1.5 Создание концептуальной модели

Ориентация.

При разработке модели выделяются следующие этапы описания: концептуальный, математический, программный.

Концептуальная (содержательная) модель в словесной форме определяет состав и структуру системы, свойства компонентов и причинно-следственные связи между ними. Здесь приводятся сведения и природе и параметрах элементарных явлений исследуемой системы, о виде и степени взаимодействия между ними, о месте и значении каждого явления в общем процессе функционирования системы.

Процесс создания концептуальной модели никогда не будет формализован, поэтому иногда говорят, что моделирование является не только наукой, но и искусством.

Стратификация

Стратификация – это выбор уровня детализации модели. Уровни детализации иногда называют стратами. Выбор уровня детализации часто определяется параметрами, допускающими варьирование в процессе моделирования. Такие параметры обеспечивают определение интересующих характеристик. Остальные параметры должны быть, по возможности, исключены из модели.

Детализация

Здесь вводится понятие элементарной операции, для которой известны и могут быть получены зависимости выходных параметров от входных. Если при этом получается модель большой размерности, то ее можно преобразовать в иерархическую модульную структуру. Каждый модуль такой структуры состоит из совокупности модулей более низких рангов, в том числе и элементарных операций.

Структуризация. Управление.

Связи между компонентами системы могут быть вещественными и информационными. Вещественные отражают возможные пути перемещения продукта преобразования от одного элемента к другому. Информационные связи обеспечивают передачу между компонентами управляющих воздействий и информации о состоянии. В простых системах информационные связи могут отсутствовать, что соответствует принципу структурного управления.

В более сложных системах управление включает указания, какому компоненту какой исходный объект когда и откуда взять, какую операцию по преобразованию выполнить и куда передать. Такие системы функционируют в соответствии с программным или алгоритмическим принципом управления. В концептуальной модели должны быть конкретизированы все решающие правила или алгоритмы управления рабочей нагрузкой, компонентами и процессами.

Локализация

На этапе локализации осуществляется представление внешней среды в виде генераторов внешних воздействий, включаемых в состав модели в качестве компонентов. Сюда входят генераторы рабочей нагрузки, генераторы управляющих и возмущающих воздействий. Приемники выходных воздействий обычно не включают в модель.

Выделение процессов

Функционирование системы заключается в выполнении технологических процессов преобразования вещества, энергии или информации. В сложных системах, как правило, одновременно протекает несколько процессов. Каждый процесс состоит из определенной последовательности отдельных элементарных операций. Часть операций может выполняться параллельно разными активными компонентами системы. Задается технологический процесс одним из видов представления алгоритмов. В системах с программным управлением, обеспечивающих параллельное выполнение нескольких процессов, имеются алгоритмы управления совокупностью параллельно функционирующих процессов.