مع هذه المقالة سوف تفهم موضوع برامج المحاكاة دون الحاجة إلى معرفة تكنولوجية واسعة ، سنعلمك هنا كيف يعمل ، والأنواع الموجودة حاليًا وأكثر من ذلك بكثير.
برامج المحاكاة
سنبدأ جولتنا في الموضوع ، وتحديد برامج المحاكاة, وهي ليست أكثر من حقيقة محاكاة سلوك أو تشغيل نظام أصلي في فترة زمنية ؛ والتي يمكن إجراؤها يدويًا أو محوسبًا.
بمعنى آخر ، إنه نموذج أو مجموعة من الافتراضات التي تسمح لنا بإجراء مقارنة للسلوك الحقيقي مقارنة بما يمكننا ملاحظته في وقت معين. يجب التعبير عن هذا النوع من الافتراضات في معادلات منطقية ورياضية بين الكيانات أو الكيانات.
لهذه الأغراض ، لتحقيق محاكاة في المجال التكنولوجي ، من الضروري مراعاة أنواع اللغات المستخدمة لهذا الغرض ، والتي لها غرض أو غرض محدد ، وهو السماح بقدرة المعدات الحاسوبية على أن تكون بتكلفة منخفضة ، ومع ذلك ، لا ينصح دائمًا بالمحاكاة. هذا هو السبب في أن ما يلي يحدد لماذا ولماذا يجب أن نحاكيه:
- يسمح بإجراء دراسة بناءً على الخبرة والتفاعل مع الأنظمة الداخلية للكمبيوتر.
- يسمح من خلال الملاحظة بمعرفة التغييرات التي تحدث في سلوك النظام.
- يصبح من الأسهل بكثير تصميم نموذج محاكاة يغطي الاحتياجات من وجهة نظر المعرفة التي يمتلكها المرء فيما يتعلق بنظام الدراسة.
- إنها بمثابة أداة تربوية لأنها تتيح للمستخدم تعزيز الحلول النظرية الممكنة المتوفرة في نظام الدراسة.
- تحديد قدرات الأجهزة للمعدات من أجل تلبية المتطلبات.
بعد توضيح سبب وما يجب محاكاته ، من المهم أن نعرف الأنواع المختلفة لبرامج المحاكاة التي يمكننا العثور عليها:
- النماذج الحسابية ، مصنفة على النحو التالي:
- العشوائية أو القطعية: هي تلك التي يتم تعريف معادلاتها على أنها العلاقة بين العناصر ، من أجل الحفاظ على التوازن في النظام. يستخدم هذا النوع من النماذج بشكل متكرر لمحاكاة الأنظمة المادية وهو أبسطها. يستخدمون أيضًا مولدات الأرقام العشوائية لمحاكاة الأحداث أو المواقف العشوائية.
- ثابت أو ديناميكي، في هذا النوع من المحاكاة يتغير في استجابات النظام لإشارات الإدخال.
- مستمر أو منفصل: في ذلك ، يتم التعامل مع الأحداث في الوقت المناسب ، أي أن محاكاة الكمبيوتر تتم من خلال اختبار منطقي ، والذي من خلال قائمة الأحداث يأمر بها ويحدد ما سيحدث في الوقت المتوقع لهذا الغرض. في هذه الحالة ، يقرأ جهاز المحاكاة القائمة ويستعد لأحداث أو مواقف جديدة حيث يتم إنشاء حدث آخر. ليس من الضروري إجراء المحاكاة في وقت محدد ، بل على العكس من ذلك ، يوصى بإدخال البيانات الناتجة عن المحاكاة من أجل اكتشاف المخالفات المحتملة في التصميم أو تسلسل الأحداث.
بالإضافة إلى ذلك ، يوفر هذا النوع من المحاكاة حلاً عدديًا للمعادلات التفاضلية الجبرية أو المعادلات التفاضلية حيث يحل جميع المعادلات ويستخدم الأرقام لتغيير حالة المحاكاة وإخراجها على فترات منتظمة. ومن الأمثلة على ذلك محاكيات الطيران وألعاب الفيديو الخاصة بالبناء والإدارة ونمذجة العمليات الكيميائية ومحاكاة الدوائر الكهربائية.
ومع ذلك ، في هذا النوع من المحاكاة المنفصلة ، توجد نماذج لا تستند إلى معادلة ، ولكنها مع ذلك يمكنها تمثيلك رسميًا.
- محلية أو موزعة: هي نماذج الموزعين التي تعمل على شبكة من أجهزة الكمبيوتر المترابطة ، وفي بعض الحالات عبر الإنترنت.
1. نموذج نظري
يجب أن يحتوي النموذج على العناصر اللازمة للمحاكاة ، مع عمل مخبري ، وبرنامج إحصائي ، وجهاز كمبيوتر يوفر أرقامًا عشوائية ، والتي يجب أن تحتوي أيضًا على بيانات إحصائية للمتوسط وإصداراته التربيعية المختلفة - حسابية - هندسية - متناسقة ، وتكون قادرة على تحديد الحالة الطبيعية من حيث احتمالية إنشاء السلسلة
النموذج المفاهيمي
يحدد النموذج المفاهيمي من خلال الاستبيان أهمية فصل أو رفض المجتمع والقيام بذلك من خلال استبيان في شكل محاكاة بمقياس موقف.
بعد معرفة ما إذا كان عدد السكان مهمًا أم مناسبًا ، فإن المحاكاة حاليًا هي دراسة الاستبيان والنموذج هو الاستبيان لتقوية أو رفض الفرضية القائلة بوجود اختلافات في السكان ونحو مجموعة الأشخاص وفي أي أسئلة.
نموذج منهجي
يعتبر النموذج الجهازي أكثر تصديقًا وهو عمل مخبري. يتم محاكاة النظام الاجتماعي بإحدى تهجئاته الإجمالية. خطة ترويجية في قطاع النقل مع نموذج للإيكولوجيا البشرية ، على سبيل المثال.
من المهم في نظرية الأنظمة العامة ، فهي ملائمة في هذا النوع من المحاكاة. إنها طريقة تم تنفيذها لنظام معقد ، وهي مجردة للغاية ، ولا تقتصر على وصف النظام ، بل يجب أن تحتوي على محاكاة في مدخلات ومخرجات الطاقة المختلفة.
محاكاة الكمبيوتر
من خلال هذا النوع من المحاكاة ، الهدف هو تكييف مواقف الحياة اليومية من خلال البرامج المطورة على الكمبيوتر ، بحيث يتم تحليلها وتقييم سلوك البرنامج فيما يتعلق بالمستخدم.
في الوقت الحاضر ، كان هذا النوع من المحاكاة مفيدًا جدًا في العديد من الأنظمة التي تم تصميمها مسبقًا ، حيث أنها كانت بمثابة نموذج في الأنظمة الطبيعية في الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا بطريقة يمكن حلها من خلال النمذجة الرسمية الأنظمة.النماذج الرياضية من أجل السماح بسلوك يتكيف مع المعلمات والشروط الأولية.
تعمل هذه المحاكاة كملحق لاستبدال بعض الأنظمة التي تم تصميمها مسبقًا والتي تقدم حلولًا تحليلية لا يمكن التعامل معها بسبب صلابتها ؛ هنا يتم التعامل مع مجموعة متنوعة من المواقف ، والتي تعزز السيناريوهات النموذجية لنموذج معين ، بطريقة تمكنهم من الجمع بين جميع الحالات الممكنة التي كانت محظورة.
يوجد حاليًا في سوق التكنولوجيا العديد من أنواع حزم البرامج التي تسمح بالنمذجة من خلال الكمبيوتر وتشغيل المحاكاة وتشغيلها دون بذل الكثير من الجهد ، على سبيل المثال يمكننا الاستشهاد بالنموذج العشوائي باسم محاكاة المخاطر ، بالإضافة إلى نموذج آخر معروف مثل محاكاة مونتي كارلو.
أصبح استخدام أجهزة المحاكاة أكثر تواترًا ، ومن بينها تلك الموجودة في البيئات الاصطناعية ، والتي تتبنى أو تحول فعليًا أي تمثيل محوسب.
محاكاة الكمبيوتر
في مجال علوم الكمبيوتر ، مصطلح المحاكاة له معنى كبير منذ ذلك الحين بالنسبة لعالم الرياضيات ومحلل التشفير وعالم الكمبيوتر. تُستخدم محاكاة Alan Turing في فهم أو استيعاب ما يحدث عند تشغيل برنامج على جهاز كمبيوتر رقمي يصف مدخلات ومخرجات الجهاز.
لمثل هذه الأغراض ، عادةً ما يتم استخدام جهاز محاكاة لإنشاء برنامج يجب تشغيله في أنواع معينة من أخطاء الكمبيوتر أو في بيئة برنامج تشغيل اختبار صارمة.
على سبيل المثال ، تُستخدم أجهزة المحاكاة بشكل شائع لتنظيف برنامج صغير (رمز صغير) أو في مناسبات مختلفة لبرامج التطبيقات التجارية. نظرًا لأنه يتم محاكاة وظائف الكمبيوتر ، فإن جميع المعلومات التي تم تطويرها من عمل الكمبيوتر مفيدة بشكل مباشر للمبرمج ، ويمكن أن تتنوع السرعة والأداء حسب الرغبة.
في مجال العلوم ، يتمتعون بدعم كبير ، نظرًا لأن الطلاب يربطون المصطلحات المجردة بالواقع ، فإنه يساعد بدوره في الشعور باستخدام موارد العظام ، والمعدات ، حيث يجب أن تكون متاحة فقط مع جهازي كمبيوتر وليس بجميع معدات المختبر بأكمله.
المحاكاة الإلكترونية
إنها أداة برمجية يستخدمها المتخصصون في مجال الإلكترونيات وطلاب وظائف تكنولوجيا الكمبيوتر. هذا يكمل القدرة على بناء دائرة ، مما يساعد على تحليل الآلية بشكل أفضل ، وإيجاد الأعطال بداخلها بطريقة بسيطة وفعالة.
من مزايا المحاكاة الإلكترونية:
- إذا كانت الدائرة تعمل كجزء من جهاز المحاكاة ، فسيكون من الأسهل تكوينها ، في لوحة أولية ، وستكون متأكدًا من أن الدائرة ستعمل بشكل مثالي.
- باستخدام جهاز المحاكاة ، يمكن اكتشاف الأخطاء والمشكلات التي تظهر عند تجميع الدوائر الكهربائية بطريقة أكثر راحة ودقة ، باستخدام الأدوات التي تضمنتها البرامج ، مثل: أجهزة القياس المتعددة أو مولدات الجهد أو راسم الذبذبات.
- بعض البرامج لها مناظر مختلفة للدائرة التي يتم تجميعها. يمكن التحقق منها ، كما لو كانت الأسلاك على اللوح ، أو كمخطط الأسلاك.
يمكننا أيضًا وصف عيوب المحاكاة الإلكترونية وهي:
- عندما لا تكون محاكيات الدائرة محدثة ، وتفتقر إلى الرقائق في السوق ، فإن هذا يؤدي إلى انتكاسة للمصمم ، حيث سيتعين عليه تكريس نفسه لمهمة تصنيع أشباه الموصلات الخاصة به.
- عندما لا تكون هناك معرفة بكيفية التلاعب ببرنامج المحاكاة ، يتم إنشاء تأخير في التصميم ، حيث يجب دراسته بطريقة متكاملة ، وجميع المكونات والخيارات التي يحتوي عليها البرنامج المذكور ، من أجل التمكن من تنفيذ تعمل بشكل صحيح.
تعريف النظام
يتكون هذا من دراسة سياق المشكلة ، وتحديد أهداف المشروع ، وتحديد قوائم القياس وأمن النظام ، وكذلك تفصيل الأهداف المحددة للنمذجة وتحديد النظام المراد نمذجة.
صياغة النموذج
بمجرد تحديد النتائج المتوقعة من الدراسة بالضبط ، يتم تحديد وبناء النموذج الذي سيتم تحقيق النتائج المرجوة به. في صياغة النموذج ، من الضروري إنشاء جميع المتغيرات التي تشكل جزءًا منه ، وعلاقاتها المنطقية والمخططات الانسيابية التي تصف النموذج بالكامل.
جمع البيانات
من المهم تحديد البيانات التي سيحتاجها النموذج بوضوح ودقة من أجل تحقيق النتائج المرجوة.
تنفيذ النموذج على الحاسب الآلي
مع نموذج دقيق ، فإن الخطوة التالية هي تحديد ما إذا كانت لغة مثل فورتران ، ألغول ، لثغة مستخدمة. يمكنك أيضًا استخدام حزمة مثل Promodel و Vensim و Stella و iThink و GPSS و simula و simscript و Rockwell Arena و [Flexsim] لنشرها على الكمبيوتر وبالتالي الحصول على النتائج المرجوة.
التحقق
وهو يتألف من تحديد أن النموذج المحاكي يلبي متطلبات التصميم التي تم تطويره من أجلها. يتعلق الأمر بالتحقق من أن هذا يتصرف وفقًا لتصميم النموذج الخاص به
التحقق من النظام
يتم تقييم الفروق بين عمل المحاكي والنظام الحقيقي الذي يتم تنفيذه عند المحاكاة.
الطريقة الأكثر استخدامًا للتحقق من صحة النموذج هي:
- رأي الخبراء في المجال على نتائج المحاكاة.
- الدقة التي يتم بها توقع البيانات التاريخية.
- الشيء الصحيح في توقع المستقبل.
- طريقة اكتشاف عدم تناسق نموذج المحاكاة عند معالجة البيانات التي تجعل النظام الحقيقي يفشل.
تجريب
يتم إجراء رقم التجريب مع هذا النموذج بعد التحقق منه. كما أن الغرض منه هو توليد البيانات المطلوبة وبالتالي تطوير تحليلات الحساسية للقوائم المطلوبة.
ترجمة
وهي المسؤولة عن تفسير النتائج التي ترميها المحاكاة ، بناءً على ذلك ، يجب اتخاذ قرار. من المهم أن تساعد النتائج التي تم الحصول عليها من دراسة المحاكاة المذكورة أعلاه على تعزيز القرارات من النوع شبه المنظم.
توثيق
من بين الوثائق المطلوبة للاستخدام الجيد لبرنامج المحاكاة ما يلي:
- التوثيق الأول من النوع الفني
- والثاني حول دليل المستخدم
إذا كنت تريد معرفة المزيد عن سوق التكنولوجيا المثير للاهتمام ، فأنا أدعوك للاستمتاع بهذه الروابط المثيرة للاهتمام التقنية الرقمية
أنواع برامج المحاكاة
فيما يلي أنواع البرامج التي يتم تنفيذها في المحاكاة من نقطة العملية.
برامج محاكاة جاسب الرابع
يتميز هذا النوع من البرامج بالروتينات الفرعية من نوع Fortran ، والتي تم تصميمها لإعداد محاكاة للحالات والعمليات بشكل روتيني ومتسلسل. يتم إنشاء هذه الأنواع من التسلسلات من خلال إضافة وإزالة الكيانات ، ومولدات المتغيرات العشوائية وسلسلة من الإحصائيات ، من بين أمور أخرى.
مجال تطبيقه هو البرامج المسؤولة عن المحاكاة المنفصلة والمستمرة والمجمعة. لتطبيقه ، يوصى باستخدام أنظمة التشغيل مثل Windows 7 32bit و 64bit و Windows 8 ، مع قرص صلب بمساحة 1GB وذاكرة RAM 4GB. ورخصتها تجارية.
برامج المحاكاة simscript II.5
يعمل هذا المحاكي بلغة تهدف إلى توجيه حدث معين وعمليته. يسمح بدمج الأنظمة المنفصلة والمستمرة. يعتمد على الكيانات والكيانات والسمات.
لا ينبغي أن يكون مجال تطبيقه موجهًا إلى قائمة الانتظار ، كما هو الحال في النماذج القتالية العسكرية. يمكن توصيل هذا النوع من أجهزة المحاكاة بنظام Windows version 2000 / NT ، ومنصة Unix / Linux للكمبيوتر الشخصي. ترخيص استخدام هذا المحاكي تجاري.
برامج محاكاة سيمان
عن طريق هذا المحاكي ، يتم نمذجة نظام توجيه العملية المنفصل ، والذي ينتقل عبر النظام ، موجهًا إلى العميل الذي حدد خصائص فريدة تعرف بالسمات. يتطلب هذا النوع من العمليات عمليات أو أنشطة تنتقل عبر الكيانات ويتم تشكيلها بواسطة مخطط كتلة.
مجال تطبيقه هو مجال المحاسبة من وجهة النظر الإلكترونية ويتميز بأنه نظام منفصل. نوع الترخيص لهذه المحاكيات تجاري.
برامج محاكاة كونترولب
يمكن أن يمثل هذا المحاكي العمليات في ردود فعل بسيطة ، والتحكم التسلسلي والتحكم في التغذية. بدوره ، يوفر هذا البرنامج للمستخدم مخططات الكتلة التي سيتم استخدامها في هذه العمليات من أجل تسهيل التخطيط لنظام تم تكوينه مسبقًا ويعمل بكامل طاقته. من المهم الإشارة إلى أنه لا يؤسس أي نوع من البرمجة أو التصميم الجرافيكي.
عن طريق هذا المحاكي ، يمكن للمستخدم تكوين النظام أو تكوينه أو تعديله من خلال مربعات الحوار المتوفرة في مخطط الكتلة. في المقابل ، يسمح هذا المحاكي للأنظمة بالاستجابة للمواقف أو تحميل التغييرات التي يتم إجراؤها في العمليات والتي يتم دمجها كمكونات للنظام.
مجال تطبيقه في العمليات الصناعية وأنظمة التحكم. إنه متوافق مع Windows ويتطلب 3,3 ميغابايت من مساحة القرص الحرة وكمية معينة من ذاكرة الوصول العشوائي. M نوع الترخيص الخاص بك مجاني
برامج محاكاة chemsep
يسمح لك بمحاكاة أي موقف على الفور ، وتقديم نتائج بديلة بتنسيقات مختلفة ، سواء كانت جداول بيانات أو نصًا ، من بين أمور أخرى. قابليتها للتطبيق بين المستخدمين مرضية عند تقديم حلول لعمليات مختلفة مثل التقطير والامتصاص والاستخراج. يتطلب أي إصدار من Windows لاستخدامه وترخيصه مجاني.
برامج محاكاة ستيلا
يتم استخدامه لصنع نماذج رياضية وإنشاء أنظمة وأحداث نموذجية. يفسر هذا المحاكي النموذج ، وتحديدًا مكان إنشاء النموذج ، والقيم أو الأنظمة الديناميكية التي تسمح بتقييم والتحقق من الأنظمة الديناميكية ومعادلاتها.
يتم استخدامه على وجه التحديد في أنظمة خط الانتظار. يتطلب أنظمة متوافقة مثل DOS و Linux و OS / 2 و MacOS و Unix و GP2X و Windows وغيرها. نوع الترخيص تجاري.