa na mbinu inayotumiwa katika mfano na haiwezi kuwa rahisi kurekebisha. Mifano ya simulation ni kawaida kujengwa kwa kutumia nadharia kadhaa modeling ambayo inaweza kuzalisha matokeo ya kupingana. Mifano zingine zinazalishwa zaidi wakati wengine ni kina zaidi. Ikiwa kosa la mfano linatokea kama matokeo, huenda ikahitajika kurekebisha mbinu za mfano ili kufanya matokeo zaidi thabiti.

Ili kuzalisha mifano nzuri ambayo inaweza kutumika kuzalisha matokeo halisi, haya ni hatua muhimu zinazohitajika kuchukuliwa ili kuhakikisha kwamba mifano ya simulation inafanya kazi vizuri. Mifano za simulation zinaweza kutumika kama chombo cha kuthibitisha nadharia za uhandisi, lakini ni halali pekee ikiwa zimewekwa sawa. Mara makadirio ya kuridhisha ya vigezo vya mifano yote yamepatikana, mifano lazima ihakikishwe kuwahakikishia kuwa inafanya kazi zinazofaa. Utaratibu wa kuthibitisha unaweka uaminifu wa mfano kwa kuonyesha uwezo wake wa kuiga mifumo halisi ya trafiki. Umuhimu wa uthibitishaji wa mfano unasisitiza haja ya mipango makini, usahihi na usahihi wa programu ya ukusanyaji wa data ya pembejeo ambayo ina lengo hili. Jitihada zinapaswa kufanywa ili kuhakikisha data zilizokusanywa ni sawa na maadili yaliyotarajiwa. Kwa mfano, katika uchambuzi wa trafiki ni kawaida kwa mhandisi wa trafiki kufanya ziara ya tovuti ili kuthibitisha makosa ya trafiki na kujifunza na chati za trafiki katika eneo hilo. Mifano na utabiri wa matokeo haitakuwa bora zaidi kuliko data iliyotumiwa kwa makadirio ya mfano na kuthibitishwa.

Tazama pia

Mfano wa kompyuta ya saa 48 ya Maumivu ya Mahar kwa kutumia Utafiti wa Hali ya hewa na Mfano wa Utabiri
  • Orodha ya simulation ya kompyuta
  • Orodha ya programu ya simulation ya kompyuta
  • Emulator
  • Mfano wa nishati
  • Msimbo wa salamu
  • Virtual prototyping
  • Simulation ya mtandao

Marejeleo

  1. ^ Strogatz, Steven (2007). "Mwisho wa Insight". Katika Brockman, John. Nini wazo lako hatari? . HarperCollins. ISBN 9780061214950
  2. ^ " " Watafiti wanatatua hatua kubwa zaidi ya Jeshi la Jeshi " , Jet Propulsion Laboratory , Caltech , Desemba 1997,
  3. ^ "Masiliano ya Masi ya Phenomena ya Macroscopic" .
  4. ^ "Mchanganyiko mkubwa wa biolojia ya uchanganuzi wa mimea huiga mimea ya muhimu ya maisha" (habari), Habari Release, Nancy Ambrosiano, Maabara ya Taifa ya Los Alamos, Los Alamos, NM, Oktoba 2005, ukurasa wa wavuti: LANL-Fuse-hadithi7428 .
  5. ^ "Ujumbe wa kujenga ubongo uliofanyika huanza" , mradi wa taasisi katika École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Uswisi, New Scientist , Juni 2005.
  6. ^ Santner, Thomas J; Williams, Brian J; Notz, William I (2003). Kubuni na uchambuzi wa majaribio ya kompyuta . Springer Verlag . Iliondolewa Juni 12, 2013 .
  7. ^ John Robert Taylor (1999). Utangulizi wa Uchambuzi wa Hitilafu: Masomo ya Kutokuwa na uhakika katika Matibabu ya Kimwili . Chuo Kikuu cha Sayansi Vitabu. pp. 128-129. ISBN 0-935702-75-X .
  8. ^ Atanasov AG, Waltenberger B, Pferschy-Wenzig EM, Linder T, Wawrosch C, Uhrin P, Temml V, Wang L, Schwaiger S, Heiss EH, Rollinger JM, Schuster D, Breuss JM, Bochkov V, Mihovilovic MD, Kopp B , Bauer R, Dirsch VM, Stuppner H. doi : 10.1016 / j.biotechadv.2015.08.001 Utambuzi na ufuatiliaji wa bidhaa za asili zinazozalishwa kwa mimea: Ukaguzi.] Biotechnol Adv. 2015, PMID 26281720 .
  9. ^ Mizukami, Koichi; Saito, Fumio; Baron, Michel. Jifunze juu ya kusaga bidhaa za dawa kwa msaada wa simulation ya kompyuta Iliyohifadhiwa 2011-07-21 kwenye Wayback Machine .
  10. ^ Mesly, Olivier (2015). Kujenga Mifano katika Utafiti wa Kisaikolojia. Marekani: Psychology Springer: 126 kurasa. ISBN 978-3-319-15752-8
  11. ^ Wescott, Bob (2013). Kitabu Kila Utendaji wa Kompyuta, Sura ya 7: Kupima Utendaji wa Kompyuta . UndaUnda . ISBN 1482657759 .
  12. ^ Baa, Sara. Kipawa cha Moto: Masuala ya Kijamii, Kisheria, na Maadili ya Kompyuta na Intaneti. 3. Mto wa juu wa mto: Prentice Hall, 2007. Kurasa 363-364. ISBN 0-13-600848-8 .

Kusoma zaidi