تفاوت میان نسخه‌های «شبیه‌سازی کامپیوتری»

بدون خلاصه ویرایش
برچسب‌ها: افزودن پیوند بیرونی به جای ویکی‌پیوند (پخ) نیازمند بازبینی
برچسب: نیازمند بازبینی
[[پرونده:2004 Indonesia Tsunami Complete.gif|بندانگشتی|شبیه‌سازی کامپیوتری تسونامی سال ۲۰۰۴ در آسیا]]
 
=شبیه سازی کامپیوتری=
'''شبیه‌سازی کامپیوتری'''یا '''شبیه‌سازی رایانه‌ای''' به اجرای یک [[شبیه‌سازی]] با استفاده از یک [[برنامه (رایانه)|برنامهٔ کامپیوتری]] را می‌گویند طوری که این برنامهٔ کامپیوتری مدل شبیه‌سازی را تعریف کند. شبیه‌سازی کامپیوتری بستگی به برنامهٔ کامپیوتری و مدل شبیه‌سازی‌شدهٔ آن دارد که برخی، [[داده|داده‌ها]] را در چند دقیقه اجرا، و برخی از شبکه‌های مبتنی بر کامپیوتر تشکیل‌شده و برای ساعت‌ها داده‌ای را تحلیل می‌کنند. مقیاس وقایع شبیه‌سازی‌شده با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری به مراتب بسیار سریع‌تر و بالاتر از شیوه‌های سنتی آن که توسط یک یا چند فرد و [[ریاضیات]] روی کاغذ انجام می‌شود، می‌باشد.
 
به دلیل هزینه کامپیوتری شبیه سازی، ازمایشات کامپیوتری برای انجام استنتاج چنین مقادیر نا معینی استفاده می شوند.
 
==='''شبیه سازی در مقابل مدل '''===
 
یک مدل کامپیوتری به الگوریتم ها و معادلات مورد استفاده برای به دست آوردن رفتار سیستمی که مدل سازی می شود اطلاق می گردد. بالعکس یک شبیه سازی کامپیوتری به اجرای واقعی برنامه ای اطلاق می شود که حاوی این معادلات یا الگوریتم ها می باشد. بنابراین شبیه سازی به نتیجه اجرای یک مدل اشاره دارد. به عبارت دیگر شما یک شبیه سازی نمی سازید. بلکه شما یک مدل می سازید و سپس یک مدل را اجرا می کنید یا یک شبیه سازی را اجرا می کنید.
 
==='''تاریخچه '''===
 
شبیه سازی کامپیوتری دوشادوش رشد سری عملکرد کامپیوتر پس از اولین گسترش بزرگ مقیاسش در طول پروژه مانهتن در جنگ جهانی دوم برای مدل سازی فرایند انفجار هسته ای توسعه یافت. این یک شبیه سازی 12 کره ای سخت با استفاده از یک الگوریتم مونته کارلو بود. شبیه سازی کامپیوتری اغلب به عنوان یک جانشین برای مدل سازی سیستم ها استفاده می شود که برای آنها راه حل های آنالیزی با شکل بسته ساده ممکن نمی باشند. انواع شبیه سازی های کامپیوتری بسیاری وجود دارند. ویژگی مشترک آنها اقدام برای تولید نمونه ای از سناریو های نماینده برای مدلی است که در آن تعداد کاملی از تمام حالات ممکن مدل باز دارنده یا غیر ممکن می باشند.
 
==='''آماده کردن داده ها '''===
 
نیاز های داده های خارجی شبیه سازی ها و مدل ها به طور گسترده ای متغیر می باشند. برای برخی، ورودی فقط چند عدد می باشد در حالیکه بقیه به ترابایت های اطلاعات نیاز دارند. منابع ورودی نیز بسیار متغیر می باشند :
از انجایی که ریاضیات کامپیوتر دیجیتال کامل نیست لذا خطا های سرشاخه زنی و گرد کردن این خطا را زیاد می کنند. بنابراین انجام یک آنالیز خطا برای اطمینان از اینکه خروجی مقادیر به وسیله شبیه سازی کاملا دقیق خواهد بود مفید می باشد حتی خطا های کوچک در داده های اصلی می تواند بعدا در خطای بزرگ در شبیه سازی انباشته شوند. در حالیکه تمام آنالیز کامپیوتری در معرض GIGO قرار دارد. این در مورد شبیه سازی دیجیتال به ویژه صدق می کند. در حقیقت مشاهده این خطای نهفته کل در سیستم های دیجیتال کاتالیزور اصلی برای توسعه تئوری هرج و مرج بود.
 
==='''انواع '''===
 
مدل های کامپیوتری را می توان طبق چندین جفت مستقل خصوصیات طبقه بندی کرد از جمله تصادفی یا جبری، حالت یکنواخت یا پویا، پیوسته یا گسسته، شبیه سازی سیستم پویا به طور مثال سیستم های الکتریکی، سیستم های هیدرولیک یا سیستم های مکانیکی چند بدنه ای یا شبیه سازی پویای مسائل میدانی از قبیل شبیه سازی های CFD FEMو محلی یا توزیع شده.
* مدل های توزیعی روی شبکه ای از کامپیوترهای متصل به هم احتمالا از طریق اینترنت اجرا می شوند. شبیه سازی های پراکنده در میان کامپیوترهای چند میزبانی از این دست اغلب به عنوان شبیه سازی های توزیعی یا پراکنده نامیده می شوند. چندین استاندارد برای شبیه سازی توزیعی وجود دارند از جمله ALSP، DIS، HLA و TENA.
 
==='''عینی سازی '''===
 
قبلا داده های خروجی از یک شبیه سازی کامپیوتری گاهی اوقات در یک جدول یا یک ماتریس نشان داده می شد که نشان می داد چگونه داده ها تحت تاثیر تغییرات بیشمار در پارامترهای شبیه سازی قرار می گرفتند. استفاده از فرمت ماتریس به استفاده سنتی از مفهوم ماتریس در مدل های ریاضیاتی ربط داده شد. البته روانشناسان و دیگران خاطر نشان کرده اند که انسان ها به سرعت می توانند روند ها را با نگاه به نمودارها یا حتی تصاویر متحرک تولید شده از داده ها همانطور که با انیمیشن CGI نمایش داده می شود درک کنند.
اگر شاهدان لزوما نمی توانند اعداد را بخوانند یا فرمول های ریاضی را مشاهده کنند اما از مشاهده نمودار آب و هوای متحرک آنها می توانند اتفاقات را بسیار سریعتر از از طریق پویش جداول مختصات باران – ابر پیش بینی کنند. چنین نمایشات گرافیکی شدیدی که دنیای اعداد و فرمول ها را کنار هم قرار می دهد گاهی اقوات منجر به خروجی ای گردید که فاقد یک شبکه مختصات بود یا چرخه های زمان را حذف می کرد. امرزوه مدل های پیش بینی آب و هوا تمایل دارند نمای ابرهای بارانی / برفی متحرک را در مقابل یک نقشه متعادل سازند که از مختصات عددی و چرخه های زمانی عددی اتفاقات استفاده می کند. همچنین شبیه سازی های کامپیوتری CGIاسکن های CAT شبیه سازی می مانند که چگونه یک تومور می تواند جمع شود یا در طول یک دوره طولانی درمان پزشکی تغییر کند که گذشت زمان را به عنوان یک نمای در حال چرخش سر انسان قابل مشاهده با تغییر تومور نشان می دهد. اپلیکیشن های دیگر شبیه سازی های کامپیوتری CGI برای نمیاش گرافیکی مقادیر زیاد داده ها به صورت متحرک توسعه داده می شوند چون تغییرات در طول یک اجرای شبیه سازی رخ می دهند.
 
==='''شبیه سازی کامپیوتری در علم'''===
 
مثال های کلی انواع شبیه سازی های کامپیوتری در علم برگرفته از یک شرح ریاضیاتی اساسی عبارتند از :