Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системный анализ в вопросах и ответах. Учебное пособие
.pdf
11
Вопрос 2.5. Каково главное отличие между познавательной и
прагматической моделями?
Ответ. Модели делятся на познавательные и прагматические, что
соответствует делению целей на теоретические и практические.
Разница между познавательными и практическими моделями проявляется в их отношении к оригиналу в процессе деятельности.
Познавательные модели являются формой организации и пред-
ставления знаний, средством соединения новых знаний с имеющимися
знаниями.
Поэтому при обнаружении расхождения между моделью и реальностью встает задача устранения этого расхождения с помощью изменения модели.
МОДЕЛЬ
РЕАЛЬНОСТЬ
Познавательная деятельность ориентирована в основном на приближение модели к реальности, которую модель отображает.
Примеры познавательных моделей: законы физики и химии, модель cтроения вещества, электронная модель атома и т. д.
Прагматические модели являются cредством управления, сред-
ством организации практических действий, способом представления
образцово правильных действий или их результата, т. е. являются рабочим представлением целей.
МОДЕЛЬ
РЕАЛЬНОСТЬ
Поэтому использование прагматических моделей состоит в том,
чтобы при обнаружении расхождений между моделью и реальностью
направить усилия на изменение реальности, т. е. приблизить реальность
к модели.
12
Прагматические модели носят нормативный характер, играют роль
стандарта, образца, под которые «подгоняются» как сама деятельность,
так и ее результат.
Примеры прагматических моделей: планы и программы действий,
уставы организаций, кодексы законов, алгоритмы, рабочие чертежи и
шаблоны, параметры отбора, технологические допуски, экзаменационные требования.
Другими словами, различие между моделями в том, что познава-
тельная модель подгоняется под реальность и отображает существующее, а прагматическая модель отражает несуществующее, но жела-
емое, и реальность подгоняется под модель.
Вопрос 2.6. Какими средствами располагает человек для построе-
ния моделей?
Ответ. В распоряжении человека имеется два типа материалов для
построения моделей: средства самого сознания и средства окружающего
материального мира. Соответственно этому модели делятся на аб-
страктные (идеальные) и материальные (реальные, вещественные).
Абстрактные модели являются идеальными конструкциями, по-
строенными средствами мышления, сознания и языка.
Языковые модели, т. е. модели, построенные средствами естествен-
ного языка, являются конечной продукцией мышления, уже готовой или
почти готовой для передачи другим носителям языка.
Неязыковые формы мышления обозначаются терминами «эмоции»,
«бессознательное», «интуиция», «озарение», «образное мышление»,
«подсознание».
Естественный язык является универсальным средством построения
любых абстрактных моделей. Универсальность языка достигается тем,
что языковые модели обладают:
возможностью введения новых слов;
возможностью иерархического построения все более развитых
языковых моделей;
неоднозначностью;
расплывчатостью;
размытостью.
Многозначность почти каждого слова или неопределенность слов
вместе с многовариантностью их возможных соединений во фразы позволяет любую ситуацию отобразить с достаточной для обычных практических целей точностью.
Человек преодолевает на практике расплывчатость языковых мо-
делей с помощью «понимания», «интерпретации». Иногда эта расплыв-
13
чатость сознательно используется – в юморе, дипломатии, поэзии; она
придает прелесть человеческому общению; в других случаях она мешает выразиться так точно, как хотелось бы.
Рано или поздно практика сталкивает нас с ситуациями, когда при-
близительность естественного языка оборачивается недостатком, ко-
торый необходимо преодолеть. Наиболее ярко это видно на примере
конкретных наук. Модели специальных наук более точны, более конкретны, они содержат больше информации.
Вопрос 2.7. Что необходимо для перехода от моделей в терминах
естественного языка к математическим моделям?
Ответ. Для перехода от моделей в терминах естественного языка к
математическим моделям необходимо создание более точных (профес-
сиональных) языков, целой иерархии языков, все более и более точных,
завершающееся идеально формализованным языком математики.
Математические модели обладают абсолютной точностью, но
чтобы дойти до их использования в данной области, необходимо получить достаточное для этого количество знаний.
Вопрос 2.8. Что общего между моделью и оригиналом при косвен-
ном подобии?
Ответ. Чтобы некоторая материальная конструкция (материальная
модель) могла замещать в каком-то отношении оригинал, между оригиналом и моделью должно быть установлено отношение подобия: прямое, косвенное, условное.
Прямое подобие устанавливается в виде физического взаимодей-
ствия в процессе создания модели: фотографии, масштабированные модели самолетов, макеты зданий, куклы, копии, протезы, шаблоны и т. п.
Косвенное подобие между оригиналом и моделью обнаруживается
в виде совпадения или достаточной близости их абстрактных моделей и
после этого используется в практике реального моделирования: некоторые закономерности электрических и механических процессов описываются одинаковыми уравнениями, различие состоит лишь в разной физической интерпретации переменных, входящих в уравнения. В результате громоздкое экспериментирование с механической конструкцией
можно заменить опытами с электрической схемой. Примеры косвенного
подобия: часы – аналог времени, автопилот – аналог летчика и т. д.
Условное подобие устанавливается в результате соглашения.
Примерами условного подобия служат деньги ‒ модель стоимости,
удостоверения личности ‒ официальная модель владельца, рабочие чертежи ‒ модели будущей продукции, карты ‒ модели местности и т. д.
14
С моделями условного подобия приходится иметь дело очень часто, поскольку они являются способом материального воплощения аб-
страктных моделей, вещественной формой, в которой абcтрактные мо-
дели могут передаваться от одного человека к другому, храниться до
момента их использования, т. е. отчуждаться от сознания и все-таки
сохранять возможность возвращения в абстрактную форму.
Вопрос 2.9. Почему знаки можно назвать материальными по форме
и абстрактными по существу моделями?
Ответ. Знаковые модели занимают промежуточное, посредниче-
ское положение между реальными и абстрактными моделями. С точки
зрения средств создания знаковые модели относятся к материальным
моделям условного подобия. В то же время знаковые модели имеют абстрактное содержание, поскольку существует соглашение о том, какое
состояние объекта ставится в соответствие данному элементу абстрактной модели. Такое соглашение принимает вид совокупности правил для
построения моделей условного подобия и правил пользования ими.
Знаковые модели широко используются и исследуются в языкозна-
нии, картографии, криптографии, графологии, техническом черчении,
нумизматике, информатике и т. д.
Вопрос 2.10. Что такое ингерентность модели?
Ответ. Ингерентность (от англ. inherent – внутренний, собствен-
ный, накрепко связанный с чем-то) означает:
1) согласованность модели с окружающей ее культурной средой;
принадлежность модели этой среде;
2) условие, необходимое для проявления, реализации модельных
свойств модели.
Например, программы для ЭВМ должны быть согласованы с языком
машины, и их функционирование должно быть обеспечено ресурсами.
Вопрос 2.11. Каковы главные различия между моделью и действи-
тельностью? В каком смысле можно говорить о конечности моделей?
Ответ. Главные различия между моделью и действительностью –
конечность, упрощенность и приближенность модели.
Мир бесконечен, но отдельные наши качества, которые отличают
нас от других объектов, в том числе и живых (а к таким качествам
прежде всего относятся мышление и труд), имеют ограничения, т. е. конечны. Ограничено число нервных клеток мозга, число действий, которые мы можем выполнить и время, которое можем затратить для решения какой-то задачи, – максимум вся сознательная жизнь.
15
Ограничены и внешние ресурсы, которые мы можем вовлечь в конкретный процесс. Бесконечный мир познается конечными средствами.
Из необозримого множества свойств объекта-модели выбираются и используются лишь некоторые свойства, подобные интересующим нас
свойствам объекта-оригинала.
Модель конечна, так как:
1) она отображает оригинал лишь в конечном числе отношений;
2) ресурсы моделирования конечны.
Причины упрощенности модели:
1) конечность модели;
2) модель отображает только главные, наиболее существенные
эффекты;
3) ограниченность средств оперирования с моделью (необходи-
мость ингерентности).
Упрощенность характеризует качественные различия модели и
оригинала.
Приближенность позволяет сделать количественное сравнение
оригинала и модели.
Приближенность модели может быть очень высокой (некоторые
подделки произведений искусства даже эксперты не могут отличить от
оригинала), в других случаях приближенность модели видна сразу и
может варьироваться (например, карты местности в разных масштабах),
но во всех случаях различия неизбежны.
Можно ввести величину, меру, степень различия, но только соотнеся ее с целью моделирования. Например, точность наручных часов,
вполне достаточная для бытовых целей, совершенно недостаточна при
регистрации спортивных рекордов.
Вопрос 2.12. В чем различие между адекватностью и истинностью
модели?
Ответ. Истинное – это то, что определенно известно и правильно.
Степень истинности модели проявляется при практическом соотнесении
модели и оригинала («практика – критерий истинности»).
Кроме объективной истины, в модели имеется условно истинное
содержание (верное лишь при определенных условиях), предположи-
тельно истинное (условно истинное при неизвестных условиях) и ложное содержание.
Адекватность означает, что требования полноты, точности, пра-
вильности (истинности) выполнены не вообще (так сказать, безмерно), а
лишь в той мере, которая достаточна для достижения цели.
16
В ряде случаев удается ввести некоторую меру адекватности модели, т. е. указать способ cравнения моделей. Если такой способ приводит
к количественно выражаемой мере адекватности, то задача улучшения
модели существенно облегчается.
Вопрос 2.13. Каковы причины того, что любая модель со временем
изменяется?
Ответ. Модель может изменяться со временем по следующим причинам:
1) изменяется культурная среда;
2) изменяются требования к модели: полнота, точность, эффек-
тивность, размерность и т. д.;
3) со временем происходит корректировка начальных целей моде-
лирования; недостатки модели проще и легче обнаружить и исправить,
чем предусмотреть их заранее.
Эти же причины приводят к тому, что не существует какого-то
единого, пригодного для всех случаев алгоритма работы с моделями.
17
Глава 3
ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ. МОДЕЛИ СИСТЕМ
Основные понятия: система, цель, модель «черного ящика»,
модель состава, элемент, подсистема, модель структуры, белый ящик,
структурная схема, граф, вершина, ребро, структурная модель системы,
статические модели, динамические модели, функционирование,
развитие.
Вопрос 3.1. Чем объясняется существование различных определе-
ний системы? Как совместить справедливость каждого из них с тем, что
они различны?
Ответ. Очень многие авторы анализировали это понятие, развивали определения системы до различной степени формализации. Насчитывается 35 различных определений системы. Это объясняется тем, что
определение – это языковая модель системы, и следовательно, различия целей и требований к модели приводят к разным определениям.
Кроме того, влияет разная языковая среда в силу ингерентности
модели. Формулировки определений системы выглядят просто как фиксация того или иного этапа процесса развития понятия системы.
Вопрос 3.2. Соответствие между конструкцией системы и ее целью
не однозначно, но и не произвольно. Что же их связывает?
Ответ. Соответствие между целями и системами не всегда одно-
значно (одна система может быть связана с несколькими целями, одной
цели могут отвечать разные системы) и не всегда очевидно (выявить
действительные цели существующей системы непросто).
Цель – это субъективный образ (абстрактная модель) несуществу-
ющего, но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую
проблему.
Система (искусственная) есть средство достижения цели, средство
решения проблемы.
Целевая предназначенность системы – ее исходное, главное свойство.
Приведем несколько упрощенных примеров систем, предназначенных для реализации определенных целей (табл. 3.1).
18
Таблица 3.1
Соотношение между целью и системой
Цель
Система
В произвольный момент указать время
Часы
Обеспечить выпечку хлеба в заданном ассортименте
для значительного количества людей
Пекарня
Передать зрительную информацию в звуковом сопровождении на большие расстояния практически мгновенно
Телевидение
Обеспечить быстрое перемещение большого числа людей
по их желанию в пределах города
Городской
транспорт
Вопрос 3.3. От чего зависит количество входов и выходов модели
«черного ящика» для данной системы?
Ответ. Название модели – «черный ящик» – образно подчеркивает
полное отсутствие сведений о внутреннем содержании «ящика».
В этой модели задаются, фиксируются, перечисляются только
входные и выходные связи системы со средой. Даже границы между системой и средой в этой модели обычно не описываются, а лишь подразумеваются, признаются существующими (рис. 3.1).
Выходы соответствуют слову «цель», входы – такие связи со средой, которые направлены извне в систему.
Входов и выходов в модели «черного ящика» может быть много,
т. к. всякая реальная система взаимодействует с объектами окружающей
среды неограниченным числом способов.
Строя модель системы, мы отбираем конечное число связей для
включения в список входов и выходов. Критерием отбора является целевое назначение модели, существенность той или иной связи по отношению к этой цели. При определении выходов главную цель сопровождают заданием дополнительных целей.
Входы
Выходы
Система
Окружающая
Среда
Рис. 3.1. Модель «черного ящика»
19
Например, модель «черного ящика» бытового телевизора такова:
входы – шнур электропитания, антенна, ручки управления и
настройки;
выходы – экран кинескопа и звукодинамики.
Такая модель, несмотря на внешнюю простоту и на отсутствие сведений о внутренности системы, часто оказывается полезной.
Вопрос 3.4. Какими признаками должна обладать часть системы,
чтобы ее можно было считать элементом, подсистемой?
Ответ. Элементом называется часть системы, которую можно рас-
сматривать как неделимую (рис. 3.2).
Деление на элементы и подсистемы относительно. При необходимости можно ввести обозначения или термины, указывающие на иерархию частей (например, «подподсистемы» или «подсистемы такого-то
уровня»).
Части системы, состоящие более чем из одного элемента, называются подсистемами.
В результате получается модель состава системы, описывающая,
из каких подсистем и элементов система состоит (см. рис. 3.2).
СИСТЕМА
ПОДСИСТЕМА
элемент
элемент
подподсистема
ПОДСИСТЕМА
элемент
элемент
элемент
элемент
элемент
элемент
элемент
элемент
Рис. 3.2. Модель состава системы
Рассмотрим в табл. 3.2 упрощенные примеры моделей состава для
некоторых систем.
20
Таблица 3.2
Примеры моделей состава
Система
Подсистемы
Элементы
Система
телевидения
«Орбита»
Подсистема
передачи
Центральная телестудия.
Антенно-передающий центр
Канал связи
Среда распространения радиоволн.
Спутники-ретрансляторы
Приемная
подсистема
Местные телецентры.
Телевизоры потребителей
Семья
Члены семьи
Муж.
Жена.
Предки.
Потомки.
Другие родственники
Имущество семьи
Общее жилье и хозяйство.
Личная собственность членов
семьи
Отопительная
система жилого
дома
Источники тепла
Котельная или отвод от
центральной теплотрассы
Подсистема
распределения
и доставки тепла
Трубы.
Калориферы.
Вентили
Подсистема
эксплуатации
Службы эксплуатации и ремонта.
Персонал
Вопрос 3.5. Имеются ли сложности при построении модели состава?
Ответ. Построение модели состава системы только на первый
взгляд кажется простым делом. Если дать разным экспертам задание
определить состав одной и той же системы, то результаты их работы
будут различаться и иногда довольно значительно.
Главная трудность в построении модели состава заключается в
том, что разделение целостной системы на части является относи-
тельным, условным:
1) понятие элементарности можно определить по-разному: то, что
с одной точки зрения является элементом, с другой – оказывается подсистемой, подлежащей дальнейшему разделению;
2) модель состава является целевой, и для различных целей один и
тот же объект потребуется разбить на разные части;
3) границы между подсистемами условны, относительны, один и
тот же элемент можно отнести к разным подсистемам.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]