Программирование учебных задач имитационного моделирования на примере среды AnyLogic

Разработки в сфере имитационного моделирования являются одними из важных направлений в современной науке. Задачи, которые приходится решать в жизни, обладают, как правило, одной важной особенностью: они не решаются (или очень трудно решаются) с помощью существующих теоретических методов. Достаточно вспомнить, что не существует общих способов решения нелинейных дифференциальных уравнений. Это значит, что реальные системы очень часто настолько сложны, что мы не можем теоретически предсказать их поведение в интересующих нас условиях и тем более не можем сразу установить, как следует изменить систему для того, чтобы она стала выполнять нужные нам функции.
В такой ситуации появляется два возможных направления движения:
1) упростить математическую модель до такой степени, чтобы её можно было исследовать теоретически (например,«убрать» все нелинейности в модели системы, линеаризовать её) [1];
2) применить методы имитационного моделирования[1].
Первый подход (упрощение модели)очень важен, и им не стоит пренебре¬гать, поскольку только он позволяет получать хотя бы приближённые тео¬ретические результаты и сделать качественные выводы. В то же время эти выводы (полученные на упрощённой, то есть на другой модели) обязательно нуждаются в проверке либо на реальном объекте, либо путём компьютерного моделирования с использованием полной модели. Во многих случаях мы можем достаточно подробно описать поведение сложной системы, то есть алгоритм её работы при известных входных данных. Это позволяет сыми¬тировать работу системы в интересующих нас условиях и посмотреть, что же с ней будет происходить. Такой подход и получил название имитационного моделирования. Особенно широко он стал применяться с внедрением компьютерных технологий, которые позволили выполнять огромный объём вычислений за приемлемое время. Нередко цель имитационного моделирования - определить оптимальные значения параметров объекта путём многократных экспериментов с моделью, методом проб и ошибок[2]. Имитационное моделирование рассматривается и в школьном курсе информатики. Но тема достаточно сложная, поэтому методических разработок по это теме мало. Однако на современном этапе тема важная. В связи с этим возникает необходимость изучения данной темы, что позволяет сделать вывод о том, что тема данного исследования является актуальной.
Объект исследования: процесс создания имитационных моделей.
Предмет исследования: решение учебных задач имитационного моделирования в среде AnyLogic.
Цель исследования: Рассмотреть и проанализировать использование учебных задач в имитационном моделировании.
Задачи исследования:
1. Провести теоретический анализ литературы и интернет ресурсов по компьютерному моделированию.
2. Определить сущность понятия и задачи имитационного моделирование.
3. Провести теоретический анализ литературы и интернет ресурсов по компьютерному моделированию.
4. Провести анализ средств реализации моделей, полученных при имитационном моделировании (в каких компьютерных программах обычно реализуются такие модели).
5. Рассмотреть и проанализировать уже решенные задачи по имитационному моделированию, провести классификацию данных задач.
6. Разработать систему учебной задачи по имитационному моделированию.

Введение 4
Глава 1. Основные понятия имитационного моделирования 7
1.1 Виды моделирования и их характеристики 7
1.2 Сущность и виды имитационного моделирования 11
1.3 Этапы имитационного моделирования 19
Глава 2. Программные средства, используемые в имитационном моделировании 23
2.1 Анализ средств построения имитационных моделей 23
2.2 Компьютерная среда для моделирования имитационных моделей AnyLogic 27
Глава 3. Разработка системы учебных задач имитационного моделирования 41
3.1 Особенности изучения темя « Имитационное моделирование» в школе 41
3.2 Создание системы учебных задач имитационного моделирования в среде AnyLogic 57
Описание метода 57
3.2.1 Изучение движения учащихся в школе 59
3.2.2 Дискретно-событийная модель работы учреждения 66
3.2.3 Создание имитационной модели «Биение сердца» 74
Заключение 79
Список литературы 81
Приложение 1 84