Выполнение лабораторной работы
Порядок выполнения работы:
1) запустите программу, имитирующую клеточный автомат - kletavt.exe.
2) введите число начальных клеток, равное единице и величину риска, равную нулю;
3) проследите за процессом “размножения” клеток, ;
4) повторите процесс для других начальных условий (исходного количества клеток), проследите как меняется “плотность популяции клеток” во времени в зависимости от их исходного количества;
5) запишите Ваши выводы;
6) вновь запустите программу и для вашего варианта (см. таблицу 2) введите начальное количество клеток и значения риска гибели R, отличные от нуля;
7) повторите выполнение программы ( испытание) для одного и того же значения риска несколько раз (не менее 4-5);
| Примечание 1. При R = 1 достаточно одного испытания, так как в этом случае «выживают» все клетки. |
8) повторите то же самое для других значений R;
9) занесите в таблицу (см. образец - таблица 1):
·значения риска Ri, исход испытания (1- если “популяция” клеток выжила, т.е. достигла i-го поколения, определенного программой, 0 - если погибла)
·“выживаемость” W=n/Nисп (n - число благоприятных исходов, Nисп - число испытаний), соответствующие каждому испытанию
·значения “общей массы популяции” M, выводимые на экран, а также среднее значение массы Мm для данного значения R:
10) постройте зависимость “выживаемости” W от R (в соответствии с рис. 3.4а);
11) постройте график зависимости М = f(R) (в соответствии с рис. 3.4б);
12) пользуясь графиком 3.5, определите приблизительное значение диапазона R, при котором состояние рассматриваемой системы неустойчиво, т.е. вероятность гибели популяции велика; в экологии эта зона назвается «зоной стресса»;
| Примечание 2. Зоной оптимума можно считать диапазон значений R, в котором общая масса клеток достигает не менее 0,8 от максимальной полученной массы. Зона гибели – масса клеток менее 0,1 от максимальной массы. |
13) запишите выводы;
14) ответьте на контрольные вопросы.
Таблица 1
| R | № испытания (запуска программы) | Исход | Число испытаний Nисп | Выживаемость W | Общая масса M | Средняя масса Mm |
| R1=0 | ||||||
| 1 | ||||||
| R2 | 2 | |||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| 1 | ||||||
| R3 | 2 | |||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| 5 | ||||||
| 1 | ||||||
| R4 | 2 | |||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| 5 | ||||||
| 1 | ||||||
| R5 | 2 | |||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| 5 | ||||||
| 1 | ||||||
| R6 | 2 | |||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| 5 |
Оформление работы
Группа, фамилия, И.О.
Название лабораторной работы.
Цель лабораторной работы.
Порядок выполнения работы.
Результаты работы:
3) таблица 1 с занесенными результатами измерений (снимаемых с экрана) и расчетов ;
4) графики W = f(R) и М = f(R)
5) Краткие выводы (описание процесса, описание полученных кривых, их объяснение).
Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1. Поясните понятия: «детерминированный процесс», «стохастический процесс».
2. Поясните понятие «дискретный».
3. С чем связано появление идеи описания сложных динамических процессов с помощью дискретных моделей?
4. Что такое клеточный автомат?
5. Какие процессы могут быть описаны с помощью клеточных автоматов?
6. Как проявляется фрактальность систем, описываемых клеточными автоматами?
7. Каким образом в данной лабораторной работе моделируется воздействие факторов окружающей среды на рост популяции?
8. Как определяется выживаемость?
9. Что такое лимитирующий фактор?
10. Что такое закон толерантности?
Варианты для выполнения работы, начиная с п.6
Таблица 2
| №вар | Исходное число клеток | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 |
| 0,01 | 0,09 | 0,15 | 0,18 | 0,21 | 0,24 | |||
| 0,01 | 0,08 | 0,14 | 0,18 | 0,22 | 0,24 | |||
| 0,02 | 0,10 | 0,15 | 0,17 | 0,20 | 0,25 | |||
| 0,03 | 0,11 | 0,16 | 0,19 | 0,23 | 0,26 | |||
| 0,04 | 0,12 | 0,16 | 0,18 | 0,20 | 0,23 | |||
| 0,02 | 0,09 | 0,13 | 0,17 | 0,20 | 0,24 | |||
| 0,01 | 0,10 | 0,14 | 0,16 | 0,20 | 0,25 | |||
| 0,05 | 0,10 | 0,16 | 0,18 | 0,22 | 0,25 | |||
| 0,03 | 0,12 | 0,15 | 0,17 | 0,19 | 0,23 | |||
| 0,01 | 0,09 | 0,14 | 0,16 | 0,19 | 0,23 | |||
| 0,02 | 0,10 | 0,14 | 0,18 | 0,21 | 0,25 | |||
| 0,01 | 0,08 | 0,14 | 0,19 | 0,22 | 0,26 | |||
| 0,04 | 0,11 | 0,16 | 0,18 | 0,20 | 0,23 | |||
| 0,03 | 0,10 | 0,15 | 0,17 | 0,20 | 0,24 | |||
| 0,05 | 0,12 | 0,15 | 0,19 | 0,21 | 0,25 | |||
| 0,01 | 0,09 | 0,14 | 0,18 | 0,22 | 0,26 | |||
| 0,01 | 0,07 | 0,12 | 0,16 | 0,18 | 0,22 | |||
| 0,02 | 0,09 | 0,13 | 0,16 | 0,19 | 0,24 | |||
| 0,03 | 0,10 | 0,15 | 0,19 | 0,22 | 0,24 | |||
| 0,04 | 0,11 | 0,16 | 0,19 | 0,23 | 0,26 | |||
| 0,05 | 0,13 | 0,17 | 0,21 | 0,22 | 0,24 | |||
| 0,02 | 0,10 | 0,13 | 0,16 | 0,21 | 0,25 | |||
| 0,03 | 0,08 | 0,12 | 0,17 | 0,20 | 0,25 | |||
| 0,01 | 0,07 | 0,13 | 0,19 | 0,23 | 0,26 | |||
| 0,02 | 0,09 | 0,14 | 0,18 | 0,22 | 0,25 |
| |
* дискретный [лат. discretus] - прерывистый, состоящий из отдельных частей; мат. раздельный, прерывный; дискретная величина - величина, между отдельными значениями которой заключено лишь конечное число других ее значений; противоп. непрерывная величина. (Совр. словарь иностр. слов, М.: “Русский язык”, 1993.)