Диплом алды іс-тәжірибені Шымкент қаласы, №80 мектеп-лицейде 11. 03. 2019-12. 04. 2019 күндері аралығында өткіздім









Модель дегеніміз не өзі? Ойыншық кеме мен компьютер экранындағы қатаң математикалық абстракцияны бейнелейтін сурет арасында қандай ұқсастық бар?

Дегенмен, ұқсастық бар: екі жағдайда да біз нақты обьектінің немесе құбылыстың бейнесіне белгілі дәрежеде шынайы немесе түгел дерлік көшірмеленген «түп-нұсқаның» «орынбасарына» тап боламыз. Былайша айтқанда, модель обьектін нақты пішінінен басқашалау болып шығады.

Табиғат туралы, қоғам туралы ғылымдардың барлығында дерлік модельдерді құрастыру мен қолдану дегеніміз-танудың күшті құралы. Нақты обьектілер мен процесстер соншалықты көп қырлы және күрделі болады, оларды зерттеудің ең жақсы әдісі-нақтылықтың бір қырын ғана бейнелейтін (сондықтан бұл нақтылықтан неғұрлым қарапайым) модельді құру және зерттеу. Ғылымның көп ғасырлық тәжірибесі бұл амалдың жемістілігін іс жүзінде дәлелдеді [2-4].

Модель-обьектінің, нақты немесе ойдан шығарылған әлем процесінің елеулі жақтарын бейнелейтін көрсетім. Обьект (процесс) туралы түсінік, оның құрылымы, негізгі қасиеттері, даму және қоршаған әлеммен өзара қарым-қатынас заңдары қандай, басқару әдістерінің ең тиімділерін айқындап, іс-әрекеттерін болжау үшін модель керек. Бір обьектінің бірнеше модельдері болуы керек, түрлі обьектілер бір модельді сипаттауы мүмкін. Бұл елеулі белгілерді таңдау зерттеудің мақсаттарына байланысты екенімен түсіндіріледі. Модельдік көрсетімдердің мынандай негізгі түрлері болады:

• 
  Графикалық көрсетім. Бұған фотосуреттер, суреттер, сызбалар, чертеждер үлгі бола алады.
  
• 
  Сөзбен сипаттау. Бұл обьектінің негізгі құрамдық бөліктерін, аса маңызды белгілері мен қасиеттерін сөзбен санап шығу. Мұндай модельдің мысалы ретінде алгоритмді, жол жүру ережелерін атауға болады.
  
• 
  Ақпараттық-логикалық модельдер. Зерттеудегі обьект (процесс) туралы қажетті ақпараттың бәрін қамтитын шамалар жиынтығы ақпараттық модель деп аталады. Мысал ретінде ақпарат ұсынудың әмбебап құралы деп кестені, блок-сызбаны атауға болады.
  
• 
  Математикалық модель. Мұндай модельдер обьектінің (процестің) елеулі ерекшеліктерін көрсететін теңдеулер және функциялар негізінде құралады.
  
• 
  Шынай модель. Бұларға техникалық модельдер (мысалы, автомобиль, ұшақ модельдері) жатады.
  

Бірінші кезең – модель жасаудың мақсаттарын анықтау.

Олардың негізгілері:

• 
  Нақты обьект қалай жасалған, оның құрылымы, негізгі қасиеттері, даму және қоршаған әлеммен өзара қарым-қатынас заңдары қандай екенін түсіну;
  
• 
  Обьектіні (немесе процесті) басқаруды үйрену және қойылған мақсаттар мен өлшемдер бойынша оны басқарудың ең тиімді әдістерін анықтау;
  
• 
  Обьектіге ықпал жасаудың тікелей және жанама салдарын болжай білу.
  

Бұл кезеңде ақпараттың нақты обьектіден оқщалануы жүреді, маңызды ақпарат бекітіліп, елеусізі алынып тасталады. Обьектінің іс-әрекеті немесе процестің барысы бағынышты шамалар (кірістік шамалар) және де модель жасау нәтижесінде алынуға тиісті шамалардың (шығыстық шамалар) тізімі жасалады. Бір есеп үшін елеусіз ақпарат басқасы үшін маңызды болуы мүмкін және одан айырылу есептің дұрыс шешілмеуіне әкелетінін немесе қажет шешімді алуға мүмкіндік және одан айырылу есептің дұрыс шешілмеуіне әкелетінін немесе қажет шешімді алуға мүмкіндік бермейтінін атап өту маңызды. Елеусіз ақпарттың тіркелуі қосалқы қиындықтар әкеледі, шешімге жетелейтін жолда кедергілер жасайды. Кірістік параметрлерді олардың шығыстарға әсерінің маңыздылығы бойынша бөлу (ранжерлеу) маңызды.

Үшінші кезең – сипаттаманы іздеу.

Бұл кезеңде модельденіп жатқан обьект туралы ақпарат құрылымданып, компьютерде өңделуге дайындалады. Модельдің абстрактілі сипаттау тұжырымдамасынан нақты, толыққанды тұжырымдамасына өту қажет. Модель тұжырымдалған кезде оны зерттеу әдісі қандай болады

Төртінші кезең – алгортмді құру және ЭЕМ-ге арналған бағдарламаны құрастыру.

Бұл шығармашылық және қиын пішінделетін процесс. Қазіргі кезде құрылымдық және обьекті бағытталған бағдарламалаудың амалдары кеңінен таралған. Бағдарламалау тілін таңдау әдетте бағдарламашының тәжірибесіне, стандарттық бағыныңқы бағдарламалар және ашық кітапханалар болуына байланысты. Кейбір жағдайларда есептеулерді дайын бағдарламалық өнімдерді (мысалы, электрондық кестелерді немесе арнайы математикалық пакеттерді) пайдаланып өткізу ыңғайлы.

Бағдарламаны құрастырғаннан кейін оның көмегімен өрескел қателерді түзету мақсатында қарапайым тестілік есептерді (жауабы алдын ала белгілі болғаны жақсы) шешеміз.

Егер ЭЕМ-де алынған кецбір процестің сипаттамалары сараптау мен нақтылықтың берілген дәрежесінде сәйкестенсе, модель нақты процеске тепе-тең. Модель нақты процеске сәйкес келмеген жағдайда алдыңғы кезеңдердің біріне қайтып ораламыз. Қайтудың мүмкін нүктелері сызбада көрсетілген: нобайлану процесінде кейбір маңызды факторлар алынып тасталған немесе елеусіз факторлар тым көп алынған, осыған орай модельді нақтылау қажет: зерттеу әдісін таңдау онша сәтті болмаған, сондықтан оның неғұрылым күрделісін және нақтысын қолдану қажет. Өзгерістерді енгізгеннен кейін технологиялық тізбек бөлігінен тағы өтеміз де, қолайлы нәтижелер алғанша қайталай береміз.

Егер нәтижелер эксперименттік деректерге немесе бідің интуициялық түсініктерімізге сай болса, бағдарлама бойынша есептеулер жүргіземіз. Нәтижелер жинақталып, өңделеді.

1-мысал. Сынып журналы бар. Үлгерімді бақылау және сапалы талдау жасау үшін сынып жетекшісі үшін есеп беру моделін жасаңыз.

Есеп берудің қарапайым моделі.

І кезең. Модель жасау мақсаттарын анықтау.

ІІ кезең. Обьектіні сипаттайтын сан қилы ақпараттың ішінен модель жасау мақсаттарымен байланыстысын ерекшелеу. Мұндай ақпаратқа оқушылар тізімі, олардың саны, негізгі пәндер бойынша қорытынды бағалар жатады.

ІІІ кезең. Ақпараттық модельмен жұмыс істеу үшін қолданушыға ақпаратты кестелер және диаграммалар түрінде ұсыну бәрінен де тиімді. Мұндай модельді деректер базасын басқару жүйесі, электронды кесте және программалау тілі көмегімен жүзеге асыруға болады.

IV кезең. QBasic программалау тілін таңдаймыз. Бұған дейін деректер пернетақтадан енгізіледі және нәтиже экранға шығарылады. Компьютерді ажырату және қосу жағдайында алғашқы деректерді енгізуге тура келеді. QBasic-те бұл деректерді дискіде файлда сақтау мүмкіндігі бар. Бұл үшін жұмысты бастар алдында деректерге арналған файлды ашу қажет, мұнан соң деректерді дискіден жазып алу немесе салыстырып оқу керек.

2.2 Математикалық маятник тербелісін модельдеу және Mathcad ортасында шешу

Эластикалық күштен басқа күштер де денені тербелуге мәжбүрлейді. Мәселен, математикалық маятник эластикалық күшпен бірге ауырлық күшінің әсерінде тербелмелі қозғалыс жасайды. Өлшемдері жіптің ұзындығынан өте кіші, массасы жіптің массасынан өте үлкен дене математикалық маятник деп аталады. Математикалық маятникте денені материялық нүкте, жіпті салмақсыз, созылмайтын деп қарастырады [10].