بحث عن علم المحاكاة

بسم الله الرحمن الرحيم

سأقدم بحث عن علم المحاكاة واليكم التفاصيل

المحاكاة (بالإنكليزية: Simulation) هي عملية تقليد لأداة حقيقية أو عملية فيزيائية أو حيوية. تحاول المحاكاة ان تمثل وتقدم الصفات المميزة لسلوك نظام مجرد أو فيزيائي بوساطة سلوك نظام آخر يحاكي الأول. وهي محاولة إعادة عمليه ما في ظروف اصطناعية مشابهة إلى حد ما الظروف الطبيعية.

تهدف المحاكاة إلى دراسة وبناء نماذج و/أو برمجيات لتقليد نظام حقيقي قائم أو مزمع إنشاء، وذلك بهدف دراسة النتائج المتوقعة.

و يتصل علم أو فن المحاكاة اتصالا شديدا بالرياضيات خاصة الرياضيات الرقمية والفيزياء وعلم المعلومات

طرق المحاكاة

أستخدمت العديد من الطرق والوسائل في محاولة لمحاكاة تجربة والتنبؤ بنتائجها :

بناء نموذج: يتمّ بناء نموذج يكون نسخة مطابقة غالبا بحجم أصغر. ويتم تنفيذ الاختبارات على النموذج ودراسة النتائج.

المحاكة المحوسبة: من الطرق المستخدمة أيضاً المحاكة باستخدام الحاسوب، حيث يتم كتابه برنامج للشيء المراد فحصه يوافق مواصفاته في الواقع، ثم يوضع هذا البرنامج ضمن ظروف برمجية مشابهة للواقع، وفي النهاية ينظر إلى النتائج.. وتستخدم المحاكاه لتجربة أمور نظرية من الصعب تطبيقها في الواقع. من أشهر برمجيّات المحاكاة الماتلاب.

فوائد المحاكاة

لها دور هام في دراسة وتنفيذ التجارب لمعضلات معقدة ومختلفة

يساعد استخدمام أسلوب المحاكاه على ملاحظة التغيرات التي تطرأ على صياغة المعضلة.

دراسة النظام ومشاهدة نتائه بصورة واضحة.

يساعد في تدريب الاختصاصيين والطلبة على الاسسس المطلوبة في التحليلات العلمية

اكساب الخبرة للعاملين في مجال المحاكاه لاي نظام.

الحصول على معلومات واستنتاجات لمواقف مستقبلية.

يمكن استخدامه لاحتبار الأنظمة قبل تطبيقها على الواقع

توفير المال قبل التصنيع باختبار وتوقع جودة المنتج.

التنبؤ بسلوك المنتج في ظروف نادرة.

الدراسة الأكاديمية

إستخدمات المحاكاة

تشيع أنظمة المحاكاة (بالإنكليزية: simulator) في الطيران المدني والحربي حيث يتمرن الطيارون الجدد على أجهزة محاكات تكون صورة طبق الأصل مما قد يجري على الطبيعة. ممّا يمكّن الطيارين من التحكم في الأحوال الحرجة مثل العواصف أو عطل أحد المحركات، حيث تجعلهم وكأنهم يقودون طائرة حقيقية مع فرق بسيط هو أنه أثناء المحاكات مسموح لهم بالخطئ الشيء الذي قد يكون مميتا إذا حدث في الواقع.

هناك محاكاة أيضا في التقنية وهندسة الأمان (بالإنكليزية: safety engineering) حيث يكون الهدف فحص بعض سيناريوهات العمل في العالم الحقيقي واختبار أمن بعض العمليات أو حتى مدى جدواها العلمية والاقتصادية. وقد ابتكرت فكرة أنظمة المحاكاة في ناسا من أجل تدريب رواد الفضاء على قيادة مركبة الفضاء، أو مركبة الهبوط على القمر، وكان المهندسون المختصون في هيوستن يرتبون للرواد برامج معينة تمثل مشاكل أو أعطال قد تواجه رواد الفضاء على الطبيعة، من أجل تعويدهم على التصرف السريع واستعادة تحكمهم في المركبة. وأحيانا كان يخرج رائد الفضاء ممتعضا من نظام المحاكاة بسبب ما يفعله معهم المهندسون أثناء التدريب.

و باستخدام المحاكاة فإنه يمكن توفير الكثير من المال حيث أنك ترى في الحاسوب إن كان اختراعك أو آلتك توافق المواصفات التي تريدها كما أنك تستطيع أن تتحقق من أمان طائرتك أو سفينتك وكل هذا قبل أن تقوم ببنائهما في الواقع. فمثلا قبل بناء سفينة يتم اشتقاق نموذج للسفينة والنموذج هو عبارة عن عدة معادلات رياضية تصف علاقة المميزات الفيزيائية للسفينة ببعضها كعلاقة الدفع بوزن السفينة وكمية الوقود المستهلكة، هذه العلاقة قد تكون أكثر أهمية للطائرات مثلا حيث تعطي هذه العلاقة مدى الطائرة إلخ...

تعرف أفانز أند ساذرلاند المحاكاة بأنها نموذج تشغيل حقيقي أو نظام مقترح لعملية بيئية، تستخدم فيها شبكات الاتصالات الحديثة للوصول إلى هذا العالم الافتراضي، ونظرا للميزات والخصائص التي تقدمها هذه الوسائط فأنها تمكننا من عبور العديد من حدود : الفئات العمريه، والتخصصات الاكاديميه، المهن، والمواقع الجغرافية، فضلا عن الثقافيه والدينية والاجتماعية والاقتصادية.

كما تستخدم المحاكات في عدة مجالات أخرى بما فيها النمذجة للجمل الطبيعية والأجهزة البشرية لمحاولة استكشاف تفاصيل هذه العملية.

كما تستخدم المحاكات كأسلوب رياضي أو منطقي لمعالجة المعضلات يتم تنفيذه باستخدام الحاسوب حيث تتدخال أنواع متعددة من العلاقات الرياضية والمنطقية الضرورية لوصف سلوك وهيئة نظام لعالم حقيقي معقد ولفترات زمنية طويلة

أنواع المحاكاة

يمكن تصنيف أنواع المحاكات على عدة أسس لكن أهمها هو تصنيف المحاكات على أساس طبيعة الميزة التي نحاكيها وعلى أساس ذلك يكون هناك :

محاكاة باستخدام الأحداث المنفصلة

المحاكاة المتواترة (continuous)

المحاكاة المختلطة (Hybrid Simulation).