Программа работает в среде MS DOS (используйте DosBox с русификатором russian.txt).
Если работает очень медленно или зависает, откройте параметры (F4) и измените Delay на 1. Также, можете дополнительно изменять количество циклов DosBox (Ctrl+F11 / Ctrl+F12).
Cодержание справки:
1. Управление программой
2. Структура файлов экосистем
3. Уравнения и модели
4. Замечание об ошибках
5. Источники
Управление программой:
В режиме выбора и редактирования экосистемы:
F1 - Вызов этой справки
F4 - Редактирование параметров выбранной экосистемы или смена
описания папки
F5 - копирование выбранной экосистемы
F6 - перемещение выбранной экосистемы
F7 - создание новой папки
Ins - создание новой экосистемы
Del - удаление папки/экосистемы
BkSp - возврат в предыдущую папку
Enter - переход в режим моделирования и создание графика числен-
ностей для выбранной экосистемы
В режиме моделирования экосистемы:
Esc - Возврат в режим выбора и редактирования
Enter - Продолжение моделирования с начала экрана
P - Приостановка моделирования
Tab - Включение / выключение вывода параметров моделируемой
экосистемы.
При нажатии любой клавиши кроме Enter и P моделирование начина-
ется с начала (с начальных параметров)
Программа содержит несколько уравнений моделирования популяций. В файлах
экосистем номер экосистемы является самым первым параметром (Tip).
В поставляемых экосистемах после заголовка следуют уравнения дан-
ного Tip'a. Если вы создаете свой файл, то нужно следовать следу-
ющим правилам:
1. Последовательность параметров должна быть всегда определен-
ной: Tip, время (T1 и T2), максимальная отображаемая числен-
ность (MaxY), начальные количества каждой популяции (No1,
No2,..), специальные параметры экосистемы. К специальным па-
раметрам (также в определенной последовательности) относят-
ся коэффициенты, подставляемые в уравнения динамик популя-
ций.
2. Название перед каждым параметром необязательно, но перед каж-
дым должен стоять знак равенства иначе данная строка рассмат-
ривается как комментарий.
3. Комментарии (в том числе пустые строки) можно вводить с любом
месте файла, начиная с новой строки. Если вы хотите ввести
комментарий, содержащий знак равенства (уравнение), то нач-
ните строку со знака ">".
Каждому Tip'у соответствует определенный набор уравнений динамики числен-
ностей популяций экосистемы, количество популяций и параметров:
1. Модель Мальтуза. Элементарная модель экспоненциального неог-
раниченного роста одной популяции.
Популяции: 1
Уравнения: dN=kN
Параметры: k
Пример: 1\MALT
2. Модель с учетом конкуренции за пищевой ресурс (1 типа). Поз-
воляет моделировать два типа экосистем: вымирающие при недо-
статочном размножении и стабилизирующиеся. R - среднее коли-
чество потомков, родившихся от одной особи, k - коэффициент
шага моделирования.
Популяции: 1
Уравнения: dN=N(RExp(-N)-1)/k
Параметры: R, k
Примеры: 1\COMP1*
3. Модель существования двух видов без учета конкуренции за пи-
щевой ресурс (на основе предыдущей). Коэффициенты а и b отве-
чают за характер и силу влияния видов друг на друга. Напри-
мер, a=-0.02 и b=0.001 описывает систему "хищник-жертва",
причем жертвой является первый вид.
Популяции: 2
Уравнения: dN1=k1N1+aN1N2
dN2=k2N2+bN1N2
Параметры: k1, a, k2, b
Примеры: 2\HZ\SIMPLE*
4. Модель существования двух видов с учетом внутривидовой конку-
ренции за ресурс (1 тип). На основе модели N 2.
Популяции: 2
Уравнения: dN1=N1(R1Exp(-N)-1)/k1+aN1N2
dN2=N2(R2Exp(-N)-1)/k2+bN1N2
Параметры: R1, k1, a, R2, k2, b
Примеры: 2\HZ\COMP1*
5. Модель существования двух видов с учетом внутривидовой конку-
ренции за ресурс (2 тип). На основе модел N 3. При моделиро-
вании экосистемы "хищник-жертва" при отрицательном собствен-
ном приросте хищника (k), т. е. хищник погибает без жертвы,
можно не учитывать ресурс для хищника (0), поскольку он уже
фактически введен в виде жертвы. (см. также модель N 8)
Популяции: 2
Уравнения: dN1=k1N1+aN1N2+r1N1^2
dN2=k2N2+bN1N2+r2N2^2
Параметры: k1, a, r1, k2, b, r2
Примеры: 2\HZ\COMP2*
2\COMP*
6. Модель существования трех видов без учета внутривидовой конку-
ренции за ресурс. На основе модели N 3. Добавлено еще несколь-
ко параметров взаимодействия, чтобы охватить все 6 связей, ко-
торые могут существовать между 3 видами.
Популяции: 3
Уравнения: dN1=k1N1+a1N1N2+b1N1N3
dN2=k2N2+a2N1N2+b2N2N3
dN3=k3N3+a3N1N3+b3N2N3
Параметры: k1, a1, b1, k2, a2, b2, k3, a3, b3
Примеры: 3\HZ\SIMPLE1*
3\HZ\SIMPLE2*
7. Модель существования трех видов с учетом внутривидовой кон-
куренции за ресурс. На основе моделей NN 5 и 6.
Популяции: 3
Уравнения: dN1=k1N1+a1N1N2+b1N1N3+r1N1N1
dN2=k2N2+a2N1N2+b2N2N3+r2N2N2
dN3=k3N3+a3N1N3+b3N2N3+r3N3N3
Параметры: k1, a1, b1, r1, k2, a2, b2, r2,
k3, a3, b3, r3
Примеры: 3\HZ\COMP1*
3\HZ\COMP2*
3\COMMEN*
8. Модель существования одного вида с учетом внутривидовой кон-
куренции за ресурс (2 типа). Ресурсный коэффициент должен
обязательно быть ниже нуля. Чем он больше по модулю, тем ни-
же будет численность вида в стационарном состоянии.
Популяции: 1
Уравнения: dN=kN+rN^2
Параметры: k, r
Примеры: 1\COMP2*
9. Модель малых отклонений от числа инфицированных и восприимчи-
вых к инфекции организмов популяции. g определяет смертность
в популяции. R определяет заразность заболевания. Фактически
за все время болезни возбудитель передается от одного инфици-
рованного в среднем R членам. b характеризует выздоровление
инфицированных членов. w - отклонение от числа инфицированных
в стационарном состоянии, v - отклонение от числа восприимчи-
вых в стационарном состоянии. На основе модели N 10.
Популяции: 1 (2)
Уравнения: dw=g(R-1)v
dv=-gRv-bw
Параметры: g, R, b
Примеры: EPIDEMY\SIMPLE\DELTA*
10. Модель распростронения заболевания в некоторой популяции.
Сделаны следующие допущения: иммунитет пожизненный, числен-
ность популяции в сумме не меняется, популяции паразита и
хозяина однородны, вероятность смерти индивида не зависит от
возраста, вероятность выздоровления и передачи инфикции не за-
висит от времени. Кроме того, допущено, что при малой дли-
тельности заболевания инфицированные члены популяции не уми-
рают. При моделировании строятся 3 графика численностей инфи-
цированных, восприимчивых и невосприимчивых членов популяции
хозяина. a характеризует заражение восприимчивых членов,
b - выздоровление инфицированных (и их переход в невосприим-
чивых), g - смертность членов. I - численность инфицированных
членов, S - численность восприимчивых членов. См. также
модель N 9.
Популяции: 1 (3)
Уравнения: dI=aIS-bI
dS=-aSI+g(1-S)
Параметры: a, b, g
Примеры: EPIDEMY\SIMPLE*
11. Модель, аналогичная модели N 10, но также учитывающая периоди-
чески меняющуюся вероятность передачи инфикции. На экран вы-
водится только численность инфецированных членов популяции.
Популяции: 1 (2)
Уравнения: dI=aIS-bI
dS=-aSI+g(1-S)
a=Ao+ASin(wT+f)
Параметры: Ao, A, w, f, b, g
Примеры: EPIDEMY\PERIOD*
12. Модель заболеваемости инфекцией. Построена на основе модели
N 11, но на экран выводится не численность инфицированных чле-
нов популяции, а число заболевших за единицу времени (в виде
доли от общего числа организмов в популяции), т.е. aNiNs
Популяции: 1 (3)
Уравнения: dI=aIS-bI
dS=-aSI+g(1-S)
a=Ao+ASin(wT+f)
Параметры: Ao, A, w, f, b, g
Примеры: EPIDEMY\ZARAZH*
В программе использована специальная многоуровневая система контроля
ошибок. Поэтому практически ничто не может самопроизвольно завер-
шить программу без желания пользователя. Если в модель были введе-
ны неестественные коэффициенты, то результат может выйти за пределы
(0.5e4932). В этом случает программа выдаст звуковой сигнал и оста-
новит моделирование, поскольку никаких разумных результатов все равно
уже нельзя будет получить, исходя из данных параметров. После нажа-
тия клавиши программа вернется в меню и выдаст сообщение об ошибке,
предлагая пользователю продолжить работу. Отказываться от продолже-
ния работы имеет смысл только в том случае, если программа цикличес-
ки выдает данную ошибку уже несколько раз и не продолжает работу. Та-
кое в принципе возможно только в случае грубых физических повреждений
компьютера или изменений программы в результате занесения вируса или
попыток изменения кода. Если программа обнаружит заражение вирусом,
она попытается излечить себя с разрешения пользователя, если это ока-
жется возможным.
При составлении программы многие уравнения были заимствованы из следую-
щих источников:
1. А.Н.Герасимов, "Математические модели в биологии, экологии и
медицине. Москва, МИФИ, 1998
(Модель NN 1, 2, 3, 4, 9, 10, 11, 12)
2. А.О.Рувинский, Л.В.Высоцкая, С.М.Глаголев и др., "Общая биоло-
гия". Москва, "Просвещение", 1993
(Модель N 5)
Со всеми вопросами и предложениями просьба обращаться:
e-mail: rualark@gmail.com
Архипенко Алексей
Москва
1999