1 Лекция (04.09.2024) Тема: «Модели и их виды»

Моделирование – это процесс замещения реального объекта (объекта моделирования) его некоторой копией, которая называется моделью.

Модель – это заменитель объекта оригинала, который обеспечивает извлечение некоторых свойств оригинала. Модель повторяет не все свойства оригинала.

Целью моделирования является изучение, обработка, получение и использование информации об объекте.

Примеры моделирования тела человека:

1. Манекен – предназначен для демонстрации одежды и воспроизведения формы тела. При проведении испытаний используются модели (манекены), которые обладают физическими св-вами человека.

2. При испытании сотовых телефонов используется модель человеческой головы, имитирующей электрические св-ва костей черепа и мозга человека.

Из первого и второго примеров следует, что модель должна описывать только те св-ва реального объекта, которые важны для данной задачи. Не существенные свойства не нужны.

Способы исследования реальных объектов:

1. Натурный эксперимент

В большинстве случаев данный эксперимент провести возможно, но это будет дорого и долго. Существуют также ситуации, при которых нельзя его провести (этические ограничения в медицинских исследованиях на людях) или когда можно, но не нужно (испытание атомной бомбы в условиях, которые уже хорошо изучены и не требуют дополнительных подтверждений).

2. Математическое моделирование

На основе известных физических законов составляются математические уравнение, которые описывают исследуемый объект. Затем, эти математические уравнения решаются, на основе их решения делаются выводы о свойствах моделируемого объекта.

Недостатком метода математического моделирования является необходимость решения сложных математических уравнений. Здесь требуется высокая математическая классификация персонала, что сильно увеличивает стоимость моделирования.

При проектировании современных информационных систем связей крайне редко удаётся ограничиться математическим моделированием в силу таких систем.

3. Имитационное моделирование

При имитационном моделировании на основе известных физических законов составляются математические уравнения, которые имитируют работу системы и которые решать не требуется. На сегодняшний день имитационное моделирование является основным методом исследования сложных систем.

Случаи, когда имитационное моделирование является наиболее подходящим методом исследования:

1. Не существует законченной математической постановки задачи

2. Аналитически описать систему моделирования очень сложно

3. Аналитические решения существуют, но их реализация невозможна из-за низкой математической классификации персонала.

4. Если необходимо осуществлять наблюдение за ходом модели

5. Когда невозможно провести другие эксперименты

6. Если требуется исследовать очень медленно или очень быстро протекающие процессы (взрыв или старение человека)

Имитационное моделирование делается на компьютере с помощью определённых программ. Самая распространённой из них является MathLab.

При исследовании систем приходится делать ряд допущений, чтобы упростить модель