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시뮬레이션이란 무엇일까
학습 목표
- 시뮬레이션의 개념과 구성 요소를 설명할 수 있다.
관련 성취기준
- [12소생04-01]
시뮬레이션 프로그램의 개념과 구성요소를 이해하고 가치를 파악한다.
생각 열기 — 트럭을 몇 대 보내야 할까
Ⅲ단원에서 새솔시 역 앞 대여소는 평일 아침마다 자전거가 바닥났다. 담당자는 새벽에 트럭으로 자전거를 가져다 놓기로 했다. 그런데 몇 대를 가져다 놓아야 할까?
시뮬레이션이란
시뮬레이션(simulation) — 실제 대상이나 현상을 본뜬 모델을 만들어, 그 모델을 움직여 보며 결과를 알아보는 일. 모의실험은 실제 대상을 본뜬 모델을 만들어 그 모델을 움직여 보는 것이다. 우리말로 모의실험이라고 한다. 모델(model) — 현실의 대상이나 현상에서 목적에 필요한 부분만 골라 단순하게 나타낸 것은 현실을 그대로 옮긴 것이 아니라, 목적에 필요한 부분만 골라 단순하게 나타낸 것이다.
시뮬레이션 프로그램은 어떤 주제든 대개 같은 부품으로 이루어진다.
- 변수
바꿔 볼 수 있는 값 (입력)
실험하는 사람이 정하는 값. 「처음 자전거 수」, 「트럭이 가져올 대수」.
- 상태
시간에 따라 바뀌는 값
시뮬레이션이 도는 동안 계속 바뀌는 값. 「지금 대여소에 있는 자전거 수」.
- 규칙
상태를 바꾸는 방법
「1분마다 이 확률로 누군가 빌려 간다. 자전거가 없으면 헛걸음한다」 같은 약속.
- 시간
한 걸음씩 되풀이
규칙을 한 걸음(1분, 하루 …)씩 되풀이한다. 프로그램의 반복문이 이 일을 한다.
- 출력
결과를 보여 주기
그래프와 요약 숫자. 「헛걸음한 사람 12명」, 「텅 빈 시간 95분」.
첫 시뮬레이션 돌려 보기
아래 시뮬레이터의 상자마다 붙은 이름표(변수·규칙·상태·출력)를 먼저 찾아보자. 그다음 ▶ 하루 돌려 보기를 여러 번 눌러 보자.
변수 · 입력
거치대는 30칸이다.
규칙
- 1분마다, 그 시간대의 이용자 수에 따른 확률로 빌리러 오는 사람이 있다. 자전거가 없으면 헛걸음.
- 1분마다 같은 방식으로 반납하러 오는 사람이 있다. 거치대가 꽉 차면 반납 실패.
- 6시 30분에 트럭이 자전거를 내려놓는다(30칸을 넘게는 못 놓는다).
- 아침에는 빌리는 사람이, 저녁에는 반납하는 사람이 많다.
상태 ·
출력
첫 시뮬레이션 돌려 보기
약 20분- 변수를 그대로 두고 ▶ 하루 돌려 보기를 다섯 번 눌러 보자. 결과가 매번 같은가? 왜 다를까?
- 시각 옮겨 보기 막대를 움직여, 자전거가 처음으로 0대가 되는 시각을 찾아보자. 몇 시쯤인가?
- 트럭을 0대 → 5대 → 10대로 바꾸며 30일 돌려 보기를 눌러 보자. 헛걸음이 있었던 날이 어떻게 바뀌는가?
- 처음 자전거와 트럭을 모두 크게 하면 저녁에는 어떤 일이 생기는가? (힌트: 출력의 「반납 못 한 사람」)
첫 시뮬레이션 관찰 기록
- 네 가지 부품을 찾았다
- 무작위 때문이라는 것을 짚었다
- 트럭 실험 결과를 적었다
- 빠진 요소를 적었다
글자 규칙으로 살펴보는 점검표다. 다 켜졌다고 좋은 답이 되는 것은 아니다 — 마지막 판단은 내가 한다.
적은 내용은 이 브라우저에만 저장된다. 다른 컴퓨터로 옮기거나 제출하려면 내려받는다.
모델은 현실보다 단순하다
이 시뮬레이터에는 비 오는 날도, 공휴일도, 고장 난 자전거도 없다. 그래도 쓸모가 있는 까닭은 목적이 「아침에 자전거가 모자라지 않게 하려면 트럭이 몇 대 필요한가」이기 때문이다. 이 물음에 필요한 것 — 시간대별로 빌리고 반납하는 사람 — 만 남기고 나머지는 덜어 냈다.
확인 문제
개념 확인 문제
보기를 누르면 바로 채점된다. 틀려도 해설을 읽으면 된다.
시뮬레이션에서 실험하는 사람이 정해서 바꿔 볼 수 있는 값을 무엇이라 하는가?12소생04-01
대여소 시뮬레이터에서 「지금 대여소에 있는 자전거 수」는 어떤 구성 요소인가?12소생04-01
같은 변수로 시뮬레이션을 돌렸는데 매번 결과가 조금씩 다른 까닭으로 알맞은 것은?12소생04-01
모델에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?12소생04-01
교과서에서 찾기
이 차시에 대응하는 교과서 위치가 아직 정리되지 않았다. [확인필요]