Datum: 3 Mei 1994; duur 1.5 uur; Het "textbook" van Min, "Computer Simulation" (1993/94), mag worden gebruikt. Wat niet mag worden gebruikt zijn: aparte aantekeningen, de reader over computersimulatie en de MacTHESIS manual.
1. Het onderstaande model is het zogenaamde "twee-compartimenten" model uit de farmacokinetiek, de wetenschap van de dynamica der geneesmiddelen. Van dit "twee-compartimenten" model hoef je als onderwijskundige instrumentatietechnoloog in spé in principe niets zelf te weten. Een inhoudsdeskundige is in de praktijk (in een software ontwikkel-team) altijd stand-by. Transformeer het model van de Pascal-notatiewijze om tot een black box representatie met alles er op en eraan. Alle informatie uit het model moet minstens eenmaal gebruikt worden.
Repeat
t := t + dt;
if (tdw = 0.0) and (t > 0.1) and (t < 0.11) then IJ:=f(t);
if (tdw = 1.0) and (t > 0.1) and (t < (0.1+t2)) then IV:=g(t);
if (tdw = 2.0) and (t > 0.1) then IM:=h(t);
Conc1:=Conc1 + ((k21 * Conc2)- ((k10 + k12) * Conc1) + IJ + IV + IM ) * dt;
Conc2:=Conc2 + ((k12 * Conc1) - (k21 * Conc2)) * dt;
Until t > Tmax;
Beschouw de drie if-then-else-statements als drie aparte interne variabelen (met 2 tot 3 parameters c.q. constanten) en ook als drie aparte, interne black box-en. Plaats ze alle drie in de gevraagde black box. Geef alle parameters, en niet te vergeten alle constanten (ook als ze geen naam hebben, zoals 0.1 , 0.11, etc.) bij al de afzonderlijke black box-en de juiste plaats. Beschouw t als een variabele en dt en Tmax als een constante of als een parameter.
2. Geef van het onderstaand model de integraal vergelijkingen. Compleet! De startwaarden voor zowel Conc1 als voor Conc2 zijn 0.0. De tijd loopt van 0.0 tot Tmax. Tmax is 10.0 minuten.
Conc1
--------- = (k21 * Conc2) - ((k10 + k12) * Conc1) + IJ + IV + IM
dt
Conc2
--------- = (k12 * Conc1) - (k21 * Conc2)
dt
3. Als van het model uit opgave 1 gegeven is dat Conc1 een ingangsvariabele is voor een black box waarbij Conc2 de uitgangsvariabele is, probeer dan zo goed als je kunt, onderstaande tekening ("blokken" c.q. "stroom"-schema met "feedback-loop") zo goed en compleet als mogelijk is af te maken.
conc1 conc2
(zie originele plaatje)
Let op: dit is een echte "inzichts"-vraag. Feitelijk zijn hier, in plaats van een, twee black box-en te zien. Feedback is een van de belangrijkste onderdelen in een dynamisch model. Daarom is deze opgave hier opgenomen.
4. Beschrijf, met minstens drie zinnen (ieder), de twee manieren waarop en hoe een simulatieprogramma of een simulatiemodule, van de vorm zoals bij het MacTHESIS systeem wordt geproduceerd, in de "implementatie" fase door een leerling kan worden gebruikt.
5. Teken het goed uitgewerkte, zogenaamde "leermodel" bij leren door echte, wetenschappelijke experimenten te doen (kwalitatief). Geef goed aan welke de beslis-momenten zijn en waar naar toe men zal (moeten) springen.
Sterkte, Rik Min.