2. Классификация моделей

Существует много различных видов классификаций моделей. Эти классификации могут в чем-то совпадать друг с другом, а могут и противоречить друг другу. Это несколько усложняет чтение литературы, но всегда (по смыслу) можно разобраться, о чем идет речь. В данной лекции приводится один из распространенных вариантов классификации.

Кроме приведенных ниже классификаций моделей, существуют и другие классификации. Например, различают линейные и нелинейные модели, непрерывные и дискретные.

2.1. Классификация по области использования модели

Учебные модели используют при обучении. Это всевозможные пособия, тренажеры, обучающие программы.

Натуральные (опытные) модели – это увеличенные или уменьшенные копии объектов. Их используют для проведения опытов над объектом и прогнозирования его будущих характеристик.

Научно-технические модели создают для исследования процессов и явлений. Сюда относятся стенды для испытаний, синхрофазотрон, используемый для ускорения электронов.

К игровым моделям относятся военные, экономические, спортивные, деловые игры. Эти модели используют для «репетиции» поведения объекта в различных ситуациях, проигрывая их с учетом возможной реакции со стороны конкурента, соперника или противника.

К имитационным моделям относятся, например, клинические испытания лекарств, эксперименты в школах. Эти модели имитируют реальность. Эксперимент либо многократно повторяется, либо проводится одновременно со многими другими похожими объектами, но поставленными в разные условия.

2.2. Классификация по учету в модели фактора времени

Статическая модель – это как бы одномоментный срез информации по объекту. Например, при проектировании дома рассчитывают прочность фундамента, стен. Балок, их устойчивость к ростоянным нагрузкам – это статическая модель здания, в которой одним из упрощающих предположений выступает неизменность системы во времени.

Однако надо обеспечить также противодействие ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям и другим возможным воздействиям временных факторов. Эти вопросы позволяет решить динамическая модель.

Динамическая модель позволяет увидеть изменения объекта во времени.

Как видно из данного примера, один и тот же объект возможно изучить, используя статическую и динамическую модели.

2.3. Классификация по отрасли знаний

Данная классификация моделей отражает область деятельности человека по их применению. Модели применяют в истории, химии и других областях.

2.4. Классификация по способу представления модели

Материальныемодели еще называют предметными, физическими. Они воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение.

Примером материальной модели может служить детская игрушка. Малыш играет с плюшевым медвежонком. Когда, спустя годы, он увидит в зоопарке настоящего медведя, он без труда узнает его.

Материальные модели – это чучела, карты при изучении истории и географии, схемы солнечной системы и звездного неба, макет многоступенчатой ракеты и многое другое.

Информационные модели нельзя потрогать или увидеть воочию, они не имеют материального воплощения, потому что они строятся только на информации. В основе этого метода моделирования лежит информационный подход к изучению окружающей действительности.

Информационная модель – это совокупность информации, характеризующая свойства объекта, процесса или явления.

Информационная модель никогда не характеризует объект полностью (да и не должна делать этого). Разные науки исследуют объекты, процессы и явления под разными углами зрения и строят различные типы моделей. Один и тот же объект иногда имеет множество моделей, а разные объекты, как уже говорилось ранее, могут описываться одной моделью.

К информационным моделям можно отнести вербальные (от лат. «verbalize» – устный) модели, полученные в результате раздумий, умозаключений. Они могут так и оставаться мысленными или быть выражен словесно. Примером такой модели может стать наше поведение при переходе улицы. Человек анализирует ситуацию на дороге (что показывает светофор, как далеко находятся машины, с какой скоростью они движутся и т. п.) и вырабатывает свою модель поведения. Если ситуация смоделирована правильно, то переход будет безопасным, если нет, то может произойти авария.

Вербальнаямодель – информационная модель в мысленной или разговорной форме.

Знаковаямодель – информационная модель, выраженная специальными знаками, т. е. средствами любого формального языка. Это рисунки, тексты, графики, схемы и т. п. Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в мозгу человека, может быть облечен в знаковую форму. И наоборот знаковая модель помогает сформировать в сознании правильный образ.

Замечание. В литературе часто термины информационная модельизнаковая модельотождествляют.

Если модель выражена в абстрактной, умозрительной форме, то для ее описания нужны некоторые знаковые системы – специальные языки или чертежи, схемы, графики, таблицы, графические схемы алгоритмов, математические формулы и т. д.

Здесь могут быть использованы два варианта инструментария: либо традиционный набор инженера или конструктора (карандаш, линейка, чертежная доска), либо самый совершенный в наши дни прибор – компьютер.