Лекция 5: Модели и методы системного анализа
Вопросы:
1. Понятие модели.
2. Классификация моделей.
3. Понятие метода.
4. Классификация методов моделирования систем.
Содержание разрешения проблемы
Роль системного анализа в разрешении проблем
Теория систем позволяет сформулировать проблему и поставить задачу решения этой проблемы.
Системный анализ предлагает пути решения сформулированной проблемы. С использованием системного анализа выявляется зависимость цели от средств ее достижения.
При этом важно отметить, что с использованием теории систем и системного анализа решаются именно сложные проблемы.
Для получения выражения, связывающего цель со средствами, применяют модели системного анализа.
С помощью системного анализа можно обеспечить взаимодействие и взаимопонимание между специалистами различных областей знаний, участвующими в решении проблемы, помочь исследователям организовать процесс коллективного принятия решения. Для реализации этого процесса нужно выбрать методы системного анализа.
Таким образом, в основе решения проблем находятся различные модели и методы системного анализа.
Роль системного анализа в разрешении проблем
(продолжение)
Модель
Модель (лат. modulus — мера, образец):
образец (эталон, стандарт) для массового изготовления какого-либо изделия или конструкции; тип, марка изделия;
изделие (из легкообрабатываемого материала), с которого снимается форма для воспроизведения (напр., посредством литья) в другом материале; разновидности таких моделей — лекала, шаблоны, плазы;
устройство, воспроизводящее, имитирующее строение и действие какого-либо др. («моделируемого») устройства в научных, производственных (при испытаниях) или спортивных целях;
изображение, описание, схема, чертеж, график, план, карта какого-либо объекта, процесса или явления.
В общем смысле:
-
Модель - любой образ какого либо объекта, процесса или явления, используемый в качестве его «заместителя», «представителя» для выражения (отображения, выделения, представления) свойств, которые интересуют исследователя.
Классификация моделей
При исследовании систем находят применение все виды моделей.
Каждая система может быть представлена большим количеством моделей, вид которых зависит от требуемой глубины познания, уровня абстрагирования при приближенном рассмотрении системы, формы материального представления системы.
Оснвными классами модели являются:
материальные;
идеальные.
Материальные в свою очередь делятся на физические и аналоговые.
Идеальные представлены классами знаковых и интуитивных моделей.
К знаковым моделм относятся:
графические;
логические;
математические.
К интуитивным:
сценарные;
игрровые;
мысленные.
Классификация моделей
(продолжение)
Материальные модели
Материальные (предметные) модели представляют собой материальные системы, которые имеют сходство с моделируемой системой. В отличие от словесных и знаковых данный класс моделей воплощается не в виде слов или знаков, а в форме различных макетов или специальных технических устройств.
Физическая модель — это модель, создаваемая путем замены объектов моделирующими устройствами, которые имитируют определённые характеристики либо свойства этих объектов. При этом моделирующее устройство имеет ту же качественную природу, что и моделируемый объект. Физические модели воспринимаются органами чувств человека.
Физические модели часто называют натурными, т.к. внешне они напоминают изучаемую систему. Они могут быть в уменьшенном или в увеличенном масштабе, тогда они называются масштабные модели.
Примеры: глобус, увеличенная модель атома, уменьшенный модель автомобиля, макет дома, макет местности.
Аналоговая модель представляет исследуемый объект в виде аналога, который ведет себя, как реальный объект, но выглядит иначе, т.е. имеет другую природу.
Например, параметры движение потока воды можно моделировать параметрами электрического тока; механические колебания моделируются электрическим колебательным контуром; моделью характеристик звука могут быть характеристики электричского напряжения.
Еще один пример - аналоговая ЭВМ, в котрой изменение напряжения может отображать поток товаров в торговой системе.