Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Файлы формата DJVU » Г.Ю. Риниченко - Лекции по математическим моделям в биологии 2002

Г.Ю. Риниченко - Лекции по математическим моделям в биологии 2002, страница 5

DJVU-файл Г.Ю. Риниченко - Лекции по математическим моделям в биологии 2002, страница 5 Биофизика (2706): Лекции - 5 семестрГ.Ю. Риниченко - Лекции по математическим моделям в биологии 2002: Биофизика - DJVU, страница 5 (2706) - СтудИзба2019-05-10СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "Г.Ю. Риниченко - Лекции по математическим моделям в биологии 2002", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "биофизика" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 5 - страница

Именно для этих моделей был разработан формализм представления системы в виде узлов н потоков между ними, который затем в разных видах использовался практически во всех моделях сложных систем. Первая глобальная модель бьша создана Д. Форрестером и Д. Медоузом с соавторами по заказу Римского клуба в 60-е годы ХХ века.

!3.'»Ъ'. Ропезсег, И'оНд дупаспгсэ, Саснбг!с!8е: %г!8)сс-А!1ен Ргевэ, 1972.) Полученные с ее помощью результаты были опубликованы в знаменитой переведенной на 35 языков книге «Пределы роста» и впервыо послужили предостережением человечеству в том, что Земля ограниченная система, безудержный прогресс ведет к истощению ее ресурсов и человечество ждет глобальный экологический кризис.

!ЕЕопе!!а Н. Меас!оъэ гб а1., ТЬе Ь«тЫэ оЕ !Ае Сгвсэй, Е».-У. Е!и!мегве Воо)св. 1972, перевод на русский язык 1991 г.] Современное состоянне проблемы описано в книге Д. Х. Медоуз, Д. Л. Медвуз, Й. Рандорс, «За пределамн роста», М., Прогрссе, 1994. )ГЕопе!!а ЕЕ. Меас!окв еб а1., Веуолд Ейе б«тйг, Сог4»оп!«пд д1вЬс«1 сойарэе. ЕптгЕотпд а эиэ1агпаИе Еи!ссге., 1992.1 Вторая знаменитая глобальная модель модель ядерной зимы была создана под руководгггвом Н.

Н. Моисеева в России. Ее результаты наглядно показали, что глобальная ядерная война приведет к уничтожению как побежденных, так и победителей, так как после нее небо над всей Землей закроется ту санси и настанет ядерная зима на период в несколько десятков лет. Поэтому.

победа в такой войне будет быссьсьсгченной. В настоящее время актив«со разрабатываются глобшсьные модели, позволяксщие рассчитать «парниковый эффект» и другие процессы, протекающие в глобальном масштабе. 21 Введение. Маеиеолао>ические модели в биолоеии Ясно, что разработка имитационной модели сложной системы и работа с этой моделью требуют усилий целого коллектива специалистов как в области машинной математики, так и в предметной области. Подробное изучение методологии имитационного моделирования не входит в задачу нашего курса, мы будем заниматься болое общими вопросами.

Всякая сложная система при своем функционировании под шняется физическим, химическим н биологическим законам. Однако нам известны не все законы. Одна из целей математического моделирования и заключается в установлении этих законов путем проверки альтернативных гипотез физических (или биологических) механизмов того нлн иного явления. Другой, более практической, является уже упоминаемая нами цель оптимального управления продукционным процессом. Таким образом, приступая к построению математической модели системы,необходимо взглянуть на эту систему под определенным углом зрения, который в значительной мере определяет вид модели.

Необходимо сформулировать основные вопросы о поведении системы, ответы на которые мы хотим получить с помощью людели. Это позволяет нз многкества законов, управляющих поведением системы, отобрать те, влияние которых существенно при поиске ответов на поставленные вопросы. В дополнение к этим законам, если яеобходимо, для системы в целом или ее частей формулируются определенные гипотезы о функционировании. Гнпотезьц как и законы, формулируются в виде определенных математических соотношений.

Дальнейшая работа состоит в исследовании полу юнных соотношений с применением аналитических или вычислительных методов, приводящих к ответу на поставленные перед моделью вопросы. Евши модель хороша, полученные на модели ответы могут быть отнесены к самой моделируемой системе. Более того, с помощью такой модели можно расширить круг представлений о системе, например, выбрав одну из альтернативных гипотез о механизмах ее функционирования н отбросив остальные, неправдоподобные. Если же модель плохая, т.е. недостаточно адекватно описывает систему с точки зрения поставленных перед ней вопросов, ее следует усовершенствовать. Нритернем адекватности служит практика, эксперимент., и критерий этот не может быть полностью формализован. Специфика моделей живых систем Несмотря на разнообразие живых систем, все они обладают следующими специфическими чертами, которые необходимо учитывать при построении моделей.

1. Словесные систелеы. Все биологические системы являются сложными много- компонентными, пространственно структурированнымв, элементы которых обладают индивидуальностью. При моделировании таких систем возмо>кны два подхода. Первый — агрегированный, феноменологический. В соответствии г, этим подходом выделяются определяющие характеристики системы (например, общая численность видов) и рассматриваются качественные свойства поведения этих величин во времени (устойчивость стационарного состояния., наличие колебаний, существование пространственной неоднородности). Такой подход является исторически наиболее древним и свойственен динамической теории популяций. Другой подход —. подробное рассмотрение элементов системы и их взаимодействий, рассмотренное выше имитационное моделирование, Имитационная модель не допускает аналитического исследования, но ее параметры имея>т ясный физический Лекция 1 и биологический смысл; при хоро>пей экспериментальной изученности фрагментов системы она может дать количественный прогноз ее поведении при различных внешних воздействиях.

2. Раз>миг>э>са>ои4иесл системы (способные к ввторег>редукции). Это важнейшее свойство живых систем определяет их способность перерабатывать неорганическое и оргш>ическое ве>цество ллн биосинтеза биологических макромолекул, клеток, организмов. В феноменологических кюделнх это свойство выражается в наличии в уравненинх автокаталитических членов, определяющих возможность роста (в нелимитированных усповиях экспоненциального), возможность неустойчивости стационарного состояния в локальных системах (необходимое ушювие возникновения колебательных и квазистохастических режимов) и неустойчивости гомогенного стационарного состоянии в пространственно распределенных системах (усиовие неоднородных в пространстве распределений и автоволновых режимов).

Важную роль в развитии ш>ожцьгх пространственно-временных режимов играют процессы вэаимодейств я компонентов (биохимические реакции) и процессы переноса, как хаотического (диффузия), так и связанного с направлением внешних сил (гравитация, электромагнитные поля) нли с адаптивными функциями живых организмов (например, движение цитоплазмы в клетках под действием микрофиламентов).

3. Открытые системы, постоянно пропускающие через себя потоки вещества и энергии. Биологические системы далеки о> термодннамического равновесия, и потому описываю ся нелинейными 1>равнениями. Линейные соотношении Онзагера, связывающие силы и потоки, справедливы только вблизи терхюдинамического равновесия. 4.

Биологические объекты имеют сложную многоуровневую систему регуляции. В биохимической кинетике это выражается в наличии в схемах петель обратной связи, как положительной, так и отрицательной. В уравнениях»охальных взаимодействий обратные связи описываются нелинейными функциями, характер которых определяет возможность возникновении и свойства сложных кинетических режимов, в том числе колебательных и квазистохастических. '1"акис нелинейности при учете пространственного распределения и процессов переноса обусловливают паттерны стационарных структур (пятна различной формы, периодические диссипативные структуры) и различные типы автоволнового поведения (движущиеся фронты, бегущие волны, ведущие центры, спиральные волны и др.).

На уровне органа, организма. популяции >кивав система также является гетерогенной, и это ее основополаган>щее свойство необходимо учитывать при создании математической модели. Само возникновение пространственной структуры и законы ее формирования представляют одну из задач теоретической биологии. Один из подходов решении такой задачи математическая теория морфогенеза. В заключение этой вводной лекции отметим, что компьютерные грамматики позволяют получить изображения, очень напоминан>щие те, которые мы видим в природе и на картинах великих мастеров.

Вероятно, компьютернаи логика, человеческий мозг и вен природа следуют единым законам. Литература )1) Н. Ф. Ьопдарепко, Моделирование продуктивности огроэкосистем, Л., 1982. [2) А. Б. Горстке, Ю. й. Домбровский, Ф. А. Сурков, Модели йправления эколого-,экономическими системами, »1., 1984. Литперазпура [3] Д. Джефферс, Введение в системный анализ: применение в экологии, М., 1981.

[4] Б. Г. Заславский', Р. А. Полуэктов, Управление экгзлогическими тотемами, М.. 1988. [5] Д. Х. Медоуз, Д. Л. Медоуз, Й. Рандерс, За пределами роста, М., Прогресс, 1994, [6] Г. Ю. Ризниненко, А. Б. Рубин, Матемагпические модели биологических продукционных процессов, М., Изд. МГУ, 1988. [7] Ю. М. Романовский, Н. В. Степанова, Д, С. Чернавский, Математические моде.ли в биоф гике, М., Наука, 1976.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
4980
Авторов
на СтудИзбе
471
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее