
- •Структурирование процессов моделирования, иерархия моделей
- •1.2 Процесс моделирования. Классификация моделей систем.
- •1.3 Статические и динамические модели
- •1.4 Модель черного ящика
- •Модель состава системы
- •Модель структуры системы
- •1.7 Знаковые модели и сигналы
- •1.1 Структурная схема системы
- •2.1 Специфика информационной модели
- •2.2. Методы моделирования
- •2.4 Диаграммы потоков данных. Формирование словаря данных, определение логики процессов, определение накопителей данных, использование информационных моделей в системных исследованиях.
1.7 Знаковые модели и сигналы
Эта общая схема конкретизируется и углубляется в ряде конкретных наук, в которых используются или непосредственно изучаются модели условного подобия. Например, теория связи, теория информации, радиотехника, теория управления и ряд других наук имеют дело со специфическими моделями условного подобия, которые применяются в технических устройствах без участия человека; они получили название сигналов. В этих науках правила построения и способы использования сигналов, названные кодом, кодированием и декодированием, сами стали предметом углубленных исследований (например, возникла очень развитая теория кодирования).
С иных позиций рассматриваются модели условного подобия в науках, изучающих создание и использование этих моделей самим человеком. У предназначенных для этого моделей имеется своя специфика, позволяющая дать им специальное название – знаки – и требующая специальных методов для ее исследования. Возникшая в связи с этим область знаний получила название семиотики (от греч. “знак”). Семиотика изучает знаки не в отдельности, а как входящие в знаковые системы, в которых выделено три основных группы отношений:
синтаксис (греч. “построение, порядок”), т.е. отношения между различными знаками, позволяющие отличать их и строить из них знаковые конструкции все более высокой сложности;
семантика (греч. “обозначение”), т. Е. отношения между знаками и тем, что они обозначают, или вложенный, изначальный смысл знаков;
прагматика (греч. “дело, действие”), т. Е. отношения между знаками и теми, кто их использует в своей деятельности, или понятый, воспринятый смысл знаков.
Существуют и другие многочисленные аспекты исследования моделей условного подобия (языкознание, картография, криптография, графология, техническое черчение, нумизматика, информатика, литературоведение и т.д.).
Выбор символики для обозначения цифр только на первый взгляд кажется произвольным: в практике вычислений арабская символика в конце концов вытеснила римскую из-за существенного различия в удобстве ручного выполнения операций над знаками чисел. На ЭВМ двоичная символика вытеснила арабскую по подобным соображениям. Такие примеры можно множить.
1.1 Структурная схема системы
Система есть совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с ней как целое.
Очевидно, что это определение охватывает модели “черного ящика”, состава и структуры. Все вместе они образуют еще одну модель, которую будем называть структурной схемой системы; в литературе встречаются также термины “белый ящик”, “прозрачный ящик”, подчеркивающие ее отличие от модели “черного ящика”, а также термин “конструкция системы”, который используется для обозначения материальной реализации структурной схемы системы. В структурной схеме указываются все элементы системы, все связи между элементами внутри системы и связи определенных элементов с окружающей средой (входы и выходы системы).
Все структурные схемы имеют нечто общее, и это побудило математиков рассматривать их как особый объект математических исследований. Для этого пришлось абстрагироваться от содержательной стороны структурных схем, оставив в рассматриваемой модели только общее для каждой схемы. В результате получилась схема, в которой обозначается только наличие элементов и связей между ними, а также (в случае необходимости) разница между элементами и между связями. Такая схема называется графом.
Рисунок 7 – Изображение графа.
Граф состоит из обозначений элементов произвольной природы, называемых вершинами, и обозначений связей между ними, называемых ребрами (иногда дугами). Если направления связей не обозначаются, то граф называется неориентированным, при наличии стрелок – ориентированным (полностью или частично). Данная пара вершин может быть соединена любым количеством ребер; вершина может быть соединена сама с собой (тогда ребро называется петлей). Если в графе требуется отразить другие различия между элементами или связями, то либо приписывают разным ребрам различные веса (взвешенные графы), либо раскрашивают вершины или ребра (раскрашенные графы).
В связи с тем что множества вершин и ребер формально можно поменять местами, получается два разных представления системы в виде вершинного или в виде реберного графа. Оказывается, что в одних задачах удобнее использовать вершинный, а в других – реберный граф.
Рисунок 8- Графы, соответствующие различным структурам: а) линейная структура; б) древовидная структура; в) матричная структура; г) сетевая структура
Пример. Структурная схема ЭВМ пятого поколения, с помощью которой пользователь, не умеющий программировать, может решать достаточно сложные задачи, приведена на рисунке. Отметим, что в этой схеме имеются и иерархические, и линейные, и обратные связи.
Вопрос. Информационное моделирование экономических систем: специфика информационной модели, техника информационного моделирования, формирование словаря данных, определение логики процессов, определение накопителей данных, использование информационных моделей в системных исследованиях.