Моделирование – это метод научного исследования явлений, процессов, объектов, устройств или систем, основанный на построении, изучении и использовании моделей с целью получения новых знаний, совершенствования характеристик объектов исследования или управления ими.
Моделирование необходимо для изучения сущности изучаемого объекта, определения способ управления им, прогнозирования возможных последствий тех или иных событий, решения задач прикладного характера – все это делает моделирование необходимым изобретением для многих сфер жизни общества. Одним из видов моделирования является компьютерноемоделирование.
Компьютерное моделирование – это метод решения задачи, анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели.
Компьютерная модель бывает двух видов:
1. Структурно-функциональная модель – условный образ объекта, описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, диаграмм, рисунков и т.д.
2. Имитационная модель– отдельная программа, позволяющая воспроизводить процессы функционирования объекта при воздействии на него различных факторов.
Компьютерное моделирование, как деятельность, предполагает поэтапность :
- Анализ требований и проектирование (постановка цели и задачи моделирования, сбор информации об объекте, построение концептуальной и проверка её достоверности)
- Разработка модели ( выбор среды моделирования, составление логической модели, назначение модели и модельного времени, проверка истинности и адекватности модели)
- Проведение эксперимента ( запуск, прогноз и отладка модели, анализ результатов моделирования и подведение итогов)
Нас интересует второй этап, а именно среда моделирования.
Несмотря на наличие множества специализированных пакетов компьютерного моделирования, табличный процессор Microsoft Excel является наиболее доступным, поэтому именно его применяют для решения большинства прикладных задач. В связи с этим рассмотрим именно его в качестве примера.
Microsoft Excel позволяет решать оптимизационные задачи, что является актуальным для коммерсанта. Среди них выделяют следующие :
- Задача сетевого планирования и управления.
- Задачи массового обслуживания.
- Задачи управления запасами
- Задачи распределения ресурсов
- Задачи ремонта и замены оборудования
- Задачи составления расписания.
- Задачи планировки и размещения
- Задачи выбора маршрута или сетевые задачи.
Оптимизационная задача– это экономико-математическая задача, цель которой состоит в нахождении наилучшего варианта использования имеющихся ресурсов.
Давайте рассмотрим некоторые аспекты работы с Microsoft Excel, позволяющие решать оптимизационные задачи.
Элементы экрана : открываяMicrosoft Excelмы видим таблицу, которая называется рабочим листом. Таблица состоит из строк и столбцов, образуя ячейки в которые вводятся данные. Сверху таблицы находиться строка заголовка, строка меню и строка формулы с отображением активной ячейки. Все это можно увидеть на рисунке.
Формулы служат для проведения разнообразных расчетов. С помощью Excel можно быстро вводить формулу. Формула состоит из трех основных частей :
- Знак равенства
- Совокупность значений или ссылки на ячейки, с которыми выполняются расчеты
- Операторы
Если знак равенства не введен, то вводимые значения воспринимаются как просто данные.
Так же функцию можно ввести нажав на специальную кнопку вызова функции.
Надстройка – поиск решения : Надстройка «поиск решения» позволяет решать оптимизационные задачи.
В строке меню выбираем поиск решения и у нас открывается диалоговое окно «параметры поиска решения», в которых указаны три основных поля:
1. Оптимизировать целевую функцию
2. Изменяя ячейки переменных
3. В соответствии с ограничениями.
Оптимизировать целевую ячейку означает выбрать ту ячейку, которая будет связана с другими ячейками формулой и которая будет отображать результат задачи. Можно выбирать поиск max и min значения ячейки, в зависимости от условия.
Изменяя ячейки переменных означает, что нужно указать переменные ячейки, которые не должны содержать формул и в которых изменение их значения должно повлиять на результат целевой ячейки.
В соответствии с ограничениям означает, что надо указать ячейки, которые будут отображать ограничения данной задачи. Все это можно увидеть на рисунке.
В целом решение оптимизационной задачи в Microsoft Excel состоит из следующих этапов:
- Ввести исходные данные
- Ввести зависимость для целевой функции
- Ввести зависимость для ограничений
- Запустить команду Поиск решения
- Оптимизировать целевую функцию
- Изменить ячейки переменных
- Ввести ограничения
- Найти решение и создать отчеты.
В данной работе мы в краткой форме рассмотрели сущность компьютерного моделирования, как вид моделирования и один из видов программного обеспечения, а именно Microsoft Excel, предназначенного для моделирования на ЭВМ. А в Excel был продемонстрирован один способов решения прикладных задач, связанных с компьютерным моделированием, тем самым была обоснована актуальность данной темы.