Опубликован: 22.01.2008 | Уровень: для всех | Доступ: платный | ВУЗ: Кабардино-Балкарский государственный университет
Самостоятельная работа 4:

Математическое и компьютерное моделирование

Аннотация: Развитие исследовательских и творческих навыков по построению, исследованию и использованию математических моделей систем различной природы.

  1. Скорость внедрения новой технологии выпуска продукции постоянна и в каждый момент времени равна 0,05. Эта скорость пропорциональна выпускаемой продукции. Выпускаемая продукция в каждый момент времени увеличивается или уменьшается пропорционально выпущенной в предыдущий момент продукции. В начальный момент было выпущено 10000 единиц продукции. Постройте математическую и компьютерную модель динамики выпуска продукции (посуточной динамики выпуска). Указание: скорость (темп) внедрения новой технологии в момент времени t можно считать равным x(t+1)–x(t), считая промежуток времени достаточно малым по сравнению со временем выпуска продукции.
  2. Чему равно количество не распавшегося вещества в момент времени t=3 (года), если в начальный момент t=0 (лет) не распавшаяся часть равна 500 грамм, коэффициент распада равен 0,01 и скорость распада пропорциональна не распавшейся в данный момент времени массе вещества? Постройте математическую и компьютерную модель и ответьте на вопрос. Указание: скорость распада в момент времени t можно считать равным x(t+1)–x(t), где x(t) – количество не распавшегося вещества в момент времени t, а промежуток времени достаточно мал по сравнению с временем распада.
  3. Концентрация вещества, поступающего в реку со стоком, изменяется в результате действия рассеивания, адвекции, реакции. Концентрация хi вещества в реке зависит только от расстояния i (i=0,1,..., n) по течению реки, площади поперечного сечения реки, коэффициента рассеивания по течению реки, объемного расхода реки, скорости разложения органического вещества. Эти коэффициенты считаются постоянными. Составить математическую и компьютерную модель общего потока вещества. Указание: выписать балансовые соотношения, выделив в реке участок (так называемую камеру), внутри которой концентрация считается неизменной.
  4. Рассмотрим популяцию рыб, в которую в текущий момент времени поступает некоторое количество особей ("подсаживание"). Динамика такой системы определяется моделью вида: xi+1=xi+аxi+kxi, х0=c, где k – коэффициент поступления рыб (скорость поступления особей). Для этой математической и соответствующей ей компьютерной модели провести имитационные вычислительные эксперименты. Указание: постройте программу нахождения в цикле численности рыб по приведенной выше рекуррентной формуле; имитационные расчеты могут предполагать и построение графика динамики популяции.
  5. Видоизменить модель предыдущей задачи с учетом лова рыбы. Указание: можно, например, задать коэффициент уменьшения численности с учетом коэффициента вылова.
  6. Банк принимает вклады под 3% годовых. Проценты начисляются (добавляются) к текущей сумме вклада только 1 января. Выгодно ли вкладывать в этот банк 1 млн. руб., если инфляция каждый месяц растет на 0,1% по отношению к предыдущему году, начиная с начального значения 5% в год? Постройте соответствующую экономико-математическую и компьютерную модель. Указание: проценты прогрессивно увеличиваются, как и инфляция; посчитайте для каждого года оба варианта и сравните их.
  7. Пусть A – операционный, B – управляющий автоматы. Автомат Aмодель арифметического устройства, Bмодель устройства управления ЭВМ, т.е. совокупность (A,B)модель процессора ЭВМ. Автомат A может выполнять операцию занесения числа в регистры R1 – первого и в R2 – второго операндов, а также сложить содержимое регистров R1, R2 и результат поместить в регистр (сумматор) R3. Автомат B может выполнить команды: сравнить содержимое двух регистров и перейти к выполнению команды номер n при условии совпадения (несовпадения) содержимого этих регистров; извлекать из памяти ( модели памяти) числа или команды. Построить математическую и компьютерную модель взаимодействия этих автоматов. Указание: в компьютерной модели полезно (и не очень сложно) визуализировать автоматы, регистры, операции (для операций необходимо замедление).
  8. Имеется популяция n "хищников" и популяция m "жертв". Задается трофическая структура популяции (тип пищи каждого популяции). Построить математическую и компьютерную модель, которая позволяет эффективно решать задачу: для любой жертвы определить опасных для нее хищников. Указание: лучше всего трофическую структуру популяции задать списком, но можно и матрицей (поедания одного вида другим видом).
  9. Для условия предыдущей задачи построить математическую и компьютерную модель и решить задачу группировки в одну группу всех хищников, питающихся одними и теми же жертвами ("трофическое множество"). Указание: после занесения в группу хищника ее нужно удалить из популяции (формально); можно предложить и другой вариант. более лучший.
  10. Для условия предыдущей задачи построить математическую и компьютерную модель и решить задачу определения, есть ли в экосистеме случаи самоедства. Указание: необходимо сравнить трофические цепи каждого друг с другом.
Ксения Леонова
Ксения Леонова

как проверить себя, выполняя практические задания по информатике? где смотреть ответы на поставленные задачи?

спасибо за ответ)

Елена Сухорукова
Елена Сухорукова
Россия, Балашов
Berkut Molodoy
Berkut Molodoy
Россия