Bài 28. Mô phỏng trên máy tính
Có những việc quá nguy hiểm, quá tốn kém, hoặc cần quá nhiều thời gian để thử trực tiếp ngoài đời - từ việc kiểm tra một cây cầu có chịu được bão hay không, đến việc dự đoán một dịch bệnh sẽ lan rộng ra sao. Bài học này giới thiệu cách máy tính giúp ta ‘thử trước’ những tình huống như vậy thông qua mô phỏng, cùng những giới hạn cần nhớ khi tin vào kết quả của nó.
- Cánh DiềuTin học 12 (Khoa học máy tính) - Chủ đề F(CS) · Bài 5. Mô phỏng được sử dụng trong nhiều lĩnh vựctr. 150
- Chân trời sáng tạoTin học 12 (Khoa học máy tính) - Bài F18. Kĩ thuật mô phỏngtr. 161
- Kết nối tri thứcTin học 12 (Khoa học máy tính) - Bài 29. Mô phỏng trong giải quyết vấn đềtr. 155–158
Bắt đầu bằng một hình dung
Trước khi cho xây một cây cầu bắc qua sông, đội kĩ sư không thể chờ đến lúc cầu xây xong rồi mới biết nó có chịu được sức nặng của dòng xe cộ hay những cơn gió mạnh hay không - nếu cầu sập vào lúc đó thì đã quá muộn, thiệt hại về người và của là không thể cứu vãn. Thay vào đó, họ dựng một mô hình của cây cầu ấy trên máy tính, đầy đủ hình dạng, vật liệu và kích thước dự kiến.
Rồi họ ‘cho’ mô hình ấy chịu đủ loại thử thách: chất thêm xe cộ cho đến khi vượt tải trọng thiết kế, thổi gió mạnh dần từ nhiều hướng, thậm chí giả lập một trận động đất nhỏ. Tất cả diễn ra bên trong máy tính - không một viên gạch nào bị đặt ngoài công trường, không một ai gặp nguy hiểm - nhưng đội kĩ sư đã thấy trước được điểm nào của cây cầu dễ gãy nhất, cần gia cố thêm ở đâu, trước khi cây cầu thật được xây dựng. Đó chính là mô phỏng.
Nội dung bài học
- 1) Mô phỏng trên máy tính là gì?
- 2) Mô phỏng xuất hiện ở đâu trong đời sống?
- 3) Vì sao mô phỏng lại hữu ích?
- 4) Giới hạn của mô phỏng
Tóm tắt lý thuyết cần nhớ
- Mô phỏng là dùng máy tính dựng một mô hình đơn giản hoá của một hiện tượng thực, rồi chạy thử mô hình đó để quan sát, dự đoán điều gì sẽ xảy ra - mà không cần làm thật ngoài đời.
- Mô phỏng được dùng trong nhiều lĩnh vực: dự báo thời tiết, mô phỏng giao thông, lan truyền dịch bệnh, thử nghiệm vật lí, huấn luyện phi công bằng buồng lái mô phỏng.
- Lợi ích chính của mô phỏng: an toàn khi thử các tình huống nguy hiểm, tiết kiệm chi phí và thời gian so với làm thật, và thử nhanh được nhiều tình huống ‘nếu... thì...’ khác nhau.
- Giới hạn của mô phỏng: kết quả chỉ đáng tin khi mô hình đúng và dữ liệu tốt; mô phỏng luôn cho ra kết quả gần đúng, không thể thay thế hoàn toàn việc quan sát thực tế.
Thuật ngữ tiếng Anh trong bài
| Tiếng Anh | Đọc là | Nghĩa |
|---|---|---|
| simulation | si-miu-lây-sần | mô phỏng Là dùng máy tính bắt chước một việc có thật để thử trước. |
| model | mo-đờl | mô hình Là thứ máy tạo ra sau khi học xong, dùng để đoán việc mới. |
Câu hỏi trắc nghiệm có đáp án
Mấy câu mẫu để bạn tự kiểm tra ngay. Trong ứng dụng, bài này có đủ 22 câu, chấm điểm tự động và giải thích từng câu sai.
simulation) trên máy tính có nghĩa là gì?- Sao chép y nguyên một sự vật thật vào máy tính, không lược bỏ chi tiết nào, để bản trong máy giống hệt bản ngoài đời
- Dùng máy tính dựng một mô hình của một hiện tượng thực rồi chạy thử, để quan sát và dự đoán mà không cần làm thật
- Chụp ảnh hoặc quay phim lại một sự việc đã xảy ra rồi chiếu lại trên máy tính cho mọi người cùng xem
- Tính toán chính xác tuyệt đối mọi kết quả có thể xảy ra trong thực tế, vì máy tính chạy nhanh và không bao giờ sai
- Dự báo thời tiết bằng cách chạy mô hình khí quyển trên máy tính
- Huấn luyện phi công bằng buồng lái mô phỏng
- Đánh số trang tự động cho một văn bản soạn thảo
- Mô phỏng lan truyền dịch bệnh trong một cộng đồng
- Vì mô hình giả định mỗi người lây cho ít người khác hơn mỗi ngày khi mọi người đeo khẩu trang
- Vì số người ban đầu mắc bệnh ở hai kịch bản là khác nhau, bên có khẩu trang bắt đầu từ ít người hơn
- Vì máy tính tính toán chậm hơn khi mô phỏng kịch bản có đeo khẩu trang nên số liệu tăng chậm lại
- Vì kịch bản có đeo khẩu trang chỉ được chạy thử trong ít ngày hơn nên chưa kịp tăng nhiều
- a)Mô phỏng cho phép thử một tình huống nguy hiểm trên máy tính mà không gây tổn hại thật ngoài đời.Đúng
- b)Kết quả của một mô phỏng luôn hoàn toàn chính xác, không phụ thuộc vào mô hình hay dữ liệu đầu vào.Sai
- c)Muốn so sánh nhiều phương án khác nhau, có thể đổi số liệu giả định rồi chạy lại mô phỏng nhiều lần.Đúng
- d)Mô phỏng có thể thay thế hoàn toàn việc quan sát, đo đạc thực tế trong mọi trường hợp.Sai
- (a) Đúng - đây chính là lợi ích an toàn của mô phỏng, thử được tình huống nguy hiểm mà không ai bị tổn hại thật.
- (b) Sai - kết quả mô phỏng phụ thuộc vào mô hình và dữ liệu đầu vào; mô hình sai hoặc dữ liệu sai sẽ cho kết quả sai lệch.
- (c) Đúng - đổi giả định đầu vào rồi chạy lại mô phỏng là cách phổ biến để so sánh nhiều phương án, đúng như lợi ích thử nhiều tình huống ‘nếu... thì...’.
- (d) Sai - mô phỏng chỉ cho kết quả gần đúng và không thể thay thế hoàn toàn việc quan sát, đo đạc thực tế.
Thử ngay: minh hoạ từng bước
Bấm từng bước để tự xem cơ chế hoạt động, hoặc bấm “Tự chạy” cho nó tiến mỗi giây một lần. Đổi được dữ liệu đầu vào - không cần đăng nhập.
Học trọn bài này trong ứng dụng
Bài giảng đầy đủ, 22 câu luyện tập chấm tự động, thi thử đúng cấu trúc đề tốt nghiệp (24 trắc nghiệm + 4 Đúng/Sai), bài thực hành máy tự chấm và gia sư AI giải thích chỗ sai.
Phần học miễn phí, không cần tạo tài khoản.
Bài liên quan - Trí tuệ nhân tạo & Học máy
Cùng mạch kiến thức với bài này, học nối tiếp cho chắc phần lí thuyết.