інформатіка

Тема: Комп'ютерний експеримент.

Мета: оволодіти практичними навичками реалізації та дослідження комп’ютерної моделі, проведення комп’ютерного експерименту, аналізу результатів.

Питання для самоконтролю:

1.  Що таке комп'ютерна модель?
2.  Які є види комп'ютерних моделей?
3.  Яка комп'ютерна модель називається розрахунковою? Наведіть приклади.
4.  Яка комп'ютерна модель називається імітаційною? Наведіть приклади.
5.  Яка комп'ютерна модель називається графічною? Наведіть приклади.
6.  Що таке комп'ютерне моделювання?
7.  Які етапи комп'ютерного моделювання ви знаєте? Схарактеризуйте кожен з них.
8.  Що таке комп'ютерний експеримент? Наведіть приклади.
9.  Яка мета комп'ютерного експерименту?

Теоретичні відомості

Комп’ютерна модель — це інформаційна модель, що реалізована і досліджується з використанням комп’ютерних програм.

Так, наприклад, використовуючи комп’ютерні програми, можна дослідити, скільки потрібно витратити коштів на поїздку з Києва до Запоріжжя, якщо врахувати різні можливості: летіти літаком, їхати потягом, автобусом, автомобілем, або процес розмноження бактерій залежно від умов середовища, у якому вони знаходяться, або інтенсивність тролейбусного руху на різних маршрутах та ін.

Комп’ютерні моделі, як і всі інші моделі, поділяються на розрахункові (математичні), імітаційні та графічні.

Комп’ютерна розрахункова (математична) модель реалізується і досліджується з використанням програм, у яких виконуються розрахунки значень властивостей об’єкта, для якого побудовано цю модель, на основі формул, рівнянь, нерівностей, систем та ін.

Так, наприклад, можна задати формули і, використовуючи табличний процесор, наприклад Excel або LibreOffice Саїс, або створивши мовою програмування, наприклад Free Pascal, власну програму, дослідити, яку суму потрібно витратити на обклеювання шпалерами вашої класної кімнати залежно від виду шпалер, клею, від того, хто буде обклеювати (ви самі чи наймані робітники) та ін.

Комп’ютерна імітаційна модель реалізується і досліджується з використанням програм, що відтворюють змінення значень властивостей моделей тих об’єктів, які змінюються випадковим чином, і тому їх не можна описати математично.

Такими, наприклад, є програми, що досліджують змінення кількості населення у країні чи в регіоні за деякі інтервали часу, або змінення кількості опадів у даній місцевості по місяцях або роках і здійснюють певні прогнози на майбутні періоди часу, або імітують політ літака чи рух автомобіля, імітують роботу ока людини та ін.

Комп’ютерна графічна модель реалізується і досліджується з використанням програм, у яких можна будувати і змінювати графічне зображення об’єкта.

Такими програмами, наприклад, є відомі вам табличні процесори, у яких можна будувати діаграми або графіки як графічне зображення об’єктів дослідження.

Такими є програми для визначення інтер’єру кімнати шляхом вибору видів меблів, їх розташування, вибору видів і кольору шпалер, штор та ін.

Метод розв’язування задач з використанням комп’ютерних моделей називають комп’ютерним моделюванням.

Дослідження моделі об’єкта з використанням комп’ютерного моделювання називається комп’ютерним експериментом.

Проведення комп’ютерного експерименту складається з таких етапів:

1.  Аналіз умови задачі.
2.  Створення комп’ютерної моделі.
3.  Розробка плану проведення комп’ютерного експерименту.
4.  Проведення комп’ютерного експерименту.
5.  Аналіз отриманих результатів.

Хід роботи

Проведіть комп’ютерний експеримент для наступної задачі:

На святкування Дня студентів зібрали певну суму грошей і вирішили купити 3 кг цукерок І виду, 2 кг цукерок ІІ виду і на залишок грошей кілька пляшок лимонаду. За якою ціною потрібно купувати цукерки І виду і ІІ виду, щоб можна було б купити хоча б 4 пляшки лимонаду?

1.  В текстовому редакторі складіть етапи комп'ютерного моделювання для цієї задачі (достатній рівень)
2.  Проведіть комп'ютерне моделювання для цієї задачі в табличному процесорі (достатній рівень)
3.  Збережіть електронну книгу з іменем Практична 4 у вашій папці:

Р:1курс назва групиВласне прізвищеПр 4

4.  Створіть проект мовою програмування для комп'ютерного моделювання для цієї задачі (середній рівень)
5.  Збережіть проект з іменем Практична 4 у вашій папці:

Р:1курс назва групиВласне прізвищеПр 4

6.  Проведіть комп’ютерний експеримент для наступної задачі: (високий рівень) Перший потяг виїхав з пункту A в пункт B. Через деякий час з пункта A в тому самому напрямі виїхав другий потяг, швидкість якого на 30 км/год більша, ніж швидкість першого потяга. Дослідіть, на якій відстані від пункту А другий потяг наздожене перший залежно від їх швидкостей і часу, через який виїхав другий потяг.
7.  Створіть для дослідження електронну таблицю і проект у середовищі візуального проектування. Збережіть електронну книгу у вашій папці у файлі з іменем завдання.
8.  Закрийте всі відкриті вікна.
9.  Повідомте викладача про завершення роботи.

Достатній рівень (4-6 балів)

Вхідними даними у цій задачі є: зібрана сума грошей ^), ціна 1 пляшки лимонаду (х). Кінцевими результатами: ціна 1 кг цукерок І виду (с1), ціна 1 кг цукерок ІІ виду (с2), за яких можна купити хоча б 4 пляшки лимонаду.

Створимо математичну модель.

Практична робота №4

Якщо купити 3 кг цукерок І виду, 2 кг цукерок ІІ виду, то на це потрібно буде витратити 3*c1+2*c2 грн. Тоді на лимонад залишиться (s-3*c1-2*c2) грн.

І якщо ціна однієї пляшки лимонаду x грн, то кількість пляшок лимонаду (n), які можна буде купити на залишок грошей, дорівнює: n = int((s-3*c1-2*c2)/x). У наведеній формулі int (англ. integer — цілий) — ціла частина числа. Адже частка (s-3*c1-2*c2)/x може бути дробовим числом, і тоді кількість пляшок лимонаду, які можна купити, дорівнюватиме цілій частині цього числа. Якщо ж частка буде цілим числом, то його ціла частина дорівнює самому цьому числу.

Створимо комп'ютерну модель, використавши табличний процесор.

Для цього:

1.  Запустіть табличний процесор.
2.  Уведіть у клітинки B2..F2 текст відповідно до зразка на малюнку.
3.  Виділіть клітинки діапазону B2..F2.
4.  На вкладці Основне в групі Вирівнювання виберіть кнопку Переносити по словах, щоб тексти у цих клітинках розташовувалися в кілька рядків.
5.  Уведіть у клітинки B3..E3 числа. Наприклад такі, як на зразку на малюнку (а).
6.  Уведіть у клітинку F3 формулу: =INT((B3-3*C3-2*D3)/E3).
7.  Змінюйте числа в клітинках C3 i D3, поки в клітинці F3 не одержите число 4 або більше (один з таких варіантів наведено на малюнку (а).
8.  Знайдіть 3 набори шуканих значень цін І і ІІ видів цукерок і запишіть їх у звіт.

Комп’ютерна модель задачі з використанням табличного процесора

9.  Змініть число в клітинці В3.
10.  Змінюйте числа в клітинках С3 і D3, поки в клітинці F3 не одержите число 4 або більше.
11.  Знайдіть 3 набори шуканих значень цін І і ІІ видів цукерок і запишіть їх у зошит.
12.  Змініть число в клітинці А3.
13.  Змінюйте числа в клітинках С3 і D3, поки в клітинці F3 не одержите число 4 або більше.

14.  Знайдіть 3 набори шуканих значень цін І і ІІ видів цукерок і запишіть їх у звіт. 16. Закрийте вікно табличного процесора.