Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:MATLAB Simulink. Компьютерное моделирование экономики
.pdf
Серия «Библиотека профессионала»
Цисарь И. Ф.
MATLAB Simulink
Компьютерное моделирование
экономики
Москва
СОЛОН-ПРЕСС
1
202
ÓÄÊ 621.396.218
ÁÁÊ 32.884.1
Ö73
Цисарь
È. Ô.
MATLAB Simulink. Компьютерное моделирование экономики. —
М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2021. — 252 с.: ил. —
(Серия «Библиотека профессионала»).
ISBN 978-5-91359-006-0
 книге представлена современная практическая технология
компьютерного моделирования экономики в программных системах MATLAB
Simulink. Моделирование необходимо для понимания причинно-следственных
связей в экономике, прогнозирования, планирования, принятия решений
менеджерами. Методика разработки моделей è комплекс детально
разработанных примеров представляют интерес äëÿ преподавателей,
студентов, аспирантов и действующих специалистов.
Тематика примеров охватывает исследование процессов рыночного
равновесия, ценообразования, проектирование оптимальной ставки
налогообложения бизнеса, анализ динамики циклов и кризисов.
Авторы учебников могут включать примеры как лабораторные работы в
свои курсы, а студенты и аспиранты совершенствовать модели и углублять
исследования.
Примеры для освоения материалов книги находятся в архиве сd.rar на сайте
www.solon-press.ru
Книги издательства «СОЛОН-ПРЕСС» можно заказать наложенным платежом (оплата
при получении) по фиксированной цене. Заказ оформляется одним из трех способов:
1. Послать открытку или письмо по адресу: 123242, Москва, а/я 20.
2. Оформить заказ можно на сайте www.solon-press.ru в разделе «Книга — почтой».
3. Заказать по тел. (495) 254-44-10, 252-73-26.
Бесплатно высылается каталог издательства по почте. Для этого присылайте конверт
с маркой по адресу, указанному в п. 1.
При оформлении заказа следует правильно и полностью указать адрес, по которому
должны быть высланы книги, а также фамилию, имя и отчество получателя.
Желательно указать дополнительно свой телефон и адрес электронной почты.
Через Интернет Вы можете в любое время получить свежий каталог издательства
«СОЛОН-ПРЕСС», считав его с адреса www.solon-press.ru/kat.doc.
Интернет-магазин размещен на сайте www.solon-press.ru.
По вопросам приобретения обращаться: ООО «АЛЬЯНС-КНИГА КТК»
Òåë: (495) 258-91-94, 258-91-95, www.alians-kniga.ru
Сайт издательства «СОЛОН-ПРЕСС»: www.solon-press.ru
КНИГА — ПОЧТОЙ
E-mail: solon-avtor@coba.ru
ISBN 978-5-91359-006-0 © Цисарь И. Ф., 2021
© Макет и обложка «СОЛОН-ПРЕСС», 2021
Предисловие
Шум, возня, вопли жертвы...
Это студенты выполняют лабораторные работы. Под окнами
нашей палаты Ростовского окружного госпиталя они волокут на
обрывке толстой грязной веревки крупного дворнягу. Тыкают белоснежной салфеткой, вероятно, с наркотиком в рычащую морду.
Усыпляют. Привязывают к предметной доске. Долго целятся,
стреляют. Копаются в шерсти. Рассматривают рану. Спорят. Не
туда попали...
И, о ужас, эти худые очкарики все вместе перезаряжают старый
пистолет ТТ. Патрон не идет, ствол пистолета гуляет по их животам и головам, заглядывает в наше окно. Наконец, стреляют. Рассматривают рану, спорят. Вероятно, попали почти в заданный
преподавателем орган. Прекратили споры. Бегом несут тяжелую
доску с раненым в операционную.
Теплой майской ночью скулит, стонет, плачет виварий с ранеными собаками. В палатах ворочаются, не могут уснуть старые и
молодые ветераны Отечественной, Японской, Корейской, Вьетнамской, Африканских и других необъявленных войн. Но никто
не жалуется, понимают — прежде чем лечить и резать людей, студент должен выполнить лабораторки на собаках. Собака — друг
человека. Собака — аналог, модель человека.
Эти студенты-медики выполняли работы по полевой хирургии.
Авторы реформ, шоковых терапий, дефолтов и кризисов в экономике не выполняли лабораторных работ и поэтому резали и лечили неумело сразу по живому экономическому организму. Даже западные доброжелатели в пику нашей образовательной системе отмечали, что «премьеры Гайдар и Кириенко изучали экономику,
но, видно, недостаточно» [аналитическая статья радиостанции
«Свобода» 26.08.2000, 21.35]. Конечно, виноваты мы — преподаватели. По теории и практике реформ написаны очень толстые книги. Для профессионализма, вероятно, не хватило опыта и лабораторного практикума моделирования экономики.
В профобразовании студент должен понимать, знать, уметь. На
младших курсах студенту преподавали математику в экономике,
экономико-математический анализ и моделирование. Возможно,
студент понимал и знал эти дисциплины, но за тридцать лет работы в экономике автор ни разу не встречал экономистов, способ-
3
Предисловие
ных выполнять экономико-математическое моделирование. Мы
принимали на работу специалистов по экономической кибернетике, выпускников всем известных университетов с красными дипломами, но у них даже душа не лежала к моделированию ни предприятий, ни отраслей, ни банков, ни страховых компаний и пр.
Они изучали симплекс-методы, методы потенциалов, множители
Лагранжа, модели Солоу, ящики Вудворта, игры Неймана, магистрали, но практически оставались нулями. Вероятно, им не хватало
практики, практики моделирования, чувства модели.
Современный компьютерный парк вузов, рыночное программное
обеспечение и масса разноавторных моделей позволяют восполнить этот пробел. Именно поэтому книга посвящена не экономико-математическому, а практическому компьютерному моделированию. Конечно, моделирование основано íà знаниях
экономики, математики, компьютеров, программных систем и
программирования.
Государственный стандарт высшего профессионального образования обязывает активизировать практический, лабораторный
компонент образования. «Реализация основной образовательной
программы подготовки дипломированного специалиста должна
включать выполнение студентом лабораторно-практических работ
по дисциплинам специальности, включая как обязательный компонент выполнение практических заданий на персональных
компьютерах с использованием пакетов прикладных программ.
Эти навыки включают в себя: способность к ведению исследовательской работы, абстрактному логическому мышлению, использованию методов индукции и дедукции и к критическому анализу; умение выявлять и преодолевать неструктурированные проблемы в незнакомых условиях и применять навыки решения
возникающих проблем; умение определять и расставлять приоритеты в условиях ограниченных ресурсов и строить работу с соблюдением жесткого графика; способность адаптироваться к новому».
Содействовать внедрению этих важнейших требований стандарта и предназначена настоящая методика компьютерного моделирования экономики с примерами моделирования конкретных
систем.
Цель примеров лабораторного моделирования — улучшить понимание студентом причинно-следственных связей в экономике,
закрепить знания теоретического курса и дать навыки в технологии практического анализа, прогнозирования и планирования.
4
Предисловие
Именно при выполнении компьютерного моделирования, манипулируя моделями и факторами, студент начинает осознавать, что мы
преподаем лишь достигнутый уровень понимания экономики.
Компьютерный практикум моделирования дает студентам опыт
исследовательской работы, учит основам проектирования аналитических, прогнозных и плановых моделей, знакомит с методами организации, планирования и обработки результатов экспериментов.
В век CD-ROMов и Интернет студент, конечно, написал курсовую
работу, но это еще не значит, что он ее прочитал. Лабораторное же моделирование как активный метод обучения заставляет работать и выявляет любознательных.
Студентам предлагается не только пересказывать и переписывать экономическую практику и теорию (всегда несовершенную),
но и поковыряться в моделях, поэкспериментировать, подумать,
составить отчет об эксперименте даже на не совсем адекватных
моделях. На исследовательской работе студент активен: он добывает, проверяет, изучает информацию о поведении объекта. К сожалению, из-за нехватки учебного времени и сложности разработки моделей часть работ приходится выполнять не в исследовательском, а в демонстрационном режиме. Демо оставляет студента в
пассиве, но позволяет просмотреть больше моделей и развивает
кругозор.
Пока не удается поймать собаку-модель, подходящую для образовательных экспериментов в экономике, и приходится создавать
искусственную экономическую реальность в виде лабораторных
компьютерных моделей.
Достоинство компьютерных моделей в полной управляемости
модели и условий эксперимента, что невозможно в условиях натурного эксперимента. Недостаток в том, что они субъективнее
натуральных моделей. Можно заложить в лабораторную модель не
реальные связи, а значит, получить неверные выводы. Но другого
инструмента у экономиста практически нет. Риск неадекватности
модели остается. И все же компьютерные модели строже отражают основные положения словарных моделей теоретических курсов, позволяют студенту быстро манипулировать факторами и связями, видеть и понять последствия возможных решений или неподконтрольных менеджеру событий.
В деловых играх случайные факторы и действия конкурента
развивают реакцию, интуицию, ситуационное мышление, способность принимать решения, но затемняют теорию.
5
Предисловие
В отличие от деловых игр познавательная лабораторная модель
с сильной абстракцией извлекается из реальной случайной и конкурентной среды. Она должна прояснить причинно-следственные
связи, облегчить понимание процесса, влияния главных факторов
и предсказать последствия принимаемых решений.
Представленные в книге компьютерные модели подготовлены
на основе профильных учебников, публикаций, фирменных материалов производителей и разработок автора. Они преподаются в
Государственном университете управления, Российской академии
предпринимательства, Экономико-финансовом институте, Международной академии маркетинга и менеджмента, в Московской
международной высшей школе бизнеса «МИРБИС», в учебных
центрах банков.
Примеры моделирования и лабораторные работы подготовлены
для дисциплин «математика в экономике», «экономико-математическое моделирование», «информационные системы в экономике», «информационные технологии управления». Преподаватели
основных экономических дисциплин также с успехом применяют
их в курсах макро и микроэкономика, экономика и финансы
предприятий, госфинансы, цены и ценообразование, налоги и налогобложение, банковское, страховое дело, моделирование банковской деятельности, моделирование финансовой деятельности,
методы и модели в экономике и др.
Тематика работ охватывает исследование процессов рыночного
равновесия, проектирование оптимальной ставки налогообложения бизнеса, анализ динамики циклов и кризисов, оптимальное
планирование на фирмах, в банках, страховых компаниях и пенсионных фондах.
Авторы учебников могут включать примеры моделирования в
качестве лабораторных работ в свои курсы, а студенты и аспиранты совершенствовать модели и углублять исследования.
В книге можно выделить четыре раздела:
— Основы методики и технологии компьютерного моделирова-
ния.
— Технология и возможности моделирования в Matlab-Simulink.
— Актуальные примеры моделирования экономической дина-
ìèêè
â Matlab-Simulink.
— Описание и применение библиотечных блоков Simulink.
6
Предисловие
В примерах решаются как типовые задачи из вузовских учебни-
ков, так и еще не решенные и не попавшие в учебники проблемы.
Наиболее полное изложение возможностей Simulink вы найдете
в прекрасных книгах Черных И. В. и Гультяева А. К сожалению,
там нет примеров моделирования экономики.
Файлы с компьютерными моделями примеров из книги можно
получить у автора по адресу cisar37@mail.ru, тел. (495) 943-19-29.
7
1. Основы теории и технологии
компьютерного моделирования
экономики
1.1. Основные понятия моделирования
в экономике
1.1.1. Определение модели
Модель — это специально подобранный объект, который имеет
с
реальным объектом некоторые общие свойства, интересующие
исследователя.
В процессе исследования, проектирования, принятия решения,
управления модель заменяет оригинал. Операции, свойства, решения, заключения, принятые для модели, далее применяются к
оригиналу.
Подчеркнем, что у модели и оригинала совпадает лишь ограниченное количество свойств. Исследователь определяет интересующие его свойства оригинала и подбирает модель, обладающую
этими свойствами. Несущественные для целей исследования и
проектирования свойства модели и оригинала могут различаться
существенно.
1.1.2. Примеры моделей
Первичная фанерная модель самолета или автомобиля используется
мичной и элегантной формы проектируемого истребителя или самосвала. Существенно лишь равенство свойства формы, но не материалов и агрегатов будущего изделия.
вящуюся вам форму прически, но не диету или шампунь, обещающие здоровье волос.
темпом поступления средств на счета клиентов банка. Физические
же свойства воды и денег несопоставимы.
1.1.3. Типы моделей
8
конструкторами и дизайнерами для проектирования эконо-
Компьютерная модель в салоне причесок подбирает лишь нра-
Скорость заполнения резервуаров водой может сравниваться с
Модели бывают натуральные и знаковые.
1.1. Основные понятия моделирования в экономике
Натуральная модель — это реальный (физический, биологический, химический и др.) объект, характеристики которого изменяются по тем же законам, как и показатели экономической системы.
Например, фтизиатр (медик) короля Людовика Франсуа Кенэ
построил первые табличные модели макроэкономики Франции по
аналогии с системой кровообращения человека. Экономисты начала 20 века моделировали товарно-денежные потоки в виде системы трубопроводов, насосов и резервуаров.
Знаковая модель состоит из графических объектов (схемы, графики, символы, формулы и т. д.), связываемых определенными
правилами и преобразованиями. Например, чертежи изделий, схемы финансовых потоков, формулы дисконтирования и наращивания процентов по ссудам — это знаковые модели.
Математическая (знаковая) модель составляется на языке математики с использованием математических законов и правил.
Компьютерная модель записывается на языке программирования компьютера и выполняется преобразованием знаков в электрические сигналы с последующим обратным преобразованием
сигналов на язык, понятный человеку, т. е отображением символов алфавита и графиков на дисплее или в распечатке.
1.1.4. Отношение модели и реальной экономики
в процессе исследования, прогнозирования или планирования
представлено
на схеме рис. 1.1.
При анализе реального экономического объекта применяется
процедура абстракции. Мы отвлекаемся от всех несущественных
Рис. 1.1. Схема отношения модели и реальной экономики
9
1. Основы теории компьютерного моделирования экономики
для решения проблемы факторов. Выделяем только важные (по
мнению исследователя) объекты, показатели и причинно-следственные связи. Затем подбираем математические и программные
объекты, свойства (поведение) которых совпадают с показателями
реального объекта. Это математическая или компьютерная модель
реального экономического объекта.
Серией компьютерных экспериментов мы исследуем модель и
получаем
подтверждение или опровержение наших предэкспериментальных гипотез о поведении модели. Выводы о поведении
модели менеджер применяет к реальному объекту, т. е. принимает
плановое или прогнозное решение, полученное с помощью исследования модели.
1.1.5. Цели и задачи моделирования
1. Исследование и изучение на моделях экономических процеси законов.
ñîâ
2. Предсказание последствий принимаемых решений.
3. Автоматизация расчетов в проектировании, прогнозирова-
нии, планировании, управлении, подготовке решений.
1.1.6. Эффективность моделирования
1. Модель удобней для исследования, т. к. позволяет исключить
влияние
второстепенных и случайных факторов.
2. Познавательные эксперименты в экономике практически не-
возможны, поскольку невозможно локализовать объект.
3. Замена натурных экспериментов модельными предотвращает
разрушение реальных экономик при отрицательных результатах экспериментов. Примеры теоретически необоснованных,
не проверенных моделированием экспериментов многочисленны. Это построение коммунизма в соцстранах, рынка в
бывших соцстранах, регулирование методом проб и ошибок
цен, налоговых ставок, курсов валют и многое другое.
4. Снижение трудоемкости и сроков разработки анализов, про-
гнозов и планов.
1.1.7. Моделируемые объекты и системы
С появлением электронной вычислительной техники модели-
рование
используется для анализа, прогнозирования и планирова-
ния практически всей иерархии экономических систем и объектов
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]