Главное то, при построении модели сложного объекта приходится учитывать и по возможности уменьшать неопределенность. Рассмотрим кратко основные виды неопределенности.
8.Сравнение понятий «черного» и «серого» ящика.
При изучении систем используют модели <черного>, <белого> и <серого> ящика. Систему представляют как <черный ящик>, если неизвестно внутреннее строение самой системы; ее поведение и функционирование изучается по входному и выходному сигналам.
1.При изучении системы как <белого ящика>, наоборот, известны все элементы и их взаимосвязи.
2.Систему рассматривают как <серый ящик>, когда что-то из внутреннего строения объекта известно, а что-то остается неизвестным, например модель состава системы с неизвестной структурой или, наоборот, модель структуры с неизвестным составом. В отличие от черного, модели серого ящика учитывают помимо связей между реакциями и внешними воздействиями и те частичные сведения, которые известны о его внутреннем строении.
3. Чёрный ящик - объект изучения, внутреннее устройство которого либо неизвестно, либо слишком сложно для того, чтобы можно было по свойствам его составных частей (элементов) и структуре связей между ними делать выводы о поведении объекта; метод исследования таких объектов. Метод «Ч. я.» применяют в тех случаях, когда внешнему наблюдателю известны лишь входные воздействия на объект и его ответная реакция, а процессы, в нём протекающие, неизвестны. В рамках модели <черного ящика> внутреннее устройство системы изображают в виде непрозрачного ящика, выделенного из окружающей среды (рис). Эта модель отражает два важных свойства системы - целостность и обособленность от среды. Система не является полностью изолированной от среды, она связана со средой и с помощью этих связей взаимодействует с ней (входы и выходы системы). В модели <черного ящика> отсутствуют сведения о внутреннем содержании системы, а задаются, фиксируются и перечисляются только входные и выходные связи системы со средой. В одних случаях достаточно содержательного словесного описания входов и выходов; тогда модель <черного ящика> является просто их списком. В других случаях требуется количественное описание некоторых или всех входов и выходов с заданием двух множеств Х и У входных и выходных переменных.
yi = fi (x1,…xi); статическая модель yi(t) = F (x1(t)…xi(t)) – динамическая модель. Важно сознавать, что эти зависимости не известны нам изначально,
иначе мы имели бы «белый ящик».
Модель «черного ящика» обычно используется (часто являлись единственно применимой) в случае: а) когда нет возможности вмешательства в систему (изучение влияния лекарств и т.п.); б) когда нужно получить данные о системе в обычной для нее обстановке, для уменьшения воздействия измерений на саму систему; в) когда действительно отсутствуют данные о внутреннем устройстве системы (например, электрон, пульсар, «черная дыра» и т.п.).
Математическое и компьютерное моделирование
После того как модель построена по опытным данным, ее нужно использовать по назначению, то есть для получения новой информации об исследуемом объекте. Мы предполагаем, что при построении модели уже намечена совокупность искомых величин, определение которых является целью исследования.
После этого начинается поиск способа использования модели для их определения, т.е. определение вида моделирования.