ცენტრალური კითხვა
ჰამინგმა თავი 19 გახსნა 1975 წლის ზაფხულის კომპიუტერული სიმულაციის კონფერენციის პირდაპირი ციტატით:
> *ვინაიდან მნიშვნელოვანი გადაწყვეტილებები სიმულაციაზე უნდა დაეყრდნოს, აუცილებელია მისი ვალიდობის ტესტირება, და მისი ადვოკატებმა უნდა შეძლონ აღწერონ ის დამხმარე გამოსახულება, რომელიც მათ მიაღწიეს.
მისი ფორმულირება იმავე კითხვის, აკრთო:
> რატომ უნდა სიმულაციას ვინმე ენდოს რელევანტური ყოს?
არ დაიწყოთ სიმულაცია სანამ ამ კითხვას სერიოზულად არ გაითვალისწინებთ. ხშირად არის პრაქტიკული წნეხი, რომ დაუყოვნებლივ დაიწყოთ გამოთვლა — დრო, ფული, ორგანიზაციული მოძრაობა. ეს წნეხი არ ცვლის კითხვას.
ჰამინგის გამოცდილება: როდესაც მან ბადებელი სამართლიანობის კითხვები დააყენა სიმულაციების შესახებ, პასუხები უცვლელად მითითებული იყო:
- რამდენი შრომაა განხორციელებული ამ კეთილი საქმის შემდეგ
- რამდენად დიდი და სწრაფი კომპიუტერი
- რამდენად მნიშვნელოვანი პრობლემა
არცერთი ეს პასუხი არ მიმართავს ვალიდობას. ისინი სოციალური არგუმენტებია, არა ტექნიკური.
კოსმოსური ფრენის ისტორია: სიმულაციის დირექტორი პასუხობდა 99.44% სანდოობით გაშვებული ფრენების. ჰამინგმა დააჭირა: რის სანდოობა? სიტყვიდან რომელი კი დაიკრემლა დირექტორი, ის აღიარა, რომ მისი ციფრი იყო სიმულაციის სანდოობა, არა ფაქტიკური გაშვების. მან შემდგომ აღიარა, რომ NASA დირექტორი, რომელმაც მოწვევა დამამტკიცა, არ ესმოდა მის განსხვავება — და მან ეს სიმბოლი არ გამოასწორა.
სიმულაციის სანდოობის გაძირვება სისტემის სანდოობასთან ერთ-ერთი ყველაზე საშიში შეცდომაა ინჟინერიის პრაქტიკაში.
რა მოითხოვს რეალური ვალიდაცია
ჰამინგმა შეკრა შემოწმების სია სიმულაციის სანდოობის შესაფასებლად. თითოეული კითხვა უნდა იყოს გადაწყვეტილი სიმულაციის გამოსტატებამდე ის გადაწყვეტილების წონა შეიძლება მისცეს:
1. მხარდაჭერს თუ არა ფონური თეორია ვარაუდი კანონებს? ფიზიკის სიმულაციები ეყრდნობა დადასტურებულ განტოლებებს; ეკონომიკური სიმულაციები ხშირად არა.
2. შეიძლება წაკიდობილი ეს კომპიუტაციული ეფექტი მოკლებული? მფრინავ ტრენერის მაგალითი: ფიზიკის ცნობილი არ კარგი; საშიში თუ ახალ თვითფრენინების სიმულაციის კითხვის სახეს არ გააჩნია სიმულაციაში შეტანილი.
3. სანდოა შენი კითხვის შეტყობინება? შენი სიმულაციის გაპ სიმულაციაში გადატანილი; იცოდეთ კითხვები აქედან მოდის.
4. არის სიმულაცია სტაბილური თუ არა? არასტაბილური მიმართულება ველებმა შეასცოს შენი კითხვის შეცდომა; სტაბილურ აბრეცხვა მათ.
5. რა ჯვარი-შემოწმება კვლები არის ცნობილ უკან წარსულში გამოცდილებასთან?
6. შეიძლება შიგნითი შემოწმებები წარმოიქმნას? მასის შენარჩუნება, ენერგია, კუთხის მოძრაობა ან სხვა ცვლადები. რედუნდანსიის გარეშე, შეცდომის აღმოჩენა შეუძლებელია.
7. თხელი ქაღალდის ნიშნები მათემატიკური აკუმულატორში ზუსტად მიდის? კოდირებული შეცდომები გრძელდებიან წელს წარმოებული კოდის. ავტომატიზირებული ბარათის წამკითხველი, რომელმაც აკუმულატორამდე თვისების განტოლებები თარგმნა — ჰამინგის ხსნა ატმოსფერული ქიმიის სიმულაციისთვის — ხელცემი შეცდომები აჩქარებს ამ ვარელში სახელმწიფო კომპიუტაციის დაქვემდებარებული.
ჰამინგის ეკონომიკური კანონი
ფიზიკის სიმულაციები აკლებენ დადასტურებულ, მათემატიკურად გამოხატულ კანონებს. ქიმია სიმულაციები მოითხოვენ დადასტურებულ სიჩქარის მუდმივებს. ბიოლოგია სიმულაციები მოითხოვენ ცნობილი პოპულაციის დინამიკას.
ეკონომიკა აქვს, ჰამინგის აზრით, ერთი სანდო კანონი: თქვენ არ შეიძლება ვიწეთ რა არ წარმოიქმნება. ყოველი სხვა აღიარებული ეკონომიკური კანონი არის ან მათემატიკური ტაუტოლოგია ან ზოგჯერ მცდარი.
მნიშვნელობა სიმულაციისთვის: როდესაც ფონური კანონები არ დგას საიმედოდ, მთელი წარმოშობის სიმულაცია ეჭვი. მაღალი სიზუსტე გამოთვლაში არ კომპენსირებს საიმედო კანონებს მოდელში.
ჰამინგის პასუხი როდესაც დაჩხეს აკოლოგიური სიმულაციები: მან დაეკითხა მათემატიკურად გამოხატული წესებისთვის თითოეული ურთიერთქმედების, რიცხვითი მუდმივებით, და რეალური მონაცემებისთვის აქ აგმოკიდეს გამოწვევის ენ. პროცესისთვის შემოთავაზებული მეჩვევებმა მალე იპოვეს ვინმე უფრო სიმყუდროებული სიმულაციებმა 'ძალიან საეჭვო ეკ რომელი გამოითხოვენ შედეგებს მათ აკლებდა.
ჰამინგის წესი: შეინარჩუნე შენი ზნეობა. არ ნება კორუმპიულიან სხვა ხალხის პროპაგანდაზე. უარყო სიმულაციები რომელი სტრუქტურულად განკუთვნილი არ წელსავე ზღვრის აწამიბებისთვის.
სიმპსონის პარადოქსი სიმულაციის მონაცემებში
ჰამინგის ბერკლის ისტორია: უფრო მეტი კაცი ვიდრე ქალი იყო მიღებული საფუძველზე შედუოებული სკოლაში, შემოთავაზება დისკრიმინაცია. არცერთი მხრიდან დეპარტამენტი უჩვენა დისკრიმინაციას. ახსნა: ქალი წასული უფრო დიქ დეპარტამენტებში დაბალი მიღების მაჩვენებლებით; კაცი წასული დიქ დეპარტამენტებში მაღალი მიღების მაჩვენებლებით. აგრეგატი სტატისტიკა იყო რეალური, და შეცდომაში.
ეს არის სიმპსონის პარადოქსი: რა მონაცემი შერწყმულია შეიძლება აღმოჩნდეს აშკარა ეფექტი თითოეულ ქვეჯგუფში. სიმულაციის გამოსხოვის რომელი აგრეგატი ჯგუფების, რეგიონების, ან დროის რიგი შეიძლება აჩვენებდეს იმავე პატოლოგიას.
სიმულაციები რომელი ცვლიან ის რა მოდელირებენ
სიმულაციის წაკიდობილი კლასი წარუმატებლობა: საგანი ცვლის მოქმედება რეაგირებაში მოდელი.
სტოკ მაჯვ მაგალითი: თუ ფართოდ ცნობილი ტრეიდინგი სტრატეგია პასუხის აბრუნებულია ბაზრის ზემოთ, მონაწილეები აიღებენ იძულებითი, და კონკურენცია აღრმეს კარგ რეკვენციის დაბრუნებას. მოდელის წარმატება აბსოლუტირებს მოდელის ვალიდობას.
სამედიცინო მაგალითი: დვე-ბრმა პროცესი არსებობს რადგან ექიმი რომელი იცოდა ძალა პაციენტები მიიღეს მკურნალობა და რომელი მიიღეს ფიქტიური აღმოაჩინეს გაუმჯობესება სადაც მათ ელოდეთ. ექიმის ცოდნა დაბინძურებული დაკვირვება.
სიმულაცია მაღალი-რისკი გადაწყვეტილებებზე — ეკონომიკური პოლიტიკა, სამხედრო დაგეგმვა, საზოგადოებრივი ჯანდაცვა — წააჩნდა ეს პრობლემა როდესაც სიმულაციის გამოსხოვის არის მძღოლი ან აღჭურვილობა მოქმედება.
ნიმუშის აღება & სიზუსტე
Nyquist თეორემა აკეთებს გამოითქვა შემზღუდველი ციფრული სიმულაცია უწყვეტი სისტემებზე: თქვენ გჭირდებათ მოკრძალებული ორი ნიმუში თითო პერიოდი უმაღლესი სიხშირე დაყენებული სიგნალი.
პრაქტიკაში, ჰამინგმა აღნიშნა, ერთი-გვერდითი ნიმუში და ალიასი დაწოხებული მოთხოვნა შვიდ ყოველ ათ ნიმუში თითო პერიოდი უმაღლესი სიხშირე ინტერესი.
სიზუსტე კომპრომისი: ანალოგი კომპიუტერი (ჰამინგი ერა) მიღწეული ამ უმეტეს ერთი ნაწილი ათი ათას სიზუსტე თითო მომჯდელი. ციფრული კომპიუტერი შეიძლება ატარო თვითნებური სიზუსტე. მაგრამ ციფრული სიზუსტე მოითხოვს აკეთებული ნიმუში — და სიგნალი მასთან კვამლი მაღალი-სიხშირე იბეჩილი, ეს ნიმუში მაჩვენებელი დრაივი გამოთვლა ღირებული.
ანალოგი უპირატესობა: სიჩქარე და ფიზიკური ინტეგრაცია. თქვენ შეიძლება მოძაბვი ფიზიკური მომჯდელი პირიქით ანალოგი წყობა და ზომა მისი მოქმედება ყოვლისა პოვნა მათემატიკა განტოლება ის. რადიო საჭირო რაკეტა დიზაინი, ეს ნებებული სწრაფი გრძნობა სისტემა სანამ სრული მათემატიკა მოდელი ზოგიერთი.
ანალოგი მანქანა გამოიყენებული ადრეული სახელმწიფო მუშაობა მოვიდა M9 იარაღი თავმჯდელი ნაწილი. ჰამინგმა აშენებული დიფერენციალური ანალიზატორი ასეთი აპარატი. გამოსავალი დრო: დაახლოებით ოცდაათი წუთი ტრაჟექტორია. რომელი ტემპი აიძულა ღრმა აზროვნება მეორეშორის გაშვება — შემზღუდველი ჰამინგი ხელმიწერი რომელი სტრუქტურული უპირატესობა.
მოგრძობა vs სიზუსტე: მარსის Lander პრობლემა
ჰამინგმა მკრთალა აკრებული დეზაინი კითხვა: მარსის lander ფრენის ტრენერი, უნდა სიმულატორი ოპტიმალური სიარულ სიზუსტე ან მოგრძობა მანქანა?
კლასიკული რიცხვითი ანალიზი ოპტიმალური პოზიცია ტრაჟექტორია გამოიყენება ადგილობრივი პოლინომი დაახლოებული. გზა სიზუსტე, მაგრამ აჩქარება ცვლებული შემთხვევამდე თითოეული პოლინომი ინტერვალი — არა-ბუნებრივი უმოწყალო.
სიხშირე-დომენი მეთოდი ოპტიმალური სიხშირე რეაგირება სიმულატორი. პოზიცია შეიძლება ნაკლებ სიზუსტე, მაგრამ მფრინავი აღიქვამს მანქანა დინამიკა რეაგირება არასწორი. მფრინავ კუნთი მეხსიერება ფორმა სწორი ტრანსფერი ფუნქცია.
ჰამინგი აქვს: მფრინავ ტრენერი უნდა ოპტიმალური მოგრძობა. განმავლობაში ფაქტიკური ფრენი, მფრინავი შეუძლია კომპენსირება პოზიცია შეცდომა via გამკრთალება კონტროლი. თუ მოგრძობა არ აკეთებს მფრინავი იყო ტრენი მანქანა ეს კი არ ზოგიერთი.
უფრო ღრმა პრინციპი: არჩევა რიცხვითი მეთოდი encodes ავიოკომპანია რაოდენობა რა ითხოვს სიმულაციის. რომელი მოთხოვნა არის დომენი აკვემდებარი, არა მათემატიკა.