PETROV / ____. ____ ____. ______ No.1 [2013-2014]
.pdf
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Идеальное и материальное моделирование (2 / 2)
В условиях материального моделирования исследование объекта выполняется с использованием
материального аналога,
воспроизводящего основные характеристики ОМ.
Идеальное моделирование основано на нематериальной
мыслимой аналогии и носит характер теоретического.
21
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Виды материального моделирования
Материальное
моделирование
Натурное Подобие
(масштаб)
Совпадение Аналоговое описаний
Идеальное
моделирование
Моделирование
Эмпирический |
|
Теоретический |
(наблюдение, |
|
(абстрагирование, |
измерение, |
Общий |
формализация, |
эксперимент) |
дедукция) |
|
|
(анализ, синтез, |
|
|
аналогия) |
|
22
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Виды идеального моделирования
Материальное
моделирование
Опыт |
Интуитивное |
Логика |
|
(предположения, |
Научное |
гипотезы) |
|
Идеальное
моделирование
Моделирование
Эмпирический |
|
Теоретический |
(наблюдение, |
|
(абстрагирование, |
измерение, |
Общий |
формализация, |
эксперимент) |
дедукция) |
|
|
(анализ, синтез, |
|
|
аналогия) |
|
23
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Натурное, аналоговое, интуитивное, научное моделирование
Тип Характер модели |
Способ моделирования Дальнейшие действия |
|||
|
|
|
|
|
Натурное |
Материальный аналог ОМ в |
Натурный эксперимент в |
Непосредственный |
|
перенос результатов на |
||||
некотором масштабе |
лабораторных условиях |
|||
ОМ (теория подобия) |
||||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Аналоговое
Объект (процесс) с |
Натурный эксперимент в |
Формальный перенос |
|
идентичным ОМ |
результатов на ОМ («как |
||
лабораторных условиях |
|||
математическим описанием |
есть») |
||
|
Интуитивное |
Не допускающее или не |
Эмпирическое знание, |
Проверка новых знаний |
|
натурным экспериментом |
||||
требующее формализации |
суждение без объяснения |
|||
и методами формальной |
||||
представление об ОМ |
причин |
|||
логики |
||||
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
Научное
Логически обоснованная |
Формирование и |
Расширение границ |
|
умозрительная конструкция |
доказательство гипотез |
||
познания об ОМ |
|||
на основе предположений |
на основании наблюдений |
||
24 |
|||
|
|
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Знаковые модели
Л. ван Бетховен,
«Ода к радости» (симф. №9)
Закон Ома для полной цепи
25
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Модель vs. теория
Единичный ОМ, |
Класс ОМ, |
Модель, |
уровень абстракции |
Теория, |
Управление ОМ |
Объяснение поведения |
Предсказание свойств |
или свойств класса ОМ |
26
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Когнитивные, концептуальные и формальные модели (1 / 2)
Когнитивная модель — отвечающий на конкретные вопросы, компактный, субъективный мысленный образ ОМ, сформированный как продукт познавательной деятельности исследователя на базе его знаний и опыта.
Содержательная модель — представление когнитивной модели на естественном языке (постановка проблемы).
Концептуальная модель — содержательная модель, построенная на основании или с использованием понятий и представлений предметной области (англ. domain).
Формальная модель — представление концептуальной
модели на формальном языке.
27
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Когнитивные, концептуальные и формальные модели (2 / 2)
|
Объяснительная |
|
|
Объект |
Описательная |
|
Прогностическая |
|
|
Когнитивная |
|
|
Содержательная - |
|
|
модель |
|
|
модель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гуманитарное |
|
|
|
|
|
знание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формальная |
|
|
Концептуальная |
|
|
модель |
|
|
модель |
|
|
|
|
|
|
|
|
естественно-научное |
|
|||
|
|
знание |
|
||
! |
Структурно- |
|
|
Логико-семантическая |
|
функциональная |
|
Причинно-следственная |
28 |
||
|
|
|
|||
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Математическая модель и математическое моделирование
Математическое моделирование (ММ) — это (1) идеальное
(2) научное (3) знаковое (4) формальное моделирование,
при котором описание объекта осуществляется на языке математики, а исследование модели проводится с использованием математических методов.
В широком смысле, математическая модель есть операторпреобразования управляемых входных параметров ОМв его выходные параметры (см. тж далее):
: , |
, |
Оператор ММ может быть алгоритмом или определяться совокупностью уравнений.
29
Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий (10 семестр )
Пространство переменных модели (1 / 2)
Разработка ММ начинается с выделения измеримых переменных ОМ:
подмножество измеримых переменных, допускающих произвольное изменение (управление, например, с течением времени) образует набор входных переменных (функций!):
1 , , |
0 1 |
другое подмножество переменных, которые, по предположению, допускают непосредственное измерение при изменении 1 , , , есть множество выходных переменных:
, , |
|
|
||
1 |
|
|
0 |
1 |
30