Компьютер в эксперименте

Если мы имеем в виду использование компьютера в каком-то физическом эксперименте, то можно предложить следующую схему соответствующей установки:

приѐм информации  преобразование информации

обработка и хранение информации

датчики

объект исследования (управления)

АЦП

ЦАП

ЭВМ   ВЗУ

управление экспериментом

Рис. 2.2. Использование ЭВМ в эксперименте

Схема, представленная на Рис. 2.2, иллюстрирует два основных способа использования компьютера в реальном эксперименте. Во-первых, различные датчики, связанные с объектом эксперимента, снимают информацию о различных физических параметрах (температура, давление сила тока и т. п.), которая  затем с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП) преобразуется в дискретный ряд (последовательность нулей и единиц) и принимается ЭВМ. Поступающая в компьютер информация может запоминаться на внешних запоминающих устройствах, подключенных к компьютеру, а также обрабатываться с помощью соответствующих алгоритмов. Результаты обработки выдаются исследователю в виде таблиц, графиков и т. д.

Однако, в ряде случаев экспериментатор должен иметь возможность активного влияния на ход эксперимента. Обычно степень такого воздействия зависит от реакции объекта на предыдущее воздействие. В ряде случаев без компьютера просто не обойтись, например, в экспериментах в области ядерной физики. Помимо собственно ЭВМ требуется и соответствующее программное обеспечение, позволяющее обрабатывать экспериментальные данные в реальном масштабе времени. Все это можно рассматривать как второй способ использования электронно-вычислительных машин в физическом эксперименте. На схеме Рис. 1 он представлен как преобразование дискретной информации на выходе ЭВМ в аналоговый вид с

помощью ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) и подача соответствующего сигнала на схемы управления экспериментальной установкой.

Компьютерный эксперимент. Может рассматриваться как третий способ использования ЭВМ в эксперименте. Дело в том, что если известны законы некоторого явления и эти законы выражены в математической форме (имеется математическая модель объекта), в принципе, можно создать программу, разворачивающую исследуемый процесс во времени при различных начальных условиях. Теперь можно экспериментировать с процессом "на кончике пера", что обычно во много раз дешевле и часто намного проще выполнения реального эксперимента. Компьютерный (вычислительный) эксперимент позволяет растянуть во времени скоротечный эксперимент и убыстрить сравнительно медленные процессы. Иногда, например, при проверке космогонических теорий компьютерный эксперимент является единственным доступным средством исследования.