Modélisation informatique des processus physiques. Modélisation informatique"

Modélisation informatique Il est largement utilisé dans diverses branches de la science et de la technologie, remplaçant progressivement les expériences et expériences réelles. Elle est devenue si fermement ancrée dans nos vies qu'il est déjà assez difficile d'imaginer une situation dans laquelle nous devrons abandonner cette méthode d'étude du monde réel. Ce phénomène peut s'expliquer assez facilement : en utilisant ce processus Vous pouvez obtenir des résultats significatifs dans les plus brefs délais, vous permettant de pénétrer dans ce domaine de la réalité inaccessible pour les humains.

L'informatique vous permet de créer un modèle sur un ordinateur qui, avec certaines hypothèses, possède les propriétés d'un objet ou d'un processus réel, et la recherche est effectuée précisément sur ce modèle créé. Pour mener une recherche, vous devez comprendre avec précision pourquoi elle est effectuée, quel est son objectif, quelles propriétés et aspects de l'objet étudié vous intéressent. Ce n'est que dans ce cas que vous pourrez être sûr d'un résultat positif.

Comme tout autre processus, la modélisation informatique est construite selon certains principes, parmi lesquels on peut distinguer les suivants :

· le principe de suffisance de l'information. Si des informations sur processus réel ou l'objet ne suffira pas, effectuez des recherches en utilisant cette méthode très probablement, cela ne fonctionnera pas ;

· le principe de faisabilité. Le modèle créé doit permettre d'atteindre les objectifs fixés pour le chercheur ;

· le principe de multiplicité des modèles, qui repose sur le fait que pour étudier toutes les propriétés d'un objet réel, il est nécessaire de développer plusieurs modèles, puisqu'il n'est pas possible de combiner toutes les propriétés réelles en un seul ;

· principe d'agrégation. Dans ce cas, un objet complexe est représenté sous la forme de blocs séparés qui peuvent être réorganisés d'une certaine manière ;

· le principe de paramétrage, qui permet de remplacer les paramètres d'un certain sous-système par des valeurs numériques, ce qui, tout en réduisant le volume et la durée de la modélisation, réduit également l'adéquation du modèle résultant. C'est pourquoi la demande ce principe doit être pleinement justifié.

La modélisation informatique doit être effectuée dans un certain ordre strictement défini. Dans un premier temps, l'objectif est déterminé, après quoi le développement est effectué, puis le modèle est formalisé, permettant sa mise en œuvre logicielle. Après cela, vous pouvez commencer à planifier des expériences modèles et à mettre en œuvre celles précédemment compilées. Une fois tous les points précédents terminés, il sera possible d'analyser et d'interpréter les résultats obtenus.

DANS Dernièrement modélisation informatique processus physiques réalisés à l'aide de divers Vous pouvez trouver un grand nombre de travaux réalisés sous Matlab. De telles études permettent d’étudier toutes sortes de processus physiques que les humains ne peuvent pas observer en réalité.

La modélisation informatique est largement utilisée dans l’industrie. Avec son aide, de nouveaux produits sont développés, de nouvelles machines sont conçues, leurs conditions de fonctionnement sont définies et des tests virtuels sont effectués. Si le modèle compilé présente un degré d’adéquation suffisant, on peut affirmer que les résultats vrais tests sera similaire aux virtuels. En plus d'étudier les propriétés d'un système particulier, vous pouvez développer sur un ordinateur apparence produit fini, définissez ses paramètres. Cela minimise le nombre de défauts pouvant survenir à la suite de calculs techniques inexacts.

Il ne fait aucun doute que la modélisation informatique de divers processus physiques a considérablement accéléré le processus de développement de produits techniques, tout en permettant aux développeurs d'économiser beaucoup d'argent sur l'assemblage de modèles de test. Avec l'aide du moderne Puissance de calcul Et logiciel les ingénieurs peuvent simuler le fonctionnement de composants individuels et d'assemblages de systèmes complexes, ce qui réduira le nombre de tests physiques requis avant le lancement d'un nouveau produit. Les fabricants peuvent également calculer le coût de développement après modélisation à l'aide Systèmes CAO plutôt que d'attendre la fin des tests physiques du produit.

L'industrie moderne, lorsqu'elle lance de nouveaux produits, est confrontée à des problèmes tels que le temps nécessaire au développement d'un nouveau produit et les coûts de développement. Et dans les industries automobile et aérospatiale, il est presque impossible de se passer de la modélisation CAO, car la modélisation permet d'accélérer considérablement le développement et de réduire les coûts, ce qui est très important sur le marché moderne. Historiquement, l'émergence de la modernité systèmes informatiques, capables de simuler les propriétés dynamiques d'objets sous diverses influences, ont relégué au second plan la modernisation des bancs d'essais physiques, ainsi que le développement des méthodes d'essai. De nombreuses organisations tentent de choisir la modélisation car elle nécessite un coût et un temps de développement minimes. Cependant, dans certaines études, seul le processus de test physique du produit peut fournir une réponse précise. Pas plus interaction étroite Entre les modèles électroniques et les tests physiques, de nombreuses organisations peuvent devenir trop dépendantes des modèles informatiques pour le développement, ce qui, s'ils sont mal utilisés, peuvent par la suite entraîner des pannes inattendues d'équipements coûteux.

Dans l'industrie automobile, la modélisation informatique devient partie intégrante, car les conceptions voitures modernes sont devenus beaucoup plus sophistiqués et les systèmes de modélisation informatique se sont considérablement améliorés. Cependant, malheureusement, de nombreux fabricants réduisent au minimum les tests physiques des produits, en s'appuyant sur les résultats de simulations informatiques.

Les processus de tests physiques n’ont pas suivi le rythme de la modélisation informatique pour améliorer les techniques. Les ingénieurs de test essaient généralement d’effectuer les tests minimaux nécessaires sur un produit. Le résultat est des répétitions de tests plus fréquentes pour obtenir des résultats plus fiables ou leur confirmation. S'appuyer uniquement sur une modélisation informatique sans tests physiques peut entraîner des conséquences très graves à l'avenir, car le modèle mathématique du produit, sur la base duquel le processus de calcul des propriétés dynamiques est effectué, est créé avec certaines hypothèses, et vrai travail Le produit peut se comporter légèrement différemment de ce qui apparaît sur votre moniteur.

La modélisation informatique entretient une relation symbiotique avec les tests physiques des équipements, ce qui permet (contrairement à un modèle informatique) d'obtenir des données expérimentales. Par conséquent, le retard dans les technologies de test des appareils finis, avec une telle augmentation des capacités la technologie informatique, peut conduire à des économies inutiles sur les échantillons expérimentaux, avec des problèmes ultérieurs dans les produits finis. La précision des modèles dépend directement des données d'entrée sur le comportement du modèle (description mathématique) dans diverses conditions.

Bien entendu, les éléments du modèle ne peuvent pas inclure tous options possibles et les conditions de comportement de certains composants, puisque la complexité des calculs et la lourdeur du modèle mathématique deviendraient tout simplement énormes. Pour simplifier le modèle mathématique, certaines hypothèses sont faites qui « ne devraient pas » avoir un impact significatif sur le fonctionnement du mécanisme. Mais malheureusement, la réalité est toujours bien plus dure. Par exemple, un modèle mathématique ne sera pas en mesure de calculer le comportement de l'appareil en cas de microfissures dans le matériau ou en cas de changement soudain de temps, ce qui peut conduire à une répartition des charges complètement différente dans la structure. Les données expérimentales et les données calculées diffèrent assez souvent les unes des autres. Et cela doit être rappelé.

Les tests physiques des équipements présentent un autre avantage important. Il s'agit de la capacité de signaler des défauts aux ingénieurs lors de l'élaboration de modèles mathématiques, et constitue également une bonne opportunité pour découvrir de nouveaux phénomènes et améliorer les anciennes méthodes de calcul. Après tout, vous devez convenir que si vous conduisez formule mathématique variables, alors le résultat dépendra des variables et non de la formule. La formule restera toujours constante, et seul un véritable test physique pourra la compléter ou la modifier.

L'émergence de nouveaux matériaux dans toutes les branches de l'industrie moderne crée problèmes supplémentaires pour la modélisation informatique. Si les ingénieurs continuaient à utiliser des matériaux éprouvés et à les améliorer descriptions mathématiques alors oui, les problèmes de modélisation seraient bien moindres. Mais l’émergence de nouveaux matériaux nécessite des tests physiques obligatoires des produits finis contenant ces matériaux. Cependant, de nouveaux éléments apparaissent de plus en plus sur le marché et les tendances de croissance ne font que s'accentuer.

Par exemple, les industries aéronautique et automobile ont rapidement adopté les matériaux composites en raison de leur bon rapport résistance/poids. L’un des principaux problèmes de la modélisation informatique est l’incapacité du modèle à prédire avec précision le comportement d’un matériau qui souffre de certains désavantages en termes de performances par rapport à l’aluminium, à l’acier, au plastique et à d’autres matériaux utilisés depuis longtemps dans cette industrie.

La validation des modèles informatiques pour les matériaux composites a crucial au stade de la conception. Après avoir effectué les calculs, il est nécessaire d'assembler un banc d'essai sur une pièce réelle. Lors de la conduite tests physiques Pour mesurer la déformation et la répartition des charges, les ingénieurs se concentrent sur les points critiques déterminés à l'aide d'un modèle informatique. Les jauges de contrainte sont utilisées pour collecter des informations sur les points critiques. Ce processus n'est surveillé que pour détecter les problèmes attendus susceptibles de créer des angles morts dans le processus de test. Sans recherche approfondie, l’authenticité d’un modèle peut être confirmée alors qu’elle ne l’est pas.


Il existe également un problème avec les technologies de mesure progressivement obsolètes, par exemple les jauges de contrainte et les thermocouples ne permettent pas de couvrir toute la plage de mesure requise. Pour la plupart, les capteurs traditionnels ne sont capables de mesurer la valeur requise qu'en zones séparées, ne vous permettant pas de pénétrer profondément dans l'essence de ce qui se passe. En conséquence, les scientifiques sont obligés de s'appuyer sur des processus prémodélisés qui montrent les vulnérabilités et obligent les testeurs à accorder une attention accrue à l'un ou l'autre nœud du système testé. Mais comme toujours, il y a une chose. Cette approche fonctionne bien pour les matériaux éprouvés et bien étudiés, mais pour les conceptions incluant de nouveaux matériaux, elle peut être nocive. Par conséquent, les ingénieurs concepteurs de tous les secteurs tentent de mettre à jour autant que possible les anciennes méthodes de mesure, ainsi que d’en introduire de nouvelles qui permettront des mesures plus détaillées que les anciens capteurs et techniques.

La technologie des jauges de contrainte est restée pratiquement inchangée depuis son invention il y a plusieurs décennies. Les nouvelles technologies telles que , sont capables de mesurer l'intensité du champ et la température dans leur intégralité. Contrairement aux technologies traditionnelles de jauges de contrainte, qui ne peuvent collecter des informations qu'aux points critiques, les capteurs à fibre optique peuvent collecter des données continues sur les contraintes et la température. Ces technologies sont bien plus utiles lors de la réalisation d’essais physiques, car elles permettent aux ingénieurs d’observer le comportement de la structure étudiée aux points critiques et entre eux.

Par exemple, des capteurs à fibre optique peuvent être intégrés à l’intérieur de matériaux composites pendant les temps d’arrêt pour mieux comprendre les processus de durcissement. Un inconvénient courant, par exemple, peut être le processus de froissement dans l'une des couches de matériau, ce qui provoque une Stress mécanique. Ces processus sont encore très mal compris et il existe très peu d’informations sur les contraintes et les déformations à l’intérieur des matériaux composites, ce qui rend quasiment impossible leur application de modélisation informatique.

Les technologies obsolètes de jauges de contrainte sont tout à fait capables de détecter les déformations résiduelles dans les matériaux composites, mais uniquement lorsque le champ de déformation atteint la surface et que le capteur est installé strictement dans dans la bonne place. D’un autre côté, les technologies de mesure spatiale continue telles que la fibre optique peuvent mesurer toutes les données d’intensité de champ au niveau et entre les points critiques. Il a également été mentionné précédemment que des capteurs à fibre optique pouvaient être intégrés dans des matériaux composites pour étudier les processus internes.

Le processus de développement est considéré comme terminé lorsque le produit a réussi tous les tests et a commencé à être expédié aux consommateurs. Cependant, le niveau actuel permet aux fabricants de recevoir les premiers rapports sur leurs produits immédiatement après que les utilisateurs commencent à les utiliser. En règle générale, immédiatement après la sortie d'un produit en série, les travaux de modernisation commencent.

Modèles informatiques et les tests physiques vont de pair. Ils ne peuvent tout simplement pas exister les uns sans les autres. La poursuite du développement la technologie nécessite une interaction maximale entre ces outils de conception. Les investissements dans l'avancement des données de recherche physique nécessitent au départ des investissements importants, mais le « retour » plaira également. Mais, malheureusement, la plupart des développeurs essaient d'obtenir des avantages ici et maintenant et ne se soucient pas du tout des perspectives à long terme, dont les avantages sont généralement bien plus importants.

Ceux qui cherchent à assurer l’avenir à long terme de leurs produits chercheront à mettre en œuvre des méthodologies et des éléments de test de produits plus innovants et plus fiables, tels que les mesures de fibre optique. La combinaison des technologies de modélisation informatique et de tests physiques ne fera que se renforcer à l’avenir, car elles se complètent.

, astrophysique, mécanique, chimie, biologie, économie, sociologie, météorologie, autres sciences et problèmes appliqués dans divers domaines de la radioélectronique, du génie mécanique, de l'industrie automobile, etc. Les modèles informatiques sont utilisés pour acquérir de nouvelles connaissances sur l'objet modélisé ou pour approximer le comportement de systèmes trop complexes pour une étude analytique.

La construction d'un modèle informatique repose sur l'abstraction de la nature spécifique des phénomènes ou de l'objet original étudié et comprend deux étapes : la création d'abord d'un modèle qualitatif puis d'un modèle quantitatif. La modélisation informatique consiste à réaliser une série d'expériences informatiques sur un ordinateur dont le but est d'analyser, d'interpréter et de comparer les résultats de la modélisation avec le comportement réel de l'objet étudié et, si nécessaire, d'affiner ultérieurement le modèle, etc.

Les principales étapes de la modélisation informatique comprennent :

Il existe des modèles analytiques et de simulation. Dans la modélisation analytique, les modèles mathématiques (abstraits) d'un objet réel sont étudiés sous la forme d'équations algébriques, différentielles et autres, ainsi que ceux impliquant la mise en œuvre d'une procédure de calcul sans ambiguïté conduisant à leur solution exacte. À modélisation par simulation les modèles mathématiques sont étudiés sous la forme d'un ou plusieurs algorithme(s) reproduisant le fonctionnement du système étudié par exécution séquentielle grande quantité opérations élémentaires.

Utilisation pratique

La modélisation informatique est utilisée pour un large éventail de tâches, telles que :

  • analyse de la répartition des polluants dans l'atmosphère
  • concevoir des écrans antibruit pour lutter contre la pollution sonore
  • conception de véhicules
  • simulateurs de vol pour la formation des pilotes
  • Prévision météo
  • émulation du fonctionnement d'autres appareils électroniques
  • prévoir les prix sur les marchés financiers
  • étude du comportement des bâtiments, des structures et des pièces sous charge mécanique
  • prédire la résistance des structures et leurs mécanismes de destruction
  • conception processus de production, par exemple chimique
  • gestion stratégique de l'organisation
  • recherche sur le comportement systèmes hydrauliques: oléoducs, conduites d'eau
  • modélisation de robots et manipulateurs automatiques
  • modélisation de scénarios de développement urbain
  • modélisation des systèmes de transport
  • crash-tests simulés
  • modéliser les résultats de la chirurgie plastique

Différents domaines d'application des modèles informatiques ont des exigences différentes quant à la fiabilité des résultats obtenus avec leur aide. La modélisation de bâtiments et de pièces d'avion nécessite haute précision et le degré de confiance, tandis que des modèles d'évolution des villes et des systèmes socio-économiques sont utilisés pour obtenir des résultats approximatifs ou qualitatifs.

Algorithmes de simulation informatique

  • Méthode du circuit de composants
  • Méthode des variables d'état

voir également

Liens


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Voyez ce qu'est « Modélisation informatique » dans d'autres dictionnaires :

    MODÉLISATION INFORMATIQUE- Littéralement - utiliser un ordinateur pour simuler quelque chose. Habituellement, la pensée ou le comportement d'une personne est modélisé. Autrement dit, des tentatives sont faites pour programmer l'ordinateur afin qu'il agisse de la même manière que... ... Dictionnaire en psychologie

    La modélisation est l'étude des objets de connaissance sur leurs modèles ; construire et étudier des modèles d'objets, de processus ou de phénomènes réels afin d'obtenir des explications de ces phénomènes, ainsi que de prédire des phénomènes d'intérêt... ... Wikipédia

    La vision par ordinateur est la théorie et la technologie de création de machines capables de détecter, suivre et classer des objets. En tant que discipline scientifique, la vision par ordinateur fait référence à la théorie et à la technologie de création de systèmes artificiels... ... Wikipédia

    Modélisation sociale- une méthode scientifique de compréhension des phénomènes et processus sociaux en reproduisant leurs caractéristiques sur d'autres objets, c'est-à-dire des modèles spécialement créés à cet effet. Le besoin de M. s. en raison de la récente augmentation des besoins... Ouvrage de référence sociologique

    Coupe transversale d'un volume simulé d'une épaisseur de 15 Mpc/h dans l'Univers moderne (redshift z=0). La densité de la matière noire est représentée, avec un bon ... Wikipedia

    M. est une imitation de situations naturelles dans lesquelles une personne devrait idéalement se comporter comme s'il s'agissait d'une situation réelle. L'avantage du modèle est qu'il permet au sujet de réagir à la situation sans faire face à des dangers... ... Encyclopédie psychologique

    La demande de « Logiciel » est redirigée ici. Voir aussi d'autres significations. Le logiciel (le logiciel de prononciation n'est pas recommandé, ou plutôt non recommandé), avec le matériel, est l'élément d'information le plus important... Wikipédia

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    La modélisation- (militaire), une méthode de recherche théorique ou technique d'un objet (phénomène, système, processus) en créant et en étudiant son analogue (modèle), afin d'obtenir des informations sur système réel. M. peut être physique, logique, mathématique... ... Dictionnaire des frontières

    La modélisation informatique est l'un des méthodes efficacesétudier les systèmes complexes. Les modèles informatiques sont plus faciles et plus pratiques à étudier en raison de leur capacité à réaliser ce qu'on appelle. expériences informatiques, dans les cas où des expériences réelles... ... Wikipédia


Soit un ensemble d'ordinateurs (nœuds de calcul) en interaction, mettant en œuvre une représentation d'un objet, d'un système ou d'un concept sous une forme différente de la forme réelle, mais proche de la description algorithmique, comprenant un ensemble de données caractérisant les propriétés du système et du système. dynamique de leur évolution dans le temps.

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À propos de la modélisation informatique

Les modèles informatiques sont devenus un outil courant modélisation mathématique et sont utilisés en physique, astrophysique, mécanique, chimie, biologie, économie, sociologie, météorologie, autres sciences et problèmes appliqués dans divers domaines de la radioélectronique, du génie mécanique, de l'industrie automobile, etc. Les modèles informatiques sont utilisés pour acquérir de nouvelles connaissances sur un objet ou pour approximer le comportement de systèmes trop complexes pour une étude analytique.

La modélisation informatique est l'une des méthodes efficaces pour étudier des systèmes complexes. Les modèles informatiques sont plus faciles et plus pratiques à étudier en raison de leur capacité à réaliser ce qu'on appelle. les expériences informatiques, dans les cas où les expériences réelles sont difficiles en raison d'obstacles financiers ou physiques ou peuvent donner des résultats imprévisibles. La logique et la formalisation des modèles informatiques permettent de déterminer les principaux facteurs qui déterminent les propriétés de l'objet original étudié (ou d'une classe entière d'objets), notamment d'étudier la réponse du système physique simulé aux changements de son paramètres et conditions initiales.

La construction d'un modèle informatique repose sur l'abstraction de la nature spécifique du phénomène ou de l'objet original étudié et comprend deux étapes : d'abord la création d'un modèle qualitatif puis quantitatif. Plus les propriétés significatives sont identifiées et transférées au modèle informatique, plus celui-ci sera proche du modèle réel, plus grandes seront les capacités qu'un système utilise. ce modèle. La modélisation informatique consiste à réaliser une série d'expériences informatiques sur un ordinateur dont le but est d'analyser, d'interpréter et de comparer les résultats de la modélisation avec le comportement réel de l'objet étudié et, si nécessaire, d'affiner ultérieurement le modèle, etc.

Il existe des modèles analytiques et de simulation. Dans la modélisation analytique, les modèles mathématiques (abstraits) d'un objet réel sont étudiés sous la forme d'équations algébriques, différentielles et autres, ainsi que ceux impliquant la mise en œuvre d'une procédure de calcul sans ambiguïté conduisant à leur solution exacte. La modélisation par simulation examine modèles mathématiques sous la forme d'un ou plusieurs algorithme(s) reproduisant le fonctionnement du système étudié en effectuant séquentiellement un grand nombre d'opérations élémentaires.

Avantages de la modélisation informatique

La modélisation informatique permet de :

  • élargir la gamme des objets de recherche - il devient possible d'étudier des phénomènes non répétitifs, des phénomènes du passé et du futur, des objets qui ne sont pas reproduits dans des conditions réelles ;
  • visualiser des objets de toute nature, y compris des objets abstraits ;
  • explorer les phénomènes et processus dans la dynamique de leur déploiement ;
  • contrôler le temps (accélérer, ralentir, etc.) ;
  • effectuer des tests répétés du modèle, en le ramenant à chaque fois à son état d'origine ;
  • obtenir diverses caractéristiques d'un objet sous forme numérique ou graphique ;
  • trouver la conception optimale d'un objet sans faire de copies d'essai ;
  • mener des expériences sans risque de conséquences négatives pour la santé humaine ou l’environnement.

Principales étapes de la modélisation informatique

Nom de scène Exécution des actions
1. Énoncé du problème et son analyse 1.1. Découvrez dans quel but le modèle est créé.

1.2. Clarifier quels premiers résultats et sous quelle forme ils doivent être obtenus.

1.3. Déterminez quelles données initiales sont nécessaires pour créer le modèle.

2. Construire un modèle d'information 2.1. Déterminez les paramètres du modèle et identifiez la relation entre eux.

2.2. Évaluez quels paramètres sont influents pour une tâche donnée et lesquels peuvent être négligés.

2.3. Décrire mathématiquement la relation entre les paramètres du modèle.

3. Développement d'une méthode et d'un algorithme de mise en œuvre d'un modèle informatique 3.1. Choisir ou développer une méthode pour obtenir les premiers résultats.

3.2. Créez un algorithme pour obtenir des résultats en utilisant les méthodes sélectionnées.

3.3. Vérifiez l'exactitude de l'algorithme.

4. Développement d'un modèle informatique 4.1. Sélectionnez les moyens de mise en œuvre logicielle de l'algorithme sur un ordinateur.

4.2. Développer un modèle informatique.

4.3. Vérifiez l'exactitude du modèle informatique créé.

5. Mener l'expérience 5.1. Élaborer un plan de recherche.

5.2. Menez une expérience basée sur le modèle informatique créé.

5.3. Analyser les résultats obtenus.

5.4. Tirer des conclusions sur les propriétés du modèle prototype.

Au cours du processus de réalisation d'une expérience, il peut devenir évident que vous avez besoin de :

  • ajuster le plan de recherche;
  • choisir une méthode différente pour résoudre le problème ;
  • améliorer l'algorithme d'obtention des résultats ;
  • clarifier le modèle d'information;
  • apporter des modifications à l'énoncé du problème.

Dans ce cas, un retour à l’étape appropriée se produit et le processus recommence.

Utilisation pratique

La modélisation informatique est utilisée pour un large éventail de tâches, telles que :

  • analyse de la répartition des polluants dans l'atmosphère ;
  • concevoir des écrans antibruit pour lutter contre les nuisances sonores ;
  • conception

La science physique est inextricablement liée à la modélisation mathématique depuis l’époque d’Isaac Newton (XVIIe-XVIIIe siècles). I. Newton a découvert les lois fondamentales de la mécanique, la loi de la gravitation universelle, en les décrivant dans le langage mathématique. I. Newton (avec G. Leibniz) a développé le calcul différentiel et intégral, qui est devenu la base de l'appareil mathématique de la physique. Toutes les découvertes physiques ultérieures (en thermodynamique, électrodynamique, physique atomique, etc.) ont été présentées sous la forme de lois et de principes décrits en langage mathématique, c'est-à-dire sous forme de modèles mathématiques.

On peut dire que la solution théorique à tout problème physique est la modélisation mathématique. Cependant, la possibilité solution théorique d’un problème est limité par le degré de complexité de son modèle mathématique. Plus le processus physique décrit avec son aide est complexe, plus le modèle mathématique est complexe et plus il devient difficile d'utiliser un tel modèle pour les calculs.

Dans la situation la plus simple, la solution au problème peut être obtenue « manuellement » analytiquement. Dans la plupart des situations pratiques, il n’est pas possible de trouver une solution analytique en raison de la complexité mathématique du modèle. Dans ce cas, des méthodes numériques sont utilisées pour résoudre le problème, dont la mise en œuvre efficace n'est possible que sur un ordinateur. En d’autres termes, la recherche physique basée sur des modèles mathématiques complexes est réalisée à l’aide de modélisation mathématique informatique. À cet égard, au XXe siècle, parallèlement à la division traditionnelle de la physique en physique théorique et expérimentale, une nouvelle direction est apparue : la « physique computationnelle ».

L’étude des processus physiques sur un ordinateur est appelée une expérience informatique. Ainsi, la physique computationnelle construit un pont entre la physique théorique, dont elle tire des modèles mathématiques, et la physique expérimentale, mettant en œuvre une expérience physique virtuelle sur ordinateur. Usage infographie lors du traitement des résultats de calcul, il fournit une clarté de ces résultats, ce qui est la condition la plus importante pour leur perception et leur interprétation par le chercheur.

La physique, en tant que discipline académique, offre le plus large éventail d'applications des technologies électroniques en tant qu'outil pédagogique. Il s'agit de la modélisation de processus physiques (démonstration et laboratoire), de systèmes de formation, de contrôle informatique, de simulateurs, de générateurs de tâches individuelles pour résoudre des problèmes. Il peut également s'agir de systèmes de référence et d'information, de systèmes de contrôle d'expérimentation et, enfin, de réalisation de calculs divers (notamment lors du traitement des résultats d'un atelier de laboratoire).

L'ordinateur vous permet de créer des modèles dynamiques, car il réagit aux actions de l'utilisateur de manière similaire à la réaction d'un objet réel. Les modèles informatiques offrent une plus grande flexibilité pour mener des expériences tout en résolvant des problèmes expérimentaux ; ils permettent de ralentir ou d'accélérer le passage du temps, de comprimer ou d'étirer l'espace, de compléter le modèle avec un graphique, un tableau, une animation, de répéter ou de changer la situation.

L'ordinateur comme outil de contrôle objet technique, qui occupe une place particulière dans l'amélioration de la technologie et de la méthodologie des expériences physiques, peut remplir les fonctions suivantes :

Instrument de mesure;

Contrôle des processus physiques ou du comportement d'un objet ;

Contrôle d'une expérience physique ou d'un objet technique ;

Divers traitements des résultats expérimentaux.

Efficacité formation en informatique est déterminé par un certain nombre de facteurs : les capacités didactiques de l'ordinateur, le potentiel pédagogique des technologies multimédias et l'organisation du processus éducatif dans lequel les possibilités de nouveaux technologies de l'information se révèlent le plus pleinement.

Technologies multimédia peut être utilisé dans le cadre de la mise en œuvre de tels modèles Activités éducatives, comme une découverte indépendante et contrôlée des connaissances. Les outils électroniques existants pour développer des applications multimédias peuvent être utilisés dans processus éducatif pour la création de supports pédagogiques multimédias. L'utilisation d'un outil didactique tel que le multimédia dans le processus éducatif présentation pédagogique vous permet d'augmenter le degré d'assimilation par les étudiants des informations pédagogiques qu'ils reçoivent.

Les technologies Flash, dont l'utilisation est actuellement pertinente, peuvent être utilisées comme telle application multimédia.

Flash est la technologie la plus populaire qui vous permet de créer divers contenus multimédias et applications interactives pour tous types de domaines d'activité. Flash est un package permettant de créer et d'enregistrer un format d'infographie animée en deux dimensions.