Modelowanie i symulacja

Modelowanie to ważna część informatyki, ale też wielu innych dziedzin nauki i życia codziennego. Często korzystamy z modeli, nawet nie zdając sobie z tego sprawy. Na przykład takie pojęcia jak Grafy i abstrakcje oraz Abstrakcje są właśnie sposobami upraszczania rzeczywistości, czyli jej modelowania.

W tym temacie skupiamy się na tzw. modelowaniu obliczeniowym. Oznacza to tworzenie modeli w komputerze, które można potem analizować i symulować.

W ramach tego materiału znajdziesz kilka podstawowych zagadnień:

• Modele a rzeczywistość – czym są modele i jak pokazują wybrane fragmenty rzeczywistego świata
• Zastosowanie modeli i symulacji – po co tworzymy modele i symulacje oraz jak cel wpływa na to, jaki model wybieramy
• Sprzężenia zwrotne – cykliczne zależności między częściami systemu i ich analiza, ważny element modelowania
• Interpretacja symulacji – jak odczytywać wyniki symulacji i co one oznaczają w praktyce

Model jest uproszczoną reprezentacją rzeczywistości. Skupia się na wybranych cechach lub elementach, ale nawet te upraszcza, dzięki czemu możemy łatwiej wyobrazić sobie pewne rzeczy lub zjawiska. Może to brzmieć trochę abstrakcyjnie, ale z modeli korzystamy w życiu codziennym, choć nie zawsze uświadamiamy sobie, że są to modele.

Typowym przykładem modelu jest mapa. Mapa jest modelem przestrzeni. Przykładowo, mapa turystyczna przedstawia położenie miejsc, odległości, wysokości nad poziomem morza. Pokazuje także przebieg dróg, ale w uproszczonej formie. Wiele elementów rzeczywistości w ogóle nie jest uwzględnionych na mapie. Zwykła mapa nie pokaże nam na przykład aktualnej pogody, koloru budynków ani położenia saren w lesie.

Inne przykłady modeli:

• globus jako model Ziemi,
• modele pogody używane do prognozowania pogody,
• małe samochodziki lub pociągi jako modele prawdziwych samochodów i pociągów,
• model 3D postaci w programie komputerowym,
• schemat łańcucha pokarmowego jako model zależności między zwierzętami w przyrodzie.