Способи моделювання та види моделей

Моделювання – це науковий метод дослідження реальної системи (об’єкта, процесу) шляхом заміни його системою – моделлю (яка відображає суттєві властивості реальної системи) та визначення характеристик моделі з метою отримання нових наукових знань про об’єкт, що моделюється.

Моделювання як метод описування систем

Технологія моделювання.

Основою всього системного аналізу є моделювання.

Іншими словами, моделювання – це процес дослідження реальної системи, який складається з певних етапів (рис. 7):

Рис. 7

Слово “модель” походить від латинського modulus, що позначає міру, такт, ритм, величину, а також зв’язане зі словом modus – копія, зразок.

Корінь цього терміну відноситься до праць з будівництва відомого римського інженера, архітектора і письменника Марка Вітрувія Полліона (I ст. до н.е.)

Моделі являють собою певний умовний образ об’єкта дослідження. Модель повинна відображати ті характеристики об’єкта досліджень (склад, зв’язки, властивості), які суттєві для мети дослідження. Для різних цілей дослідження будуються різні моделі досліджуваного об’єкта. Тому мета досліджень визначає ті властивості оригіналу, які мають бути відображені в моделі. Питання про визначення адекватності моделі оригіналу правомірно вирішувати лише відносно поставленої мети досліджень.

Таким чином, модель – це спрощена подібність системи, яка відображає її суттєві властивості і співвідношення.

Перевагами дослідження моделі перед безпосереднім дослідженням реальної системи є:

· модель обмежує сторонні впливи та надлишкову деталізацію, тобто представляє об’єкт, явище, процес в чистому вигляді, абстраговано, що надзвичайно важливо для отримання об’єктивних наукових висновків;

· модель дозволяє проводити дослід чи реальний експеримент там, де він не можливий з реальною системою;

· з моделлю можна багаторазово проводити експерименти або досліди до отримання задовільного результату, пізнання істинної суті явища.

В процесі моделювання складну систему (на етапі описування) поділяють на рівні абстрагування – страти, які характеризують технологічні, інформаційні, економічні або інші аспекти функціонування системи. На кожній страті в ієрархії структур є свій власний набір змінних, які дозволяють значною мірою обмежити лише дослідженням одного аспекту діяльності системи, однієї страти. Дану процедуру називають стратифікацією системи.

Наприклад, буд-яке підприємство можливо моделювати мінімум на трьох стратах, рис. 8:

· на виробничому рівні (фізичні процеси обробки та перетворення енергії);

· на рівні управління та обробки інформації (інформаційна система підприємства);

· на економічному рівні, з точки зору ефективності підприємства.

Рис. 8

Для кожного з цих трьох аспектів системи існує своя мова описування, свої моделі.

Головними рівнями дослідження систем є макроскопічний та мікроскопічний, які базуються на методах мікро– та макропідходу відповідно.

Найпростішою моделлю системи на макрорівні є модель чорної скриньки, (як метод кібернетики розглянутий раніше).

За допомогою тільки цієї моделі неможливо вивчити внутрішню структуру системи. Для більш детального опису систем використовують моделі складу та моделі структури. Модель складу системи відображає, з яких елементів та підсистем складається система, рис. 9, а модель стуктури застосовується для відображення відношень між елементами та зв’язків між ними, рис. 10.

Рис. 9

Рис. 10

Для глибокого осмислення суті моделювання як метода наукового пізнання та його правильного використання необхідно знати способи моделювання та види моделей. Спосіб повного моделювання забезпечує подібність руху матерії в основних формах її існування – в часі та просторі, тобто повні моделі адекватні об’єкту в часі та просторі. Неповне (часткове, локальне або функціональне) моделювання забезпечує подібність протікання всіх основних процесів, які характеризують досліджуване явище, лише частково – тільки в часі, або тільки в просторі. При функціональному моделюванні забезпечується подібність між деякими функціями або узагальненими характеристиками, які в моделі і в оригіналі мають певну відповідність.

При наближеному моделюванні беруться до уваги тільки найважливіші аспекти (фактори) системи, які суттєво впливають на протікання основних процесів. Інші фактори моделюються приблизно або зовсім не беруться до уваги.

Моделі, які реалізуються трьома вище зазначеними способами, класифікуються за двома ознаками. За характером досліджуваних процесів в системі виділяються такі види моделей:

· статичні – застосовуються для описування стану системи у фіксований момент часу;

· динамічні – для дослідження поведінки системи у часі;

· детерміновані – відображають процеси з визначеними характеристиками (параметрами), тобто для яких відсутні випадкові впливи;

· стохастичні – враховують випадкові процеси. Моделі мають невизначені (повністю або частково) параметри;

· дискретні та неперервні (відносно деяких факторів, наприклад часу).

За формою подання об’єкта моделі поділяють на матеріальні (реально – практичні) та абстрактні (ідеально – теоретичні). До матеріальних моделей відносять натурні, фізичні та машинні (реалізовані алгоритмічні моделі, комп’ютерні – машинна імітація, кібернетичні пристрої). Клас абстрактних моделей містить наочні, символьні та математичні (аналітичні, алгоритмічні) моделі.

Рис. 11

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Етапи і компоненти системного аналізу.	\|	Принципи та основні етапи математичного моделювання.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.