9

_{––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––}

Министерство образования Российской Федерации

Петрозаводский государственный университет

А. В. Коросов

Имитационное моделирование

в среде MS Excel

(на примерах из экологии)

Петрозаводск

2002

УДК 28.08:22.172

К686

Рецензенты:

член.-корр. РАН, профессор, доктор биологических наук Э. В. Ивантер;

доцент, кандидат физико-математических наук В. Б. Ефлов;

доцент, кандидат физико-математических наук С. Р. Богданов

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Петрозаводского государственного университета

Коросов А. В.

К686 Имитационное моделирование в среде MS Excel (на примерах из экологии): Монография / ПетрГУ. Петрозаводск, 2002. 212 с. ISBN 5-8021-0168-7

В книге изложены основы общедоступного метода построения арифметических имитационных моделей в среде Excel. Метод позволяет конструировать описательные и динамические модели любой сложности и оценивать их параметры.

Рассмотрены идеология имитационного моделирования (основы системного подхода), процедура построения моделей (табличное программирование), приемы и примеры моделирования реальных биоэкологических объектов, в том числе аппроксимация функций, декомпозиция сложных криволинейных зависимостей на более простые, декомпозиция сложных распределений на серию нормальных, интеграция серии простых моделей в общую более сложную модель, описание динамики многокомпонентных систем с помощью латентных переменных и мн. др.

Книга адресована широкому кругу читателей, использующих компьютер для расчетов, но в первую очередь научным сотрудникам (не только биологических специальностей) и студентам.

УДК 28.08:22.172

ISBN 5-8021-0168-7 © А. В. Коросов, 2002

© Петрозаводский государственный

университет, 2002

Издание осуществлено при финансовой поддержке Института “Открытое общество. Фонд содействия” (Фонд Сороса – Россия)

Краткое содержание

	Предисловие	4
	Введение Освоение методики моделирования за 10 мин.	5
	Постановка проблемы Концепция имитационного моделирования в приложении к экологическим исследовательским задачам: ретроспективная оценка параметров.	13
1	Идеология моделирования Основы системного подхода к моделированию биоэкологических явлений: 7 принципов системного мышления, 4 рекурсивных этапа движения системной мысли, 5 этапов моделирования.	19
2	Процедура моделирования Практикум построения имитационной системы на листе Excel: техника табличного программирования, настройка имитационной модели, оптимизация функции различий, оценка параметров, расчет статистических ошибок и адекватности модели.	37
3	Приемы моделирования Типология задач имитационного моделирования; опыт решения разнообразных задач: аппроксимация, декомпозиция, ...; структурированное описание модельных понятий.	105
4	Теория оптимизации Математические основы оптимизации: методы Ньютона, градиентов.	183
	Литература Список источников по моделированию.	199
	Основное содержание Дробная рубрикация книги.	208

"…Невозможно написать учебник по построению моделей".

Р. Л. Акоф, М. Сасиени¹

Предисловие

Лет 15 тому назад автор сформулировал для себя направление поиска приемов моделирования в виде небольшого эссе "Модели — биологу". Уже тогда было понятно — чтобы войти в широкую биологическую практику, моделирование должно быть максимально простым по использованию (в программировании свои бесконечные проблемы), но абсолютно жестким по логическому оформлению (биологические высказывания должны выверяться числом). Работа в этом направлении (Ивантер, Коросов, 1992; Коросов, 1995; Коросов, 1996) позволила в конце концов наметить контуры простой процедуры построения сложных количественных описаний природных объектов. Когда идеи оформились в метод (Коросов, 1999), он был успешно апробирован при подготовке докторской диссертации по зоолого-экологической тематике (Коросов, 2000). Его следует назвать табличное программирование арифметических имитационных моделей в среде Excel. Об этом методе и пойдет речь дальше.

Трудно точно определить жанр предлагаемой книги. Это и монография, поскольку содержит главы, посвященные методологии общедоступного моделирования, описание новых моделей, оригинальные результаты исследований. Это и учебное пособие, предназначенное для пользователей ЭВМ, желающих освоить новый количественный метод (автор читает учебный курс "Компьютерные методы в экологии"). Это и вариант научно-популярной литературы, вводящей читателя в круг проблем количественной биологии. Книга может быть интересна как научным сотрудникам (биоэкологам), так и студентам (разных специальностей), а также школьникам.

Автор будет признателен всем читателям, которые пришлют свои комментарии и положительные отзывы по адресу: 185640, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33. Петрозаводский госуниверситет. Кафедра зоологии и экологии.

E-mail: korosov@karelia.ru

____________________________________________________________

¹Акоф Р. Л., Сасиени М. Основы исследования операций. М.: Мир, 1971, С. 84.

"Честная неудача не позорна; позорен страх перед неудачей".

Г. Форд¹