Одним з головних напрямків науково – технічного прогресу на протязі вже кількох десятиріч є розвиток методів та засобів інформатики та обчислювальної техніки. Використання методів математичного моделювання і комп’ютерного розв’язання інженерних та наукових задач дозволяє значно підвищити ефективність процесів проектування та управління. Впровадження персональних комп’ютерів, комп’ютерних інформаційних мереж, побудова та розвиток INTERNET, широке та різноманітне використання методів математичного моделювання призвели до розширення як практичної, так і теоретичної бази комп’ютерної математики. Математичне комп’ютерне моделювання стало головним засобом дослідження складних процесів і систем, на якому базуються сучасні підходи до проектування, оптимізації та управління в різних галузях науки і техніки. Обчислювальна математика стала основою для реалізації та комп’ютерного розрахунку методів математичного моделювання.
Метою цієї книги, що видана в двох частинах, є ознайомлення широкого кола студентів, науковців, інженерно-технічних працівників з основними поняттями комп’ютерного моделювання систем та процесів та методи розв’язання на комп’ютерах сучасних задач обчислювальної математики, що виникають в процесі дослідження та проектування систем управління та автоматики.
Посібник призначений для студентів напрямків «Системна інженерія» та «Комп’ютерна інженерія», але також може бути використаний для інших спеціальностей при вивченні дисциплін пов’язаних з чисельними методами, методами обробки даних, оптимізацією та плануванням експерименту.
Теоретичною основою посібника стали відомі роботи в області моделювання та обчислювальної математики Л. Коллатця, Дж. Форсайта, Р. Мура, Д.Кнута, А. Самарського, Б. Демідовича, І. Марона, В. Скуріхіна, М. Бусленка , А. Крилова, А. Верланя, Г. Марчука та інших вітчизняних та закордонних вчених. В посібнику узагальнено досвід багаторічного викладання Р. Н. Квєтним курсів з обчислювальної математики та моделювання та використано результати наукових та навчально-методичних розробок співавторів цієї книги.
Перший розділ першої частини книги присвячений розгляду основних понять та підходів до побудови математичних комп’ютерних моделей. В наступних розділах розглянуто найбільш поширені задачі обчислювальної математики, методи та алгоритми їх розв’язання. Ці задачі розглянуто в першій частині навчального посібника. Друга частина присвячена задачам обробки сигналів та зображень, що дуже поширені в практиці комп’ютерного моделювання, інтервальним методам та ще деяким проблемам, які пов’язані з розрахунками в процесі математичного моделювання, та можуть бути корисними для сучасних науковців та інженерів.
Використання посібника передбачає знання основ програмування, а алгоритмізація і реалізація комп’ютерних програм може здійснюватись з застосуванням будь – якої зручної для користувача мови програмування. В книзі представлено приклади розв’язання деяких задач з використанням процедур програмних систем MATHCAD, MATLAB та інших, але не дається загальних основ використання цих систем, що не входить до задач цього посібника. Автори намагалися зробити так, щоб викладений матеріал не дуже підлягав під вплив часу, тому робили наголос на викладанні базових понять. Особливу увагу приділено алгоритмізації обчислювальних процедур, як основам застосування комп’ютерної математики.
Розділ 1 першої частини підготовлено Р.Н. Квєтним, О.Ю. Софиною, О.М. Шушурою; розділи 2, 3 – Р.Н. Квєтним, І.В. Богач, О.М. Шушурою; розділи 4, 5, 6 – Р.Н. Квєтним. В другій частині розділи 1,2– О.Ю. Софиною (2.2 разом з І.В. Богач); розділ 3 – О.Р. Бойко; розділ 4 – Р.Н. Квєтним. Загальну редакцію книги здійснено Р.Н. Квєтним.
