Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Symulacje Komputerowe Adam Lipowski Zakład Fizyki Kwantowej (p.205 G-III) Tel: 8295062

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Symulacje Komputerowe Adam Lipowski Zakład Fizyki Kwantowej (p.205 G-III) Tel: 8295062"— Zapis prezentacji:

1 Symulacje Komputerowe Adam Lipowski Zakład Fizyki Kwantowej (p.205 G-III) Tel:

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

4 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. Wikipedia (2006)

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 Komórki Tkanki Organizmy Społeczności Makromolekuły 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 białko-DNA Kompleks AchE-FAS

16 Turnieje zwijania białek

17 Model sieci metabolicznej bakterii Escherichia coli

18 Życie – piramidalna złożoność

19 Bioinformatyka Struktura połączeń Internetowych a Internet

20 Odporność na zaburzenia Nieodporna na losowe usunięcie wiązań Odporna na atak celowy Odporna na losowe usunięcie wiązań 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 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 Cele

26

27

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

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

30 Literatura -P. Coveney, R. Highfield Granice złożoności (Prószyński i S-ka, 1997) - D. Stauffer, H. E. Stanley Od Newtona do Mandelbrota - wstęp do fizyki teoretycznej (WNT, 1997) - E. Ott Chaos w układach dynamicznych (W.N.T., 1997) - T. Pang Metody obliczeniowe w fizyce. Fizyka i komputery (PWN, 2001) - D. W. Heermann Podstawy symulacji komputerowych w fizyce (WNT, 1997)

31 Linki (sociodynamika, modelowanie tłumu, paniki) (kolekcja filmów symulacyjnych) } Grupy badacze – modelowanie układów złożonych

32 Fizyka na komputerze


Pobierz ppt "Symulacje Komputerowe Adam Lipowski Zakład Fizyki Kwantowej (p.205 G-III) Tel: 8295062"

Podobne prezentacje


Reklamy Google