14.Определение модели, моделирования, свойств интерполяции и экстраполяции. Классификация моделей по критерию подобия и соотношению точности/абстрактности.
Моделью реального объекта называют его представление в некоторой форме, отличной от реального воплощения. Степень соответствия модели реальному объекту определяется разработчиком. В отличие от математического описания реального объекта, модель позволяет предсказать неизвестные состояния моделируемого объекта – т.е. обладает свойствами интер- и экстраполяции.
Интерполяция- предсказание неизвестных состояний для произвольного х внутри диапазона варьируемых факторов
Экстраполяция - … вне диапазона.
Моделирование есть процесс создания модели реального объекта и постановка экспериментов на этой модели для исследования и оптимизации характеристик объекта в соответствии с заданными ограничениями.
Объектами технического моделирования являются технические процессы и системы. Целями моделирования процессов и систем являются:
- Получение средств решения задач синтеза и анализа при проектировании объекта моделирования;
- Исследование и анализ поведения реально существующего объекта в режимах и условиях, реализовать которые в натурном эксперименте невозможно либо нецелесообразно;
- Получение средств решения задач управления реальным объектом
Критерий подобия – параметр, функция или свойство, по которому контролируется степень соответствия модели реальному объекту. От точного к абстрактному :
-
физические модели –общая природа взаимодействий и/или форма
-
масштабирование- соотношение отдельных параметров процесса или системы
-
аналоговые – аналогия поведения или свойств
-
математические- подобность математических уравнений.
15.*Иерархические уровни моделирования скт и кс. Структурные примитивы уровней моделирования.
В соответствии с принципами системного подхода каждому иерархическому уровню моделирования соответствует своя степень детализации и, следовательно собственный набор структурных примитивов. Графическую иерархию объектов обычно представляют в виде усеченной пирамиды. Расширение ее к низу означает увеличение степени детализации и количества примитивов, которые должны рассматриваться при моделировании.
Иерархические
уровни моделирования вычислительных
систем:
Для процессорного уровня иерархии вычислительных систем структурными примитивами являются устройства - память, порты, микропроцессоры, то есть микросхемы большой степени интеграции (БИС).
Для регистрового уровня в качестве структурных примитивов выступают узлы - регистры, счетчики, мультиплексоры, АЛУ, дешифраторы, то есть микросхемы средней интеграции (СИС).
Для вентильного уровня - это логические элементы и триггеры (МИС).
На транзисторном уровне - это радиодетали: транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и прочие радиокомпоненты.
На кремниевом уровне эти же компоненты предстают уже не как черные ящики, а как некоторое множество топологических фигур; структурными примитивами которого являются области диффузии, поликремния и металлизации на поверхности полупроводникового кристалла.
Отдельный иерархический уровень описания выделяют в том случае, если необходимо создать поведенческое (функционально) или структурное описание моделируемой системы, принципиально отличное от уже существующих.
На различных уровнях декомпозиции используется различный математический аппарат моделирования и различные виды математических моделей структурных примитивов (подсистем и элементов).
Способ описания взаимодействия структурных примитивов в рамках функциональной структуры и, собственно способ описания функциональной структуры также зависят от уровня декомпозиции.
Уровни
иерархии – виды моделирования:
1 – компонентное
2 – схемотехническое
3,4,5 – функционально-логическое
6 - системное
Математический аппарат для каждого вида моделир.:
-
уравнения в частных производных
-
диф. и алгебраические уравнения
-
булева алгебра, цифровые автоматы, характеристические уравнения и передаточные ф-ции
-
модели массового обслуживания, алгоритмические модели