1. Модель і система

   1. Означення та властивості моделі.

Першим призначенням моделі в 50-х роках було замінити об’єкт певною штучною моделлю.

Перший метод моделювання – аналогія.

На основі аналогії висувалися гіпотези, що будувалися на невеликій кількості даних і здійснювалася перевірка правильності на основі експериментів, спостережень.

Таким чином, модель – ланка між дослідником і системою, що вивчається.

Модель – це спеціально створена для цілей дослідження матеріальна або нематеріальна система, яка маючи відповідний рівень схожості з дослідж. Системою, та будучи її спрощеним представленим у просторі та часі, призначена для вивчення поведінки дослідж. Системи про отримання нових знань про неї та її властивості.

Основні властивості

1. Скінченність моделі (з нескінченої системи виокремлюють певну частину (скінчену к-ть елементів і відношень, яка відпов. Цілям дослідж. І моделюють її скінченими ресурсами.

2. Спрощеність моделей – моделю відображає істотні сторони об’єкту. Спрощеність моделі є допустимою, адже для будь – якої мети виявляються достатнім визначення головних ефектів у дослідж. системі.

3. Приблизність відображення дійсності – вимога макс. Точного відображення моделі є непотрібною з 2х причин: 1 – це ускладнює створення моделі 2) вона є зайвою,оскільки для аналізу непотрібна вся іеформація про об’єкт.

4. Адекватність відповідає за аналогію між об’єктом – оригіналом і його моделлю.

Розрізняються 3 види аналогії :

1. Зовнішня (на осн. Зовн. Характеристик)

2. Структурна

3. Динамічна(поведінка системи,як змінний стан)

Модель адекватна об’єкту дослідження,якщо результати моделювання слугують основою для прогнозування процесів в реальному об’єкті, що досліджується

5. Інформативність – модель має містити достатню кількість інформ. Про об’єкт, що моделюється)

Існує три види подібності між моделлю і системою

1. Пряма – встановл. Шляхом фіз.. взаємодії.

2. Не пряма – встановл. Через аналогію.

3. Умовна – встановл. Шляхом певних домовленостей.

Зв'язок між системою, що моделюється знанням про нею, та моделлю харатериз. Гомоморфізмом та ізоморфізмом.

Ізоморфізм – співвідношення між системою тотожної структури, між елементами та відношенням ізоморфних систем існує взаємно – однозначне відображення, тобто кожному елементу, та відношенню системи відповідає 1 і тільки один елемент і відношення іншого і навпаки.

Гомоморфізм – співвідношення між системами, кожному елементу однієї системи відповідає один елемент, але обернене твердження неправильне, тобто друга система є образом першої системи, яка є праобразом.

Т.3. пит. 1.2

Основними властивостями використання моделей є:

• Наочність побудови

• Видимість основних її властивостей і відношень

• Доступність для дослідження або відтворення

• Простота досліджень

• Збереження наявних та отримання нових знань із точністю заданою при побудові моделювання.

Відповідно до цих осн властивостей виокремлюють такі функції моделі:

• Модель як засіб пізнання

• Модель як засіб осмислення дійсності(дозволяє порядкувати та формалізувати первинні уявлення про явище, об»єкт чи систему)

• Модель як засіб спілкування (дозволяє більш точно описати складні поняття, описує систему більш стисло)

• Модель як засіб навчання та тренування (дозволяє підвищити ефективність та скоротити строки дослідження системи, імітація різноманітних ситуацій на моделі сприяє підвищенню якості інф про систему)

• Модель як засіб прогнозування (передбачення на основі інф про минулу поведінку системи її поведінки)

• Модель як засіб проведення експерименту(використовується у тих випадках, коли проводити експеримент на реальній системі є неможливо або недоцільно).

У процесі дослідження системи дослідника цікавить не вся сума знань про систему, а лише деякі аспекти, тому уявлення про систему – результат гомомортного відображення.

Т.3. п.2

Моделювання

Модель будується для того, щоб за її допом. виявили та дослідили ті власт. та зв’язки з системою, що є істотними з т.з цілей дослідження. Таке дослідження виконується в результаті маніпулювання моделі, тому воно отримало назву – моделювання.

Моделювання включає в себе такі складові:

• Суб»єкт, який організовує моделювання і завдання, заради якого проводиться моделювання;

• Об»єкт-оригінал, який моделюється;

• Засоби, з яки створюється модель;

• Середовище, в якому модель повинна функціонувати.

Три завдання моделювання:

1. Побудова моделі: це завдання менш формалізоване і крнструктоване в тому розумінні, що не існує загального алгоритму для побудови моделі.

2. Дослідження моделі: це завдання більш формалізоване, адже є конкретні методи дослідження для різних класів моделей.

3. Використання моделі: це конструктивне та конкретне завдання.

Життєвий цикл моделі:

1. Збір інформації про об»єкт, висунення робочих гіпотез та перед модельний аналіз.

2. Проектування структури і складу моделі.

3. Побудова специфікації моделі, розробка і налагодження окремих під моделей, цілісне складання моделі, ідентифікація параметрів моделі.

4. Дослідження моделі, вибір методу дослідження і розробка алгоритму моделі.

5. Дослідження адекватності, стійкості та чутливості моделі.

6. Оцінка засобів моделювання, тобто витрачених ресурсів.

7. Інтерпритація, аналіз результатів моделювання і встановлення деяких причинно-наслідкових зв»язків у дослідженій системі.

8. Підготовка звітів і проектних рішень.

9. Уточнення, модифікація моделі і якщо необхідно, повернення до дослідження системи з новими знаннями, отриманими завдяки моделюванню.

Моделі глобального моделювання

Моделі Форестера-Медоуза. Ця модель заклала основи сучасного глобального моделювання: «Світ-1», «Світ-2», «Світ-3» – розрахунок проводився на базі врахування взаємозв’язку і тенденцій розвитку п’яти елементів-підсистем: 1) народонаселення; 2) капітал; 3) ресурси; 4) забруднення навколишнього середовища; 5) виробництво продовольства. У цих моделях переслідувалася мета простежити розвиток основних тенденцій глобального розвитку цивілізацій на найближчі 100 років, виходячи з незмінності характеру соціально-економічного розвитку.

Висновок був такий: внаслідок протиріччя між обмеженістю ресурсів і виробництва продовольства, з одного боку, та ростом населення й темпів використання ресурсів, з іншого боку, в середині ХХІ ст. можлива глобальна криза: 1) катастрофічне забруднення навколишнього середовища; 2) різке зростання смертності населення; 3) виснаження природних ресурсів;4) занепад виробництва.

Пропоновані заходи протидії – концепція «глобальної рівноваги»: 1) зупинити зростання чисельності населення; 2) обмежити виробництво, звівши його до простого відтворення; 3) основний капітал направити у сферу послуг і сільське господарство; 4) скоротити споживання ресурсів у 8 разів.

Недоліки моделі: утопічні уявлення про можливості свідомого управління та нехтування нерівномірністю розвитку регіонів.

Модель Месаровича-Пестеля. У 1974 році була створена «Стратегія виживання», метою якої був економічний прогноз на 1975-2025 рр. Структура моделі враховувала більшу кількість факторів: світ було розділено на 10 взаємодіючих регіонів (врахована взаємодія типу експорт/імпорт та еміграція/імміграція). Модель містила такі субмоделі: 1) економіка; 2) енергетика; 3) населення. Висновок: світу загрожує не стільки глобальна, скільки серія регіональних катастроф, які почнуться набагато раніше, ніж у моделі Форейтора і Медуза (тобто задовго до 2050 р.), а також поглиблення розриву між рівнями життя в регіонах. На цій основі вони рекомендують концепцію «органічного росту», тобто гармонійного розвитку світу як цілого.

Модель Барілоче. Світ був поділений на Азію, Африку, Латинську Америку і розвинені країни. Модель враховувала деякі соціальні фактори і передбачала можливість керування розвитком регіонів шляхом централізованого розподілу капіталу. Висновок: криза, передбачена попередніми моделями, вже наступила.

Модель Я. Кайа і Ю. Судзукі. Проект «Новий погляд на розвиток», в якому світ поділявся на 9 регіонів і передбачалася можливість керування розвитком світової економіки. Переслідувалася мета пошуку можливості зменшення диспропорції рівня заходів на душу населення між регіонами.

Висновки:

• Розвинені індустріальні країни повинні надавати безкоштовну допомогу менш розвиненим країнам у розмірі близько одного проценту свого власного валового національного продукту;

• Допомога буде ефективною тільки при одночасній зміні структури економіки регіонів, а саме: у розвинених країнах – це зростання сільського господарства і зменшення валового продукту легкої промисловості при незмінності важкої промисловості; у малорозвинених країнах – це зменшення частки сільського господарства і збільшення частки легкої промисловості.

Модель Габора. У 1976 році була розвинута модель «За межами віку марнотратства». Її метою було вирішення проблеми енергетичних, сировинних, продовольчих ресурсів планети. Головний висновок – розвиток глобальної соціоекосистеми йде шляхом зростаючого неефективного використання природних ресурсів. Необхідно перейти до раціонального керування використанням ресурсів, відмовившись від марнотратства, змінити стиль життя, переглянути соціально-політичні пріоритети. Треба встановити курс на обмеженість споживання енергії в розвинених країнах. Альтернативне джерело енергії – атомна. Треба знищити темпи зростання кількості населення, збільшити виробництво продовольства і зменшити його споживання в розвинених країнах, які «переїдають».

Модель В. Леонтьєва. «Майбутнє світової економіки» (1976). Ця модель побудови на основі взаємозв’язку «витрата – випуск». Тут світ було поділено на 15 регіонів: 8 розвинених і 7 таких, що розвиваються. Регіони взаємодіють за принципом експорт/імпорт за 4 секторами економіки. Розглядається питання розвитку промисловості й сільського господарства, а також навколишнього середовища.

Висновки: контрольні цифри росту валового продукту в країнах, що розвиваються, недостатні для подолання розриву в доходах. Необхідно здійснити два типи змін:

1. глибокі соціальні, політичні, структурні зміни в країнах, що розвиваються;

2. істотні зміни світового економічного порядку: стабілізація товарних ринків, заохочення експорту промислової продукції з країн, що розвиваються.