Завдання

1. Вивчити та охарактеризувати моделювання та дослідження інформаційних систем в умовах невизначеності.

2. Вивчити та розглянути види моделювання в інформаційних системах (ІС).

Хід роботи

1. Вивчили та охарактеризували моделювання та дослідження інформаційних систем в умовах невизначеності.

Моделюванню та дослідженню інформаційних систем в умовах неповної визначеності приділяється все більше уваги. Причиною неповної визначеності є недостатність достовірної інформації про значення об’єкт моделювання, яка може бути зумовлена багатьма чинниками. Ступінь неповної визначеності залежить від способів отримання інформації та її достовірності. Для скорочення будемо називати не повністю визначені дані незалежно від ступеня просто невизначеними, а функціонування різноманітних систем з неповністю визначеними параметрами, структурою, алгоритмом або впливовими величинами – функціонуванням в умовах невизначеності.

Основні напрямки моделювання інформаційних систем в умовах невизначеності:

-  моделювання систем з невизначеними параметрами ІС (операції над невизначеними операндами);

-  моделювання систем з невизначеною структурою ІС (невизначені графи);

-  моделювання прийняття рішень в умовах невизначеності ІС (невизначені алгоритми);

Моделювання систем в умовах невизначеності знаходить застосування у багатьох галузях:

-   метрологія та оцінка невизначеності результатів вимірювань;

-   теорія статистичних рішень;

-   адаптація технічних систем;

-   керування великими розподіленими системами в умовах неповної спостережності;

-   автоматичне управління в умовах невизначеності;

-   штучний інтелект та розпізнавання образів та інші;

При дослідженні інформаційних систем в умовах невизначеності розглядають переважно задачі двух типів.

В задачах першого типу невизначеність походить від неповноти інформації про впливові величини. Відомості про них мають статистичний характер і описуються функціями розподілу ймовірностей. Таку невизначеність називають стохастичною.

В задачах другого типу невизначеність пов’язана з можливістю помилки людини-експерта при визначенні даного. Таку невизначеність описують функціями належності і називають нечіткою.

2. Вивчили та розглянули види моделювання в інформаційних системах (іс).

У проектуванні ІС 3D моделювання це процес розробки технічного представлення будь-якої тривимірної поверхні обʼєкта за допомогою спеціалізованого ПО. Продукт називається 3D модель. Вона може бути відображена у вигляді двумірного зображення за допомогою процеса, що називається 3D рендерінг або використана для побудови на компʼютері симуляції фізичного явища. 3D моделі можуть створюватись вручну або автоматично. Виготовлення моделей вручну є подібним до створення скульптури в пластичному мистецтві.

3D моделі представляють 3D обʼєкт використовуючі набір точок в 3D просторі, поєднаних між собою різноманітними геометричними сутностями, як от трикутниками, лініями тощо.

Існує пʼять популярних способів представлення моделі:

• моделювання багатокутниками  – точки в 3D просторі, вершини, зʼєднані між собою лінією, утворюють багатокутну петлю. Більша частина 3D моделей сьогодні будується як текстуровані багатокутні моделі, оскільні вони досить гнучкі і компʼютер може відрендерити їх досить швидко. Однак, багатокутники є плоскими й можуть тільки приблизно передати вигнуті поверхні, використовуючи багато багатокутників. Процес перетворення гладких поверхонь в багатокутники називається тесселяція;

• NURBS – поверхні NURBS визначаються кривими, на які впливають «важкі» контрольні точки. Крива слідує за точками (але не обовʼязково дотикається до них). Збільшення ваги точки притягне криву ближче до неї. NURBS є насправді гладкими поверхнями, а не їхніми імітаціями за допомогою маленьких плоских поверхонь. З очевидних причин цей метод підходить для моделювання органіки;

• сплайни та патчі (укр. рейки та латки) – моделювання, що, як і NURBS, залежить від кривих у відображенні поверхонь. Цей метод лежить десь між NURBS та багатокутним у відношенні до гнучкості та простоти у використанні;

• примітиви – моделювання за допомогою простих геометричних фігур (кулі, циліндри, конуси тощо), які використовуються як цеглинки при побудові складніших обʼєктів. Перевагою методу є швидка та легка побудова, а також те що моделі є математично визначені і точні. Підходить до технічного моделювання і менше для моделювання органіки. Деякі програми можуть рендерити з примітивів напряму, інші використовують примітиви тільки для моделювання, а пізніше конвертують в петлі для подальшої роботи або рендеринга.

Цифрове моделювання ІС (англ. digital simulation) – дослідження обʼєктів ІС (явищ, процесів, пристроїв, систем тощо) за допомогою технічних моделей на ЕОМ. Зокрема, найпоширенішим є цифрове моделювання на основі створення моделей об'єктів плануванням експерименту.

Імітаці́йне моделюва́ння ІС – це метод, що дозволяє будувати моделі процесів ІС, що описують, як ці процеси проходили б насправді.

Таку модель можна «програти» в часі як для одного випробування, так і заданої їх кількості. При цьому результати визначатимуться випадковим характером процесів ІС. За цими даними можна отримати достатньо стійку статистику.

Рис. 12.1. Експериментування з імітаційним моделюванням

Імітаційне моделювання ІС – це метод дослідження ІС, заснований на тому, що система, яка вивчається, замінюється імітатором і з ним проводяться експерименти з метою отримання інформації про цю систему. Експериментування з імітатором називають імітацією (імітація – це збагнення суті явища, не вдаючись до експериментів на реальному обʼєкті).

Імітаційне моделювання ІС – це окремий випадок математичного моделювання. Існує клас обʼєктів, для яких з різних причин не розроблені аналітичні моделі або не розроблені методи розвʼязування задач про такі моделі. В цьому випадку технічна модель замінюється імітатором або імітаційною моделлю.

Імітаційна модель ІС – (у вузькому значенні) логіко-технічний опис обʼєкта, який може бути використаний для експериментування на компʼютері в цілях проектування, аналізу і оцінки функціонування ІС.

Імітація як метод розвʼязування нетривіальних задач отримала початковий розвиток у звʼязку із створенням ЕОМ в 1950х - 1960х роках.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Охарактеризуйте поняття моделювання інформаційних систем в умовах невизначеності.

2. Назвіть та охарактеризуйте основні напрямки моделювання інформаційних систем в умовах невизначеності.

3. Що таке 3D моделювання?

4. В чому полягає імітація моделювання?

5. Обгрунтуєте вплив моделювання в проектуванні інформаційних систем?