1. Компьютерное моделирование – история и перспективы развития.

Имитация, как метод решения нетривиальных задач, получила начальное развитие в связи с созданием ЭВМ в 1950х – 1960х годах.

Первый пример практического применения управляющей ЭВМ относится к 1959 го­ду; он связан с работой нефтехимического завода компании "Texaco" в городе Порт-Артур, штат Техас. Компания "Texaco" выполнила эту пионерскую работу совместно с производителем ЭВМ – компанией Thomson Ramo Woolridge..

Важный шаг был сделан в 1962 году, когда английская компания ICI (Imperial Chemical Industries) представила концепцию прямого цифрового управления (раз­дел 12.4.3).

Изобретение в 1960-х годах транзистора дало заметный толчок развитию ком­пьютерных приложений. Стоимость единицы вычислительной мощности мини-компьютера на транзисторной элементной базе была на порядок меньше, чем у больших ЭВМ (mainframe), хотя стоимость самого мини-компьютера все еще пре­вышала 100 000 долларов.

Согласованное влияние трех главных факторов – совершенствование технической базы компьютеров, экономи­ческая целесообразность их применения в управлении относительно простыми процессами и развитие теории управления – привело к широкому распростране­нию компьютерного управления.

Современные персональные компьютеры намного превосходят мини-компь­ютеры 1960-х и 1970-х годов – типичная конфигурация, как правило, включает 16-или 32-разрядный центральный процессор (ЦП), несколько мегабайт оперативной памяти (оперативное запоминающее устройство – ОЗУ), гигабайты дисковой памя­ти, – а стоят несравнимо дешевле первых моделей ЭВМ.

Необходимо иметь в виду, что чрезмерное и одностороннее увлечение компь­ютерными технологиями может заслонить собой фундаментальные проблемы. Сегодня, после сорока лет применения компьютеров, существует достаточный опыт, чтобы задаться вопросом о реальных преимуществах, которые они принес­ли в промышленность и административное управление. В западных странах в 1950-60-х годах, еще до широкого распространения ЭВМ, один работающий мог содержать целую семью, включая выплату кредита за дом. В типичной совре­менной семье, по крайней мере, уже двое должны работать, чтобы поддержать стиль жизни, удовлетворяющий средним запросам, уровень которых продолжает повышаться. То, что два десятилетия назад представлялось золотым веком, обус­ловленным повсеместным внедрением компьютеров и автоматизации, сильно по­тускнело сегодня благодаря новым проблемам – от безработицы до загрязнения окружающей среды. То же самое может произойти с сегодняшней чрезмерно вы­сокой оценкой Интернета и компаний, основной бизнес которых построен на интернет технологиях (виртуальные магазины и т. д.). Нисколько не принижая их достоинства и преимущества, следует отметить, что они не дают надежных и эф­фективных способов решения реальных проблем.

1.2. Модели и моделирование, какими они бывают?

Слово МОДЕЛЬ происходит от латинского modulus – мера, образец.

1. Образец (эталон, стандарт) для массового изготовления какого-либо изделия или конструкции: а) тип, марку, наименование изделия или его номер в модельном ряду; б) изделие (иногда из легкообрабатываемого материала), с которого снимается форма для воспроизведения (например, посредством литья) в другом материале; разновидности таких моделей – лекала, шаблоны. В литье по выплавляемым моделям используется модель из воска ("восковка"). в) в конструировании, промышленном дизайне – изделие или деталь изделия которое воспроизводит форму и/или другие характеристики сложного изделия или детали.

2. Устройство, имитирующее строение и действие какого-либо другого (моделируемого) устройства в научных, образовательных, производственных (при испытаниях) или спортивных целях: а) в моделизме – выполненная в определённом (обычно уменьшенном) масштабе машина, сооружение или комплекс сооружений. Модели сооружений также называют макетами.

3. Любой образ, аналог (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертеж, график, карта и т. п.) какого-либо объекта, процесса или явления, "оригинала" данной модели: а) в науке – описание объекта (предмета, процесса или явления) на каком-либо формализованном языке, составленное с целью изучения его свойств. Такое описание особенно полезно в случаях, когда исследование самого объекта затруднено или физически невозможно; б) модель какой-либо системы аксиом – в математике и логике – любая совокупность (абстрактных) объектов, свойства которых и отношения между которыми удовлетворяют данным аксиомам, служащим тем самым совместным (неявным) определением такой совокупности; в) полигональная модель в компьютерной графике.

4. В индустрии моды – это человек, демонстрирующий модели одежды на показах: а) фотомодель в рекламном бизнесе; б) Позирующий художнику, скульптору, фотографу натурщик или изображаемые предметы ("натура").

5. В лингвистике – абстрактное понятие эталона или образца какой-либо системы (фонологической, грамматической и т.п.), представление самых общих характеристик какого-либо языкового явления; общая схема описания системы языка или какой-либо его подсистемы.

В общем случае, модель – это объект, в достаточной степени повторяющий свойства моделируемого объекта (прототипа), существенные для целей конкретного моделирования, и опускающий несущественные свойства, в которых он может отличаться от прототипа.

Моделирование – исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.

Можно выделить следующие виды моделирования: компьютерное моделирование; математическое моделирование; математико-картографическое моделирование; психологическое моделирование; статистическое моделирование; структурное моделирование; экономико-математическое моделирование; имитационное моделирование; схемотехническое моделирование.

Модель процесса – основа управления. Любая стратегия управления базируется на некотором понимании того, как физический процесс реагирует на входной сигнал. Поэтому умение анализировать и моделировать динамику системы является основ­ной предпосылкой для успешного управления.