Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика 2015

7.1.1. Виды моделей

Создать исчерпывающую классификацию моделей достаточно сложно, поэтому рассмотрим наиболее часто употребляемые определения моделей.

Процесс моделирования начинается с создания концептуальной модели.

Концептуальная модель

Концептуальная модель (содержательная) — это абстрактная модель, определяющая структуру (элементы и связи) объекта исследования.

В концептуальной модели обычно в словесной (вербальной) форме приводятся самые главные сведения об объекте исследования, основных элементах и важнейших связях между элементами. Процесс создания концептуальной модели в настоящее время не формализован, то есть не существует точных правил её создания. Описание объекта ведётся приближённо, на качественном уровне (например, с ростом напряжения ток возрастает, но точный вид связи величин неизвестен).

Основная проблема при создании концептуальной модели заключается в нахождении компромисса между компактностью модели и ее точностью (адекватностью). Имеется множество теоретических проработок этой проблемы, но их трудно применить для решения каждой новой задачи. Поэтому разработчик модели, руководствуясь своими знаниями, оценочными (предварительными) расчетами, опытом, интуицией, мнением экспертов, должен принять решение об исключении какого-либо элемента или связей из модели, изъятии из рассмотрения второстепенных факторов, воздействующих на объект.

Процесс создания концептуальной модели, вероятно, никогда не сможет быть полностью формализован. Трудно придумать набор простых правил, выполняя которые, можно создать хорошую концептуальную модель. Именно в связи с этим иногда говорят, что моделирование является не только наукой, но и искусством.

В процессе разработки модели концептуальная модель итерационно (многократно) корректируется, уточняется. В результате повышается её точность, адекватность.

Термин «адекватность» (происходит от лат. adaequatus — приравненный, равный) означает верное воспроизведение в модели связей и отношений объективного мира. Этим термином характеризуют качество созданной модели.

В науке, технике, экономике и других отраслях широко используется термин математическая модель (ММ). ММ — описание объекта исследования, выполненное с помощью математической символики.

Для создания ММ можно использовать любые математические средства — алгебру, дифференциальное и инте!ральное исчисления, регрессионный анализ, теорию вероятностей, математическую статистику и т. д.

Математическая модель представляет собой совокупность формул, уравнений, неравенств, логических условий и т.д. Использованные в ММ математические соотношения определяют процесс изменения состояния объекта исследования в зависимости от ег о параметров, входных сигналов, начальных условий и времени. По существу, вся математика создана для формирования математических моделей. И сама математика появилась из практики, как средство описания самых общих черт реальных объектов.

О большом значении математики для всех других наук (в том числе и моделирования) говорит следующий факт. Великий английский физик И.Ньютон (1643-1727 г.г.) в середине 17-го века познакомился с работами Рене Декарта и Пьера Гассенди. В этих работах утверждалось, что все строение мира может быть описано математическими формулами. Под влиянием этих трудов И.Ньютон стал усиленно изучать математику. Сделанный им вклад в физику и математику широко известен.

Математическое моделирование — метод изучения объекта исследования, основанный на создании его математической модели и использовании её для получения новых знаний, совершенствования объекта исследования или управления объектом.

Математическое моделирование можно подразделить на аналитическое и компьютерное (машинное) моделирование.

При аналитическом моделировании учёный — теоретик получает результат «на кончике пера» в процессе расчётов, размышлений, умозаключений. Формирование модели производится в основном с помощью точного математического описания объекта исследования.

Классическим примером аналитического моделирования является открытие планеты Нептун на основании теоретического анализа движения планеты Уран. Расчеты выполнили французский астроном Урбен Леверье и английский астроном Джон Адамс. Обнаружил планету Нептун немецкий астроном Иоганн Галле в точке небесной сферы, координаты которой вычислил У.Левсрьс.

При компьютерном моделировании математическая модель создается и анализируется с помощью вычислительной техники. В этом случае нередко используются приближенные (численные) методы расчета. Созданные компьютерные модели порой включают в себя наиболее прогрессивные информационные технологии, например, виртуальную реальность. При этом моделирование медицинской операции вызывает иллюзию реально происходящего события. Моделирование игровых ситуаций сопровождается мультимедийными эффектами (звуками, видеоэффектами, воздействием на вестибулярный аппарат).

Компьютерная модель - это модель, реализованная на одном из языков программирования (программа для ЭВМ).

Рассмотрим еще два понятия: полная математическая модель и макромодель.

Полная математическая модель — это модель, отражающая состояния, как моделируемой системы, в целом так и всех ее внутренних элементов. Полная ММ электронного усилителя позволяет определить потенциалы всех узлов схемы и токи через все радиоэлементы.

Макромодель проще полной математической модели.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы