CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3. TÌM HIỂU PHẦN MỀM STELLA VÀ CÁC CHỨC NĂNG CỦA PHẦN MỀM15 1. Các chức năng chính
Các mô hình động được phát triển bằng cách sử dụng phần mềm STELLA.
STELLA là một đồ họa không gian phi ngôn ngữ lập trình. Do khả năng của mình để đại diện tương tác giữa các thành phần trong một hệ thống năng động, phần mềm được sử dụng rộng rãi mô hình năng động hệ thống.
Phần mềm STELLA được chứa trong một thư mục, gồm có file chương trình, một số ví dụ lập sẵn và các file hỗ trợ. Muốn sử dụng phần mềm STELLA 8.0 chúng ta chỉ cần click vào biểu tượng chạy phần mềm thì sẽ có được giao diện dưới đây mà không cần phải cài đặt phức tạp.
Hình 1.2. Giao diện chính của phần mềm STELLA
Hình 1.3. Các nút chức năng chính của của phần mềm STELLA
A B K
F
H
I J C
D E
. Chức năng của các biểu tượng/nút A: (Stocks) Mô tả cho một biến trạng thái.
B: (Flows) Liên kết giữa các biến trạng thái.
C: (Controllers) Mô phỏng cho các yếu tố tác động đến một quá trình nào đó.
D: (Connectors) Thể hiện mối liên kết các yếu tố tác động với biến trạng thái.
E: (Graph pad) Tạo kết quả bằng đồ thị.
F: (Table pad) Tạo kết quả bằng bảng biểu.
G: (Text box) Dùng để viết thông tin trong mô hình.
H: (Hand) Di chuyển các yếu tố của mô hình.
I: (Paintbrush) Cọ thay đổi màu sắc của các biểu tượng trong mô hình.
J: (Dinamite) Xóa biểu tượng tạo lập trên màn hình.
K: (Ghost) Sao chép.
Mô hình này thường được xây dựng bằng cách sử dụng sau bốn thành phần (Ruth và cộng sự 2002…,)
- Stocks: Kho chứa - Flows : Dòng chảy - Controllers: Điều khiển - Connectors: Kết nối
Stock:Hàng/kho chứa: Những đại diện cho các nơi chứa/ tích lũy cho thấy tình trạng của một biến trong hệ thống. Các chức năng cơ bản của một phần là để mô hình tích tụ hoặc lưu trữ của vật chất.
Flows:Dòng chảy: Đây là những biến số kiểm soát của mô hình. Họ kiểm soát dòng chảy vào (inflow) và dòng chảy ra (outflow) vấn đề từ các kho chứa.
Controllers:Điều khiển: Đây là những biến chuyển của mô hình. Chúng được sử dụng để mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố trong mô hình. Tuy nhiên, họ cũng có thể được sử dụng để chuyển đổi đầu vào đến đầu ra cho nhân tố điều khiển.
Connectors:Kết nối: Đây là những yếu tố thể hiện mối liên kết/ liên hệ giữa các nhân tố trong mô hình. Họ không có bất kỳ giá trị số mà là truyền giá trị hoặc các mối quan hệ giữa các yếu tố.
Phần mềm STELLA hiện nghiên cứu trong cả toán học và giảng dạy khoa học, hỗ trợ hoạt động,lấy học sinh làm trung tâm, tham gia khi những khái niệm mới được học. Nó cũng đã được các kinh nghiệm của tác giả này mà học sinh học
có hiệu quả khi họ đang tích cực tham gia vào xây dựng kỹ năng khi làm việc với các khái niệm trừu tượng. Toán học ở cấp trung học, là học về mối quan hệ, tăng trưởng và các mẫu phân rã và xây dựng mô hình để nghiên cứu ứng dụng của các mô hình. Trung học và giáo viên trung học đã lưu ý rằng. Phần mềm STELLA có vẻ là dễ dàng hơn cho học sinh sử dụng khi xây dựng mô hình, thậm chí của truyền thống vấn đề, trong chương trình giảng dạy toán học và khoa học. Tất cả các thông tin đến thời điểm này, trên sự dễ dàng của các mô hình xây dựng bằng cách sử dụng STELLA, đã được giai thoại. Nhưng nếu học sinh được xây dựng mô hình của nhiều vấn đề phức tạp, để phản hồi và các hệ thống tư duy phân tích là một phần của vấn đề đang được nghiên cứu, điều quan trọng để xác định xem phần mềm hiện làm cho một sự khác biệt. Điều này có thể là một điểm mà các hệ thống động lực của cộng đồng sẽ đặt câu hỏi, nhưng nó là quan trọng đối với các môn toán truyền thống và cộng đồng khoa học, kể từ khi công cụ chính hiện nay được hỗ trợ bởi hầu như tất cả các trường trung học là máy tính đồ họa. Trong nhiều trường trung học ngành toán học có thể truy cập thường xuyên trên máy tính.
1.3.2. Các bước thao tác
. Bước 1
Mô hình này chỉ giúp chúng ta biểu diễn kết quả của một quá trình biến đổi nào đó của vật chất nên chúng ta phải xây dựng và thiết lập thông số, dữ liệu của quá trình đó. Tức là các số liệu đầu vào và đầu ra của quá trình đã có sẵn, việc còn lại của mô hình là cho ra kết quả bằng đồ thị hoặc bảng biểu. Đây là bước đầu tiên của việc lập một mô hình. Việc mô hình cho ta kết quả như thế nào là do số liệu mà ta cung cấp vào phần mềm. Cho nên cần hoàn thiện lý thuyết của quá trình sát với thực tế và đầy đủ.
. Bước 2: Nhập giá trị và các phương trình tính toán cho mô hình cấu trúc Sau khi ta thiết lập các biến trạng thái và các yếu tố của nó thì ta phải nhập số liệu vào bằng cách click vào biểu tượng hình quả địa cầu Map/Model Toggle; muốn nhập giá trị cho thông số nào thì ta chỉ việc nháy đúp chuột vào thông số đó. Nếu ta nhập xong giá trị thì lập tức dấu hỏi chấm sẽ biến mất. Ta có thể kiểm tra số liệu và phương trình tính toán bằng cách nhấn vào mũi tên. Các số liệu ta vừa nhập cũng như phương trình tính toán sẽ hiện ra. Để viết được phương trình ta click chuột vào To Equation Level, muốn trở lại mô hình thì ta click chuột trái vào To Interface Level phía bên trái phía trên giao diện chính của phần mềm STELLA.
To Interface Level
To Equation Level
. Bước 3: Xử lý số liệu và biểu hiện kết quả:
Khi quá trình mà ta muốn mô hình hóa đã điền đầy đủ các thông số thì ta có thể đưa ra kết quả bằng bảng hoặc đồ thị; muốn thể hiện sự biến đổi chất nào thì ta nháy đúp vào biểu tượng đó hoặc .
Việc nhập dữ liệu, các thông số của quá trình sẽ gặp nhiều vần đề trong cách thể hiện. Nếu muốn rõ ràng ta có thể sửa đổi các số liệu đó bằng cách vào “Run” chọn “ Time specs”. Tại phần này ta có thể chỉnh độ dài của đồ thị, cách biểu diễn trục tung, trục hoành theo loại thời gian, khoảng cách giữa các thông số:
Hình 1.4. Giao diện của Run Specs mặc định - Unit of time: Đơn vị thời gian
- Length of simulation: Khoảng thời gian mô phỏng + From: Thời gian bắt đầu
+ To: Thời gian kết thúc + DT: Thời gian tính theo năm
- Run mode: Chạy mô hình, ta chọn bình thường (nomal)
- Interaction mode: Chế độ tương tác, ta chọn bình thường (nomal)
CHƯƠNG 2