Учебное пособие «Математические методы компьютерного моделирования физических процессов» издано в декабре 2016-го года в городе Армавире Краснодарского края в количестве 500 экземпляров. Автор учебного пособия кандидат технических наук, доцент кафедры общенаучных дисциплин Армавирского механико-технологического университета (филиала) ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» Горовенко Любовь Алексеевна.
Полные выходные данные пособия: Горовенко Л.А. Математические методы компьютерного моделирования физических процессов: учебное пособие / Л.А. Горовенко. – Армавир: РИО АГПУ, 2016. – 104 с.
Учебное пособие содержит теоретический материал и результаты практических исследований, посвящённых вопросам моделирования реальных процессов и явлений с помощью ЭВМ. Пособие дополняет курс лекций, читаемый студентам 3-го курса направления подготовки бакалавриата 09.03.01 - «Информатика и вычислительная техника» по дисциплине «Математические методы компьютерного моделирования физических процессов». Оно отражает основные аспекты построения математических компьютерных моделей и состоит из введения, десяти глав, заключения и приложения.
Во введении излагается актуальность методологии замены исходного объекта его математической моделью с целью постановки эксперимента на ней.
Первая глава посвящена понятийному аппарату и основам компьютерного моделирования. В ней рассмотрены модели и их свойства, приведена классификация моделей и описаны особенности основных этапов вычислительного эксперимента.
Во второй главе дано описание приёмов моделирования логических устройств без памяти на базе моделей типовых логических устройств.
Третья глава посвящена вопросам моделирования логических устройств с памятью, построенных на базе математических моделей конечных автоматов.
В четвёртой главе автор пособия описывает методы и приёмы моделирования детерминированных физических процессов. В числе описанных приёмов метод Эйлера, используемый при решении дифференциальных уравнений в задачах моделирования. В этой же главе рассмотрены модели свободного падения тела, полёта тела, брошенного под углом к горизонту, а также модели динамики одномерного движения и траектории движущейся точки.
В пятой главе изложены вопросы стохастического моделирования случайных процессов и явлений.
Шестая глава посвящена методам генерации случайных чисел. В частности, рассмотрена технология применения линейного конгруэнтного метода для генерирования случайной последовательности чисел, распределённых по равномерному закону и преобразование полученной равномерной последовательности в последовательность чисел, распределённых по нормальному и экспоненциальному законам.
В седьмой главе описан метод Монте-Карло, реализующий математическое моделирование случайных событий. Дан анализ общей схемы метода, изложены его основные достоинства и недостатки, рассмотрен классический пример использования метода Монте-Карло при вычислении площади сложной фигуры и описаны приёмы моделирования единичных жребиев.
Восьмая глава посвящена вопросам моделирования систем массового обслуживания.
Одной из самых интересных глав является девятая глава. В ней рассмотрены алгоритмы построения монохромных и цветных клеточных автоматов, используемые для моделирования гидродинамических и газодинамических течений, а также в биологии, экономике, социологии, информатике и т.д. Кроме этого, глава содержит результаты экспериментов по моделированию начальных состояний клеточного поля для получения стационарных и циклических структур клеток.
В десятой главе рассмотрены вопросы визуального моделирования, приведены примеры моделей движения в замкнутом пространстве, случайного (хаотического) движения точек и другие имитационные модели
В заключении подводятся итоги рассмотрения компьютерного моделирования и вычислительного эксперимента как способов сведения исследования «нематематического объекта» к решению математической задачи.
Материал в пособии изложен последовательно, чётко, хорошо иллюстрирован. Стиль изложения научный. Пособие включает в себя большое количество примеров, поясняющих методику создания и постановку эксперимента на разработанных моделях. Издание предназначено для студентов, занимающихся моделированием в области технических наук. Круг рассматриваемых вопросов способствует качественной подготовке будущих специалистов по направлению бакалавриата 09.03.01 - «Информатика и вычислительная техника».