Программирование - это просто
Advertisement
Главная arrow Математика arrow Компьютерное моделирование систем arrow Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение и травоядное" к реальности.
17.11.2019 г.
Главное меню
Главная
Интернет магазин
Дистанционное обучение
Программные продукты
Биржевые роботы
Искусственный интеллект
Математика
1С:Предприятие
Уроки C#
Уроки Delphi
Уроки программирования
Web-программирование
Дизайн и графика
Компьютер для блондинок
Исходники
Ча. Во. (FAQ)
Статьи
Услуги
Платный раздел
Рассказы про компьютеры
Хитрости и секреты
Системный подход
Друзья сайта
Excel-это не сложно
Все о финансах
Краткие новости
Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение и травоядное" к реальности. Печать E-mail
Автор megabax   
03.12.2012 г.
New Page 2

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение и травоядное" к реальности.

Исходники к уроку можно скачать здесь.

На прошлом уроке я обещал, что сегодня мы переделаем модель - пусть скорость роста растений задается в процентах. Для этого переделаем метод grow класса Plant:

        /// <summary>

        /// Моделирование роста растений

        /// </summary>

        /// <param name="availabalArea">Доступная площадь</param>

        public void grow(double availabalArea)

        {

            double totalCount = _count + _growthSpeed;

            double totalArea = totalCount / _countOnAreaUnit;

            if (totalArea > availabalArea) totalArea = availabalArea;

            _count = totalArea * _countOnAreaUnit;

        }

 

Теперь посмотрим, как все это отразилось на графике:

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

Как видим. все равно наблюдается коллапс, но сейчас может случиться и так, что растений не будет сосем:

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

 

А теперь еще более приблизим модель к реальности. Предположим, что чем меньше травоядных, тем сложнее хищникам их поймать. Это мы можем реализовать, если при вычислении количества доступной еды будем размер популяции травоядных умножать на некую функцию f(x), где x- размер популяции. Чем меньше размер популяции, тем меньше коэффициент, но при бесконечной популяции он равен 1, при нулевой равен 0.

Нам нужна функция наподобие такой:

 

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

 

на данном графике у нас изображена функция вида y=1-1/abx, где a и b - коэффициенты. И так, у класса Predator завидим пару свойств a и b:

 

        public double a { get; set; }

        public double b { get; set; }

 

Заводим новую функцию у этого же класса:

 

        public double possibleEat(double x)

        {

            return 1 - 1 / Math.Pow(a, b * x);

        }

 

И переписываем метод liveLoop:

        /// <summary>

        /// Жизненный цикл

        /// </summary>

        /// <param name="herbivore">Доступная пища</param>

        public void liveLoop(Herbivore herbivore)

        {

            int availabalFood = Convert.ToInt32(herbivore.count * possibleEat(herbivore.count));

            double needFood = Convert.ToDouble(_count) * _foodNeed;

 

            //проверим, хватает ли еды

            if (needFood > availabalFood)

            {

                //если еды не хватает,

                //то некоторые хищники умирают

                int animalIsFull = Convert.ToInt32(availabalFood / _foodNeed); // скольки животным хватит еды

                _count = animalIsFull; //выживает только те, кто успел "пообедать"

 

               //все жертвы пойманные съедены

                herbivore.count = Convert.ToInt32(herbivore.count - availabalFood);

            }

            else

            {

                //еды хватило всем, хищники размножаются

                _count = Convert.ToInt32(_count * (1 + _growthSpeed));

 

                //хищники съели травоядных, отразим этот факт - уменьшим кол-во травоядных

                herbivore.count = Convert.ToInt32(Math.Round(herbivore.count - needFood));

            }

 

        }

    }

 

Теперь давайте посмотрим график развития ситуации:

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

Как видим, система все равно приходил к коллапсу. А теперь давайте подумаем, в каком случае система у нас будет в равновесии? Очевидно, что хищников должно быть такое число, что бы остановить рост травоядных и не дать им сожрать всю траву, иначе им нечего будет есть, травоядные вымрут, а вместе с ними и хищники. Предположим, что каждому хищнику нужно за один жизненный цикл одно травоядное. Скорость размножения как хищников, так и травоядных, 10%. Пусть у нас имеются и те и другие по 10 штук. Первый цикл. Хищников 11, травоядных 11. Но все 11 хищников съели всех травоядных Коллапс:

 

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

Но если при таком количестве травоядных хищникам трудно их будет поймать, и не все смогут "пообедать", то будет совсем другая картина:

 

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

Но в этом случае система все равно движется к коллапсу:

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

потому что количество траву катастрофически падает, и в один "прекрасный" момент травоядным нечего будет кушать. Они и вымрут. А вместе с ними и хищники.

Спасет систему оптимальный прирост растений, если мы конечно, сможет его регулировать:

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

В данном случае для системы возможен приход к равновесию и при других исходных данных:

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 

В том числе при разной начальной численности хищников и травоядных:

Моделирование систем. Урок 4. Приблизим модель "Хищник, растение травоядное" к реальности.

 


Скриншоты, приведенные в данной статье, являются цитатами и иллюстрациями   программного продукта "Microsoft Visual Studio 2010", авторское право на который принадлежит Microsoft


 

 

Последнее обновление ( 03.12.2012 г. )
 
« След.   Пред. »
 
© 2019 Программирование - это просто
Joomla! - свободное программное обеспечение, распространяемое по лицензии GNU/GPL.
Русская локализация © 2005-2008 Joom.Ru - Русский Дом Joomla!
Design by Mamboteam.com | Powered by Mambobanner.de
Я принимаю Яндекс.Деньги