1 / 30

Symulacje Komputerowe

Symulacje Komputerowe. Adam Lipowski. Zak ład Fizyki Kwantowej (p.205 G-III) Tel: 8295062 e-mail: lipowski@amu.edu.pl http:// www .amu.edu.pl/~lipowski/ java/java.html. Superkomputer w ręku dziecka…. 1985. Cray X-MP: 1.2 Gflop Cost:$8,000,000 60,000 watts of power No Built in Graphics

kumiko
Download Presentation

Symulacje Komputerowe

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Symulacje Komputerowe Adam Lipowski Zakład Fizyki Kwantowej (p.205 G-III) Tel: 8295062 e-mail: lipowski@amu.edu.pl http://www.amu.edu.pl/~lipowski/java/java.html

  2. Superkomputer w ręku dziecka… 1985 Cray X-MP: 1.2 Gflop Cost:$8,000,000 60,000 watts of power No Built in Graphics 56 kbps NSFnet Backbone 2005 X-Box: ~5 Gflop peak Cost: $140 ~100 watts of power 3D Graphics (125M P/S) (100 Mbps etherNet)

  3. Symulacja [łac. simulatio] – udawanie, stwarzanie fałszywych pozorów Symulacjeto metoda aktywnego badania i nauczania, w której naśladuje się rzeczywistość w celu zdobycia doświadczeń zbliżonych do tych, jakie realizujemy w świecie realnym. Wirtualne eksperymenty - lampa wyładowcza

  4. Wikipedia (2006) Simulation- an imitation of some real thing, state of affairs, or process. The act of simulating something generally entails representing certain key characteristics or behaviors of a selected physical or abstract system. A computer simulation is an attempt to model a real-life situation on a computer so that it can be studied to see how the system works. By changing variables, predictions may be made about the behaviour of the system.

  5. Komputery w nauce: • analiza numeryczna (np. obliczenie całki metodą • trapezów) • obliczenia symboliczne (Mathematica, Maple) • zbieranie i analiza danych • zdalne eksperymenty • wizualizacja • symulacje

  6. Symulacje: Problem jest dobrze sformułowany (znane są np. równania go opisują- ce), jednak jest on zbyt trudny do ścisłej analizy matematycznej. Powodem trudności może być np., zbyt duża liczba zmiennych, nieli- niowość, przypadkowe zaburzenia (szum) itp. • Przykłady nierozwiązywalnych problemów: • problem trzech ciał (mechanika klasyczna, równania Newtona) • atom helu (mechanika kwantowa, równanie Schrödingera ) • - układy o wielu stopniach swobody: gaz, ciało stałe, ciecz, • polimery, makromolekuły,..., • - społeczeństwo, transport, ekosystem, sztuczna inteligencja,... Ale czy znamy reguły ewolucji np. ekosystemu?

  7. Cząstki elementarne Atomy Ciała makroskopowe Planety Układy planetarne Galaktyki Metagalaktyki Makromolekuły Komórki Tkanki Organizmy Społeczności Tranzystor Komputer WWW Wielkość, złożoność ‘Nauka o złożoności’ – proste reguły mogą prowadzić do skomplikowanych zachowań, struktur Interdyscyplinarność

  8. Problemy obliczeniowe złożone Komiwojażer, zagadnienie plecakowe, problem spełnialności, planowanie obciążenia dla maszyn wieloprocesorowych,... Rynki finansowe, ekosystemy, struktura białek, szkła spinowe,… Symulowane wyżarzanie, algorytmy genetyczne, algorytmy mrówkowe , przeszukiwanie tabu,... Przejścia fazowe: zagadnienie łatwe – zagadnienie trudne

  9. Symulacje układów atomowych • - Dynamika Molekularna • Monte Carlo

  10. Symulacje układów atomowych Dynamika molekularna – numeryczne rozwiązywanie równań dynamiki Newtona Symulacja układu hydrofobowego

  11. Cząsteczka C60 (fulleren) zaadsorbowana na krzemie Lokalizacja atomów wyznaczona za pomocą Dynamiki Molekularnej

  12. Struktura C60

  13. Chemia – wieloskalowe modelowanie molekularne

  14. Makromolekuły

  15. Kompleks AchE-FAS Kompleks białko-DNA http://www.ccd.bnl.gov/visualization/gallery/pdb/pdb.html

  16. Turnieje zwijania białek

  17. Model sieci metabolicznej bakterii Escherichia coli

  18. Życie – piramidalna złożoność

  19. Bioinformatyka a Internet Struktura połączeń Internetowych

  20. Odporność na zaburzenia Nieodporna na losowe usunięcie wiązań Odporna na losowe usunięcie wiązań Odporna na atak celowy Nieodporna na atak celowy Jak przeprowadzić kosztowne szczepienia ochronne?

  21. Scale-free networks - przykłady

  22. Łańcuchy pokarmowe

  23. Modelowanie Sieci • Grafy losowe • sieci rzeczywiste mają inne rozkłady statystyczne • (to nie są grafy losowe!) • scale-free networks (niezmiennicze ze względu na • zmianę skali długości) Jak powstają sieci? wzrost restrukturyzacja Geometria niestandardowa...

  24. Sieci syntaktyczne

  25. Modelowanie ewolucji języka Cele Uniwersalia lingwistyczne: fonemy, słowa, zdania, gramatyka, sieci syntaktyczne,… Pochodzenie języka (czy powstał w jednym miejscu), wymieranie języków Sztuczne (samoorganizujace się) języki np. w systemach autonomicznych robotów

  26. Czy altruizm może się opłacać? Dylemat więźnia, teoria gier,…

  27. Nauki społeczne Journal of Artificial Societies and Social Simulation Modelowanie tłumu - panika

  28. Literatura • P. Coveney, R. Highfield Granice złożoności (Prószyński i S-ka, 1997) • - D. Stauffer, H. E. StanleyOd Newtona do Mandelbrota - wstęp do fizyki • teoretycznej (WNT, 1997) • - E. OttChaos w układach dynamicznych(W.N.T., 1997) • - T. Pang Metody obliczeniowe w fizyce. Fizyka i komputery (PWN, 2001) • - D. W. HeermannPodstawy symulacji komputerowych w fizyce (WNT, 1997)

  29. Linki http://complex.upf.es/~ricard/ } Grupy badacze – modelowanie układów złożonych http://www.nd.edu/~networks/ http://www.soms.ethz.ch/ (sociodynamika, modelowanie tłumu, paniki) http://www.ica1.uni-stuttgart.de/Research/ (kolekcja filmów symulacyjnych)

  30. Fizyka na komputerze

More Related