2. Основные понятия теории моделирования систем

2.1. Принцип системного подхода в моделировании систем

При анализе и синтезе больших систем получил развитие системный подход, который отличается от классического (иначе - индуктивного) подхода.

При классическом подходе рассматривается система путей перехода от частного к общему и синтезируется (конструируется) система путем слияния ее компонент, разрабатываемых раздельно.

Системный подход предполагает последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит цель, причем исследуемый объект выделяется из окружающей среды.

Независимо от типа модели при ее построении необходимо руководствоваться рядом принципов системного подхода:

1. пропорционально-последовательное продвижение по этапам и направлениям создания модели;

2. согласование информационных, ресурсных, надежностных и др. характеристик;

3. правильное соотношение отдельных уровней иерархии в системе;

4. цельность отдельных обособленных стадий построения модели.

2.1.1. Структура системы – совокупность связей между элементами системы

Можно выделить различные подходы к исследованию структуры системы с ее свойствами:

• структурный;

• функциональный.

При структурном подходе выявляются:

• состав выделенных элементов;

• связи между ними.

Структура система в зависимости от цели может быть описана на разных уровнях рассмотрения.

Наиболее общее описание структуры – это топологическое, позволяющее определить в самых общих понятиях составные части системы и хорошо формализуемое на базе теории графов.

Менее общим является функциональное описание, когда рассматривается отдельные функции, т.е. алгоритмы поведения системы.

При наличии некоторого эталона сравнения можно ввести количественные и качественные характеристики систем.

Для количественной характеристики вводятся числа, выражающие отношение между данной характеристикой и эталоном.

Качественные характеристики системы находятся, например, с помощью метода экспериментальных оценок.

Качество функционирования системы S определяется показателем эффективности, который является значением критерия оценки эффективности.

Система S может оцениваться либо совокупностью частных критериев, либо некоторым общим интегральным критерием.

Создаваемая модель M с точки зрения системного подхода также является системой S^’ = S^’ (M) и может рассматриваться по отношению к внешней среде E: М^’ = М^’ (S,E).

2.1.2. Экспериментальные исследования систем

Основным критерием любой теории является практика, и даже сугубо математические науки базируются на фундаменте практических знаний.

Одновременно с развитием теории и методов анализа и синтеза совершенствуются и методы экспериментального изучения реальных объектов.

Моделирование базируется на некоторой аналогии реального и мысленного эксперимента.

Аналогия – основа для объяснения изучаемого явления. Однако критерием истины может служить только практика, только опыт.

Эксперимент – это некоторая процедура организации и наблюдения каких-то явлений, которые осуществляются в условиях, близких к естественны, либо имитируют их.

Различают пассивный эксперимент, когда исследователь наблюдает протекающий процесс, и активный, когда вмешивается и организует протекание процесса.