Masonlar.org - Harici Forumu

 

Gönderen Konu: Simülasyon  (Okunma sayısı 3674 defa)

0 Üye ve 1 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

Ekim 06, 2008, 05:00:21 ös
  • Ziyaretçi

hayatı anlamanın bir yolu: Simülasyon
Tuğrul YANIK   



Kâinatta müşahade ettiğimiz hâdiselerin birbirleriyle açık veya saklı, zayıf yahut kuvvetli bağlantıları olduğunu birçok defa aklımızdan geçirmişizdir. Bu bağlantıların sayısı ve kuvveti nispetinde hâdiseleri açıklamak kolaydan zora, hattâ imkânsıza doğru gider. Varlıkları ve onların birbirleriyle münasebetlerini daha kolay açıklamak için onları gruplayıp bir sistem olarak isimlendiririz. Sistem, bir hedefe ulaşmak için plânlanmış, aralarında ihmal edilemeyecek bağlantılar olan bir grup varlık olarak tanımlanabilir. Meselâ, üzerinde arabaların üretildiği band; oradaki makineler, âletler, araba parçaları ve çalışan işçiler ile bir sistemdir. Sistemlerin içinde tanımlanan varlıkların, sistemin dışındaki dünyayla bağlantıları tamamen kopuk olmayabilir. Dolayısıyla sistemler bazen kendi dışındaki hâdiselerden de etkilendiğinden, dışarıdaki ortam, sistemin çevresi olarak hesaba katılır. Sistem ile sistemin çevresi arasındaki sınırı çizmek önemlidir ve bu her zaman çok kolay değildir. Sistemin herhangi bir zamandaki durumunu anlamak için sistem değişkenlerine bakılır. Meselâ bir insanın kalb-damar sisteminin durumunu anlamak için kolesterol ve trigliserid değerlerine bakılabilir.

Sistemler ve modeller
Sistemler kendi içlerinde ‘devamlı’ ve ‘kesikli’ olarak sınıflandırılır. Devamlı sistemlerde, sistemin değişkenleri zamana bağlı olarak devamlı değişir. Devamlı sisteme misâl olarak bir barajın arkasında biriken su seviyesi verilebilir. Buradaki su miktarı, elektrik üretmek için suyun bırakılmasıyla, yağmurun yağmasıyla veya bunlardan hiçbiri olmazsa buharlaşma sebebiyle devamlı değişir. Kesikli sistemlerde sistem değişkenleri belirli zaman aralıklarında değişir. Buna örnek, bir dükkândaki müşteri sayısı verilebilir. Kapı açılıp içeriye insanlar girince veya içeridekiler dışarıya çıkınca içerideki sayı değişir.
Sistemlerin nasıl çalıştığı, sistemdeki parçaların ne işler yaptığı, parçalar arasındaki münasebetler gibi konular birçok, bilim dalının ortak konusudur. Meselâ ekolojik sistemin nasıl çalıştığı, insanların bu sisteme nasıl tesir ettiği, sistemde ne gibi değişikliklere yol açtığı çevre biliminin ana konusudur. Yüce Yaratıcı’nın yarattığı sistemlerin bir yandan insan müdahalesi olmadığı sürece mükemmel bir dengede işletildiğine şahit olurken, diğer yandan insan, eşyayı fıtratına uygun kullanmama yoluyla fıtrî sistemlere müdahale edince, müdahalenin aşırılığı oranında bu dengelerin bozulduğunu görüyoruz. İnsanların var olan eşyayı kullanarak inşa ettiği sistemler, kâinattaki tabiî sistemlerde işletilen kaidelere benzer şekilde çalışır.
Girift bir sistemi öğrenmek için sistemin bazı parametrelerinin değiştirilmesi ile sistemin ve parçalarının nasıl çalıştığını gözlemlemek şarttır. Fakat pratikte bunu her sistem için yapmak ya çok masraflıdır veya tehlikelidir. Meselâ ekonomik sistemin bir değişkeni olan işsizlik nispetini iki katına çıkarıp, bunun enflasyon üzerindeki tesirine bakmak pratikte uygulanabilir bir metot değildir. Böyle durumlarda sistemleri inceleyip anlamak için sistemi temsil edecek bir modele ihtiyacımız vardır. Bazı bilim adamlarına göre sistemleri modellemek hem bilim, hem de bir sanattır. Genellikle model oluşturulurken anlaşılması öncelikli olan parametrelere önem verilir ve model bu değişkenleri temsil etmek üzere tasarlanır. Fakat model gerçek sistemin bütün parametrelerini hiçbir zaman tam olarak temsil edemediğinden, bunun ne seviyede başarılabildiği önemlidir. Meselâ yeni bir uçak tasarlanırken, modeller yapıp, uçağın belirli hava şartlarında nasıl çalışacağını incelemek gerçek bir uçak inşa edip denemekten çok daha akıllıcadır. Buradaki uçak modeli fizikîdir ve nispeten kolaydır. Fizikî modeller hâricinde matematikî modeller de vardır. Bu sonuncular, sistemi matematik denklemler üzerinden simule veya temsil eder. Modeller statik, dinamik, deterministik, stokastik (meteorolojik hareketler, taşkınlar ve zelzeleler gibi, zaman zaman belirsizliklerin hâkim olduğu model), devamlı ve kesikli olarak alt sınıflara ayrılır. Statik bir model, sistemin belirli bir zamandaki durumunu temsil eder. Dinamik model, bir sistemin bir zaman aralığındaki durumunu anlamak için kullanılır. Deterministik modellerde rastgele belirlenen veya değer kazanan tesadüfî (random) sistem değişkeni asla yoktur. Model belirli girdiler için hep aynı çıktıları üretir. Stokastik modellerde ise, bir veya daha fazla bize göre tesadüfî gibi görünen sistem değişkeni vardır. Devamlı ve kesikli modeller, devamlı ve kesikli sistemleri kurgulamada kullanılır. İhtiyaç duyulduğunda karma modeller de kullanılabilir.

Simülasyon
Modelleme yapıldıktan sonra bu modelin çalıştırılma ve netice elde etme işlemine ‘simülasyon’ denir. Bilgisayar alanındaki gelişmelerle birlikte hayatımıza girmiş olan simülasyon, eğitmek veya başka maksatlarla kullanılmak üzere herhangi bir nesne, hâdise veya sistemin modelinin oluşturulması mânâsına gelmektedir. Simülasyonun bir başka tarifi, ‘Teorik veya gerçek fizikî bir sisteme ait sebep-netice münasebetlerinin matematikî modellemeyle ifade edilip, değişik şartlar altında gerçek sisteme ait davranışların bilgisayar ortamında takibini sağlayan bir tür modelleme tekniğidir.’ Gerçekliği ve gerçekliğin karmaşıklığını anlamanın bir yolu, sun’î sistemler inşa ederek deney yapmak olduğundan, insan beyninde de dışımızdaki dünya simüle edilerek, öğrenme, anlama işlemleri gerçekleştirilir. Çocuklar çevrelerini ve dünyayı diğer insanlarla, nesnelerle ve hayvanlarla olan münasebetlerini simüle ederek anlarlar (meselâ çocukların evcilik oynaması).
“Belirli şartlar altında, ne olursa ne olur?” şeklinde analizlerin yapılabildiği bir anlama yaklaşımı olan simülasyon, teklif edilen herhangi bir çözümün sayısal ölçüm ve analizlerini yapabilir ve kısa zamanda en iyi alternatif çözümü bulmamıza yardımcı olur. Yeni bir işletim sistemi piyasaya sürülmeden veya işletme politikalarını test etmeden önce, sistem bilgisayarda modellenip simüle edildiğinde, karşılaşılabilecek birçok problem önceden tahmin edilerek gerekli tedbirler ve iyileştirmeler yapılmaktadır. Çok fazla sayı ve özellikte değişkeni tek bir modelde toplayabilme imkânı veren simülasyon, kompleks sistemlerin tasarımı için vazgeçilmez bir araçtır. İyi ürün elde etmek için, aylar belki de yıllar süren çalışmalar, simülasyonla günlere, hattâ saatlere sıkıştırılmış olur. Simülasyon, belirli kararların neticelerini ve gidişatlarını tahmin etmede, gözlemlenen neticelerin sebeplerini anlamada, yatırım yapmadan önce problem alanlarını belirlemede, değişikliklerin tesirlerini ortaya çıkarmada, bütün sistem değişkenlerinin bulunmasını sağlamada, fikirleri ve verimsizlikleri tespit etmede, yeni fikirleri teşvik ve geliştirmede, plânların bütünlüğünü ve fizibilitesini test etmede kullanılır.
Simülasyonun bugün vazgeçilmezliğine güzel bir misâl, orta ölçekli bir çipin tasarımıdır. Çünkü böyle bir çipte milyonlarca transistor ve binlerce devre vardır. Mühendisler bilgisayar ortamında çalışan tasarım araçlarıyla ilk tasarımı yaptıktan sonra bunu hemen üretmeye kalksalar çip çalışmayacaktır. Üstelik tasarımı silikon üzerine işlemeye yarayan bir maskenin üretilmesi, yaklaşık bir milyon dolara mal olmaktadır. Bunun yerine bütün transistörler, kullanılacak üretim teknolojisi ve uyulması gereken kurallar modellenir. İstenmeyen parazitik devre elemanları hesaba katılır ve tasarımın simülasyonları, hesaplama gücü yüksek bilgisayarlarda günlerce sürer. Bu şekilde tespit edilen problemler çözüldükten sonra üretime geçilir. Uçak, araba, gemi gibi birtakım araçların modellenip, bunların bilgisayar ortamında interaktif olarak insanın kullanımına sunulmasına da ‘simülasyon’ denmektedir. Bu tür simülasyonların askerî ve sivil alanlarda kullanılması oldukça yaygındır.

Simülasyon örnekleri
Simülasyon uygulamalarına gündelik hayatta daha çok eğitim alanındaki programlarda ve bilgisayar oyunlarında rastlanmaktadır. Meselâ gerçek motosikletle veya otomobille yarışıyormuş hissi veren direksiyon, vites gibi her tür kumanda vasıtasına sahip oyun sistemleri oldukça yaygındır. Ayrıca toplumların gelişip devletleşme süreçlerini, savaş, barış, kalkınma gibi kavramları da ihtiva eden medeniyet inşa etmeye yönelik strateji oyunları da mevcuttur. Eğitim sahasında ise, fizikte Newton kanunlarının, ivme, momentumun korunumu, yayların hareketleri, kimyada bileşiklerin sentezi, reaksiyonlar, gazların hareketleri, biyolojide hücre bölünmesi, metabolizma faaliyetleri, insan anatomisi vb alanlarda simülasyonlar geliştirilmiştir. Asıllarının ne kadar sanatlı ve hikmetli birer yaratılış eseri olduğunu hatırlatan bu simülasyonlarla eğitim ve öğretim desteklendiğinde, hem öğrencinin kavrama seviyesi artmakta, hem de öğreticinin işi kolaylaşarak, daha verimli bir eğitim-öğretimin kapısı aralanmaktadır. Uygulamalı eğitime örnek olarak, pilot adaylarına, uçakta uçuyormuş hissi veren simüle edilmiş bir sistemde uçuş eğitimi verilmesi gösterilebilir. Benzer şekilde astronotlar da gerçek uzay uçuşuna çıkmadan benzer bir simülasyon sisteminde çok uzun bir eğitim almaktadırlar.
İnsanoğlu karşılaştığı problemleri zaman ve maliyetten tasarruf ederek daha verimli bir şekilde çözebilmek için sistemleri simüle etme metodunu geliştirmiştir. Bir uzay simülasyonu veya insanın simüle edilmeye çalışıldığı ‘Asimo’ gibi örnekler, çok basit ve yetersiz birer taklit bile olsa, insanları hayrete düşürmektedir. İlmî ve teknolojik gelişmenin bir ifadesi olan simülasyon örneklerinin tabiatta mükemmel şekilde yaratılmış asılları mevcuttur. İnsanın küçük bir uzvu, ‘Asimo’ ile; milyarlarca galaksiden oluşan ve geceleri büyüleyici bir güzelliğe ev sahipliği yapan gökyüzü de bir güneş sistemi simülasyonu ile karşılaştırıldıklarında, simülasyonlar, hakiki örneklerinin yanında dikkate alınmayacak kadar basit kalmaktadır.
Simülasyon, sistemin tasarımı ve işletimiyle ilgili zamanında akıllı kararlar verilebilmesine yardımcı bir çözüm paketidir. Ancak simülasyon tek başına problemleri çözemez, sadece problemi açıkça görmemize ve alternatif yolları denememize yardımcı olur.


Kaynaklar
- Discrete-event system simulation, Jerry. Banks, John S. Carson II, Barry L. Nelson
- Handbook of simulation : principles, methodology, advances, applications, and practice / edt. Jerry Banks.
- http://www.uytes.com.tr/simülasyon/simülasyon.html
- http://www.scs.org/ 


 

Benzer Konular

  Konu / Başlatan Yanıt Son Gönderilen:
0 Yanıt
1864 Gösterim
Son Gönderilen: Haziran 08, 2013, 06:09:12 ös
Gönderen: Melina