1. Причина необходимости моделирования

Модели могут применяться для:

• исследования границ и структур систем с целью решения конкретных проблем;

• определения и анализа критических элементов, компонентов и точек в исследуемых системах и процессах;

• синтеза и оценки предполагаемых решений;

• прогнозирования и планирования будущего развития исследуемых систем.

Процесс моделирования начинается с определения подлежащих решению проблем, что в свою очередь определяет состав и границы исследуемой системы.

Опр. Моделирование - это замещение исследуемого объекта (оригинала) его условным образом или другим объектом (моделью) и изучение свойств оригинала путем исследования свойств модели. Очевидно, что действительная польза от моделирования может быть получена только при соблюдении двух условий:

• модель обеспечивает корректное (или, как говорят, адекватное) отображение свойств оригинала, существенных с точки зрения исследуемой операции;

• модель позволяет устранить проблемы, присущие проведению измерений на реальных объектах.

В зависимости от способа реализации, все модели можно разделить на два больших класса: физические и математические.

Физические модели предполагают, как правило, реальное воплощение тех физических свойств оригинала, которые интересуют лицо принимающее решение.

Модель - это описание системы. Разработка модели - сложный процесс, который во многом является искусством но, однако, упрощается, если: 1) известны физические законы, описывающие функционирование системы; 2) может быть разработано графическое представление системы; З) можно управлять входами, элементами и выходами системы.

Моделирование сложных крупномасштабных систем чаще всего представляет собой более трудную задачу, чем моделирование физических систем. Это объясняется следующими причинами:

• в распоряжении исследователя имеется мало фундаментальных законов, относящихся к рассматриваемой системе;

• многие взаимосвязи между элементами в системе с трудом поддаются количественному описанию и формализации;

• трудно количественно описать поведение входных элементов;

• важную роль играют стохастические процессы;

• неотъемлемой частью таких систем является процесс принятия решений человеком.

Модель представляет собой абстрактное описание системы, уровень детализации которого определяет сам исследователь. Человек принимает решение о том, является ли данный элемент системы существенным, а следовательно, будет ли ой включен в описание системы. Это решение принимается с учетом цели, лежащей в основе разработки модели.

2. Причина необходимости моделирования .Причины почему нельзя работать с реальными объектами( размеры) примеры.

Опр. Моделирование - это замещение исследуемого объекта (оригинала) его условным образом или другим объектом (моделью) и изучение свойств оригинала путем исследования свойств модели. Очевидно, что действительная польза от моделирования может быть получена только при соблюдении двух условий:

• модель обеспечивает корректное (или, как говорят, адекватное) отображение свойств оригинала, существенных с точки зрения исследуемой операции;

• модель позволяет устранить проблемы, присущие проведению измерений на реальных объектах.

В зависимости от способа реализации, все модели можно разделить на два больших класса: физические и математические.

Моделирование – это создание и использование моделей для изучения оригиналов.

Когда используют моделирование:

• оригинал не существует

  • древний Египет

  • последствия ядерной войны

• исследование оригинала опасно для жизни или дорого:

  • управление ядерным реактором (Чернобыль, 1986)

  • испытание нового скафандра для космонавтов

  • разработка нового самолета или корабля

• оригинал сложно исследовать непосредственно:

  • солнечная система, галактика (большие размеры)

  • атом, нейтрон (маленькие размеры)

  • процессы в двигателе внутреннего сгорания (очень быстрые)

  • геологические явления (очень медленные)

• интересуют только некоторые свойства оригинала

  • проверка краски для фюзеляжа самолета

Цели моделирования

• исследование оригинала

изучение сущности объекта или явления

«Наука есть удовлетворение собственного любопытства за казенный счет» (Л.А. Арцимович)

• анализ («что будет, если …»)

научиться прогнозировать последствия различных воздействиях на оригинал

• синтез («как сделать, чтобы …»)

научиться управлять оригиналом, оказывая на него воздействия

• оптимизация («как сделать лучше»)

выбор наилучшего решения в заданных условиях

Что можно моделировать?

Модели объектов:

• уменьшенные копии зданий, кораблей самолетов, …

• модели ядра атома, кристаллических решеток

• чертежи

• …

Модели процессов:

• изменение экологической обстановки

• экономические модели

• исторические модели

• …

Модели явлений:

• землетрясение