[[oktatas:számítástechnika|< Számítástechnika]]

====== Szimuláció ======

  * **Szerző:** Sallai András
  * Copyright (c) Sallai András, 2014
  * Licenc: GNU Free Documentation License 1.3
  * Web: http://szit.hu

===== Bevezetés =====


Szimuláció: Egy folyamatot annak fizikai vagy számítógépes modelljén vizsgálunk.

Más megfogalmazás: Egy valós jelenség utánzása alternatív technológiák segítségével.

Emuláció: Adott környezetet, működést utánzó technológia.

A szimuláció általában nyilván való a felhasználó számára is, az emulációra ez nem jellemző.

Célunk a világ jelenségeinek megismerése.

Hol használjuk?
  * meteorológiában
  * szociológia
  * energetikai rendszerek
  * csillagászat
  * geológia
  * élettudományok
  * oktatás

===== A szimulációról =====

{{:oktatas:számítástechnika:ember_vilag_megismeres.png|}}

{{:oktatas:számítástechnika:megismeres_eszkoze.png|}}


{{:oktatas:számítástechnika:megismeres_szamitogeppel.png|}}
===== Miért készítünk szimulációt =====

A valódi tesztelés
  * veszélyes
  * túl lassú
  * túl gyors
  * túl bonyolult 
  * túl drága
  * csak az eredmény látható
  * az eredmény sem látható
  * etikai akadályok
  * csak egy példány létezik
  * a feltételek nem állíthatók be pontosan
  * sokszor kellene ismételni

===== A modell és a szimuláció =====

==== A modellalkotás ====


{{:oktatas:számítástechnika:modellalkotas_szakaszai.png|}}



{{:oktatas:számítástechnika:modell_fogalma.png|}}


Természeti, gazdasági vagy társadalmi rendszer **viselkedését leíró matematikai összefüggések.**
==== Szimuláció ====


{{:oktatas:számítástechnika:szimulacio_fogalma.png|}}

A modellalkotás valódi célja, hogy olyan információkat szerezzünk az adott rendszerről,
amit eddig nem ismertünk.

==== Megismerés ====

Kísérleti körülmények között **megfigyeljük a változásokat**.

{{:oktatas:számítástechnika:megismeresi_folyamat.png|}}
===== A modell mint rendszer =====

==== A rendszer változói ====

A rendszerváltozók leírják a következőket:
  * rendszerállapot
  * környezetre gyakorolt hatása

==== Zárt rendszer ====

Csak állapotváltozói vannak. Nincs bemeneti vagy kimeneti adata.
==== Nyílt rendszer ====
Ha vannak be és kimeneti változók.

==== Autonóm rendszer ====
Nincsenek bemeneti változói, a külvilág nincs rá hatással.
Akkor szokás ilyen modellt készíteni, ha elhanyagolhatók a külső hatások.

==== Emlékezet nélküli rendszer ====

Nincs állapotváltozója.


==== A kimenet szerint ====
  * determinisztikus modell - a bemenet meghatározza a kimenetet
  * sztochasztikus modell - csak a bemenet csak a kimenet lehetséges halmazát adja meg
===== A modellek csoportosítása =====

==== A modellezés tárgya ====

A modellezett rendszer jellege szerint:
  * kémiai
  * fizikai
  * biológia
  * társadalmi
  * gazdasági
  * stb.

==== Megvalósult modell ====

  * ha elkészült a modell: anyagi modell
  * ha nem ölt testet: gondolati modell

==== A változók értékkészlete alapján ====
  * diszkrét
  * folytonos
  * kevert állapotú


==== Időfüggőség alapján ====

  * időfüggő
    * diszkrét
    * folytonos idejű
  * időfüggetlen


===== Determinisztikus modellek matematikai leírása =====

  * differenciálegyenletek
  * egyenletrendszerek közelítő megoldása
===== Sztochasztikus modellek matematikai eszközei =====

  * valószínűség-számítás
  * matematikai statisztika



===== A véletlenszám generálás =====

Az átlagos számítógéppel, amelyek időosztásos rendszerként működnek, véletlenszámot valójában nem tudunk generálni, mert minden a számítógépben végbement folyamat kiszámított, előre jól meghatározott. Egy látszólagos, úgynevezett pszeudo véletlenszámot mégis elő tudunk állítani.

A véletlenszám előállítása régen pénzérmével, dobókockával és hasonló eszközökkel volt lehetséges. Véletlenszám előállítható a zener diódák termális zajából. Előállítható rádióaktív bomlás alapján, vagy  atmoszférikus rádiózaj alapján. Utóbbi kettő alapján véletlenszám generátor weboldal is létezik:
  * http://www.fourmilab.ch/hotbits/
  * http://random.org

De előállítható CNN számítógéppel is. 

===== Tantárgyi szimuláció =====

==== Szimulációs programok ====

  * http://phet.colorado.edu/
  * http://phet.colorado.edu/hu/simulations/category/new

===== Linkek =====

  * http://pcforum.hu/szotar/?term=szimul%E1ci%F3