モデル化とシミュレーション

１．モデルとは
（１）　モデルの必要性

（２）モデルによる問題解決

・現実に存在する複雑な問題を抽象化し、わかりやすくしたもの。
・モデル化の利点
　問題の本質が明確になる。
　費用のかかるものも行える。
　解決方法の結果を繰り返し、いろいろためしてみることができる。＜−教育的利点：自分でとことん答えを探す。
　危険なものも安全に行える。

２．モデル化の種類とシュミレーション

注意：いろいろな文献にてモデル化の種類やシュミレーションの定義があり、ダフりや微妙に異なった解釈がある。ここでは、そのいろいろなものについて説明するが、各自の頭の中でまとめること。

（１）モデルの分類
ａ．物理モデル
・縮小したモデル（船・飛行機・プラント）
・一部分を取り出したモデル（電車でＧｏ、フライトシュミレータ）
ｂ．論理モデル
・数理モデル
　　数学的な公式によって表現・解決方法が決定される。計算で求められる。
・手続きモデル
　　その事象の状況、事象の変化等を記述してモデルを構成する。
例１：ガラガラのくじのあたる確立
　方法１ 　実際のガラガラのくじの装置を持ってきてためして見る。
　方法２　入っているあたりくじの数から確立計算して求める　
　方法３　コンピューター内部でくじを引くプログラムを作って動かしてみる。

補足：数理モデルでとける問題とけない問題
・人工衛星の軌道 は数理モデルでとける。
・あるビルの上から葉っぱを落としたらどこに落ちるか
　　数理モデルだと、風、葉っぱの状態等いろいろ計算しなくてはいけないので事実上不可能
　　実際に落としてみてシュミレートする。

（２）シミュケーションの定義
　基本的には数理モデル以外
・モデルをもとに、そのモデルを動かし、結果を見ること（広義）
・物理的なモデルやコンピュータ内のモデルを動かし、結果を見ること（狭義）
・上記の手続きモデルをシミュレーション・モデルと呼ぶこともある。

（３）シミュレーションのいろいろな区分
　ａ．連続モデル
　　システム状態を表す変数が時間とともに連続的に変化していくもの
　　　・冷蔵庫の温度の変化
　　　・走っている車のまわりの空気の動き
　ｂ．離散モデル
　　システムの変化をもたらす出来事が時間が経過にそってで離散的（不連続的）に発生するもの
　　　・マクドナルドの客の列（待ち行列）
　　　・車の渋滞の様子

３．いろいろな教材
・ＩｎｆｏＳｔａｄｉｏ
http://www.infostudio.ne.jp/index.html
いろいろなシュミレーションの教材や高校「情報」に関した情報があります。
・物理中心のシュミレーションサイトです。
http://www.phy.ntnu.edu.tw/java

他にもいろいろありので探してみましょう。