☰ Year plan · Communication Technology (Arabic)

النماذج والمحاكاة

Week 10 · Chapter 11 Simulations: models and modelling, simulating with a spreadsheet, random numbers and Monte Carlo, queues · 3 lessons
1

النماذج: نسخة مبسّطة من العالم الحقيقي

ICT Secondary 1 Term 1, Chapter 11: pp. 153–166
الهدفأقول ما يُبقيه النموذج وما يتركه، وأصنّف نموذجًا إلى ثابت أو ديناميكي، وحتمي أو احتمالي.
كلمات جديدة
النموذج (⁦model⁩) · نسخة مبسطة من شيء حقيقي تُبقي المهم فقطنموذج ثابت / ديناميكي · لا يتغير مع الزمن / يتغير مع الزمننموذج حتمي (⁦deterministic⁩) · المدخلات نفسها تعطي النتيجة نفسها دائمًانموذج احتمالي (⁦probabilistic⁩) · الصدفة جزء من النموذج فتتنوع النتائج
الشرح

النموذج نسخة مبسطة من شيء حقيقي. خريطة الطرق تُبقي الطرق وأسماءها وتترك الأشجار وواجهات المتاجر، لأن الغاية منها هي العثور على الطريق. والنموذج مفيد لأنه أبسط من الشيء الحقيقي. ويمكن تصنيف النماذج بطريقتين. النماذج الثابتة لا تتغير مع الزمن (خريطة، ووصفة لأربعة أشخاص)، والنماذج الديناميكية تتغير مع الزمن (نمو المدخرات على مر السنين، والتنبؤ بالطقس). والنماذج الحتمية تعطي النتيجة نفسها كلما أعطيتها المدخلات نفسها (صيغة تجمع سعرين)؛ والنماذج الاحتمالية فيها صدفة، فتتنوع النتائج من تشغيل إلى آخر (رمي حجر نرد في نموذج للعبة لوحية). ولصنع النموذج خطوات: نحدد الغاية، ونختار الحقائق المهمة، ونبني النموذج، ونختبره بمقارنته بالواقع، ونحسّنه. وإذا أظهر الاختبار أن النموذج خاطئ فلا نلوم الواقع، بل نعود إلى اختيار الحقائق. والنموذج ليس الحقيقة كلها أبدًا، لكن النموذج الجيد يكفي لغايته.

أمثلة محلولة
النموذجيتغير مع الزمن؟فيه صدفة؟
خريطة المدينةلا (ثابت)لا (حتمي)
وصفة لأربعةلا (ثابت)لا (حتمي)
نمو المدخراتنعم (ديناميكي)لا (حتمي)
التنبؤ بالطقسنعم (ديناميكي)نعم (احتمالي)
نرد اللعبة اللوحيةنعم (ديناميكي)نعم (احتمالي)
نصنّف خمسة نماذج. خريطة المدينة لا تتغير مع الزمن (ثابتة) وتعطي الإجابة نفسها كل مرة (حتمية). ونمو المدخرات يتغير عامًا بعد عام (ديناميكي) ويتبع صيغة (حتمي). ولعبة النرد تتغير بالصدفة (احتمالية).
نُبقينترك
البوابات والسلالمألوان الجدران
الحجرات وأرقامهاالملصقات
علامات الطوابق (أُضيفت بعد الاختبار)من يجلس أين
نموذج خريطة مدرسة للتلاميذ الجدد: الغاية العثور على الفصل. نُبقي: البوابات والسلالم والحجرات وأرقامها. ونترك: ألوان الجدران والملصقات ومن يجلس أين. فإذا ظل تلميذ جديد يضيع فالاختبار يبين أن حقيقة ناقصة (مثل علامة الطابق)، فنحسّن النموذج.
نشاط الفصل

اختر شيئًا حقيقيًا، مثل طريقك إلى المدرسة. اكتب غاية نموذج له، وثلاث حقائق تبقيها وثلاثًا تتركها، وطريقة لاختبار جودة نموذجك. هل هو ثابت أم ديناميكي؟

تدرّب
1
لماذا يترك النموذج بعض التفاصيل؟
2
هل نموذج التنبؤ بالطقس حتمي أم احتمالي؟ ولماذا؟
3
رتب خطوات النمذجة: الاختبار، الغاية، البناء، اختيار الحقائق، التحسين.
4
أظهر الاختبار أن النموذج يعطي نتائج خاطئة. ماذا تفعل؟