Висновки. 1. Головна мета моделювання в даній задачі-грі полягає у відшуканні оптимального управління м’якою посадкою спускного модуля космічної станції

1. Головна мета моделювання в даній задачі-грі полягає у відшуканні оптимального управління м’якою посадкою спускного модуля космічної станції. На рівні гри цієї мети досягнуто. Рис. 10.6, на
якому показана динаміка зміни всіх характеристик руху, можна
розглядати як компактний підсумок виконаної роботи. Достатньо у «бортовий комп’ютер» увести програму управління режимом роботи гальмівних двигунів згідно з експериментально знайденою залежністю r = r (t), і процес посадки буде автоматизовано. Отже наступна гра з тими самими даними закінчиться успішно.

2. Розглянута модель є прикладом постановки задачі оптимізації управління. Пошук оптимального управління здійснювався тут
людиною-гравцем методом багаторазових спроб і помилок. Сьогодні такі задачі розв’язуються на основі спеціальних математичних методів, які забезпечують автоматизований пошук оптимальної стратегії. Їх вивчає комплексна математична дисципліна, що має назву «Дослідження операцій». Деякі з цих методів мають досить прості і надійні комп’ютерні реалізації. У наступному розділі ми познайомимося з прикладом автоматизованого розв’язування задачі оптимального управління на виробництві.

Розділ V. Імітаційне моделювання

Сьогодні існують два основні напрями використання комп’ютера в дослідницькій діяльності. В межах першого дослідник намагається якнайдалі просунутися в розв’язанні задачі ще до використання ЕОМ, і перед тим, як звернутися до комп’ютера, він вже уявляє собі основні закономірності явища (наприклад, у вигляді системи рівнянь, нерівностей-обмежень, логічних виразів і тому подібне), що вивчається, а машина використовується лише як ефективний обчислювальний інструмент. Цим підходом користувалися і ми.

Проте практика використання ЕОМ привела до цікавого і принципово важливого феномену: творіння людського розуму – комп’ютер – почав здійснювати зворотний вплив, вплив на стиль мислення людини. Цей факт виявився відображенням загальнішої закономірності: інструменти, які люди створюють для своїх цілей, з часом
починають впливати своїм пристроєм і принципом дії на формування наших нових уявлень про світ. Інструмент створюється для вирішення конкретної проблеми, але у міру використання й удосконалення інструмент підказує інші способи його застосування.

Зокрема, в моделюванні це проявилося появою нового напряму в дослідженнях складних систем, еволюція яких визначається, як правило, випадковими подіями. Суть цього підходу характеризується двома ознаками. По-перше, внаслідок складності об’єкту дослідник бере до розгляду тільки основні закономірності, основні принципи тієї галузі знань, в якій він працює. По-друге, цей підхід спочатку передбачає наявність комп’ютера як основного інструменту-партнера для створення моделі і подальшої роботи з нею. Згодом такий підхід дістав навіть спеціальну назву – імітаційне моделювання.

Слово «імітація» походить від латинського іmіtatіo і означає
наслідування. У моделюванні цим терміном означають відтворення усіх або частини функцій і властивостей реального об’єкту за допомогою моделі. У англомовних країнах або в тих, які перейняли їх
термінологію, застосовують інший термін simulation – симуляція.

Тут можна згадати відомого героя роману Ярослава Гашека – бравого солдата Швейка, який дуже майстерно імітував (симулював) недоумство.

Імітаційне моделювання – це метод, що дозволяє будувати
моделі, які описують процеси так, як вони проходили б насправді. Імітаційне моделювання з’явилося в другій половині 50-х років як інструмент дослідження складних систем і процесів, непіддатливих формальному опису в звичайному розумінні цього терміну. Виникнення і розвиток імітаційного моделювання як наукової дисципліни тісно пов’язано з розвитком і зростанням потужності обчислювальної техніки. Сьогодні вже класичними стали багато прикладів імітаційних моделей, які свого часу були сенсацією: ухвалення рішень про дії екіпажа корабля «Аполлон-13» після вибуху кисневого бака при польоті до Місяця, модель «Ядерної Зими» і багато інших.

Строго кажучи, будь-яка комп’ютерна модель є імітаційною, але цей термін закріпився за моделями складних систем, коли внутрішні закони досліджуваних явищ невідомі або визначаються випадковими чинниками.

Результат еволюції таких систем можна змоделювати лише шляхом прямої покрокової імітації, оскільки не існує жодного способу передбачити наслідки впливу численних випадкових чинників. Треба просто вести обчислювальний експеримент і чекати доти, коли еволюція завершиться. Для дослідження складних природних, економічних і технічних систем сьогодні відомі лише два способи: 1) натурний експеримент, який може виявитися занадто дорогим, небезпечним, шкідливим або нездійсненним і 2) обчислювальний експеримент з комп’ютерною моделлю досліджуваної системи.

Таку модель реалізують на комп’ютері у вигляді пакету програм за модульним принципом. Модулі – це окремі програми-моделі – компоненти ієрархічної структури.