ПОНЯТТЯ ПРО ІНФОРМАЦІЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

У цьому ланцюжку дуже важливу роль відіграє ланка «модель», як необхідний, обов’язковий етап розв’язку цього завдання.

10.1. Моделювання як метод розв’язку прикладних завдань

З погляду інформатики, розв’язок будь-якої виробничої або наукового завдання описується наступної технологічним ланцюжком: «реальний об’єкт – модель – алгоритм – програма – результати – реальний об’єкт». У цьому ланцюжку дуже важливу роль відіграє ланка «модель», як необхідний, обов’язковий етап розв’язку цього завдання. Під моделлю при цьому розуміється деякий уявний образ реального об’єкта (системи), що відбиває істотні властивості об’єкта, що й заміняє його в процесі розв’язку завдання.

Модель – дуже широке поняття, що включає в себе безліч способів вистави досліджуваної реальності. Розрізняють моделі матеріальні (натурні) і ідеальні (абстрактні). Матеріальні моделі ґрунтуються на чомусь об’єктивн, що існує незалежно від людської свідомості ( яких-небудь тілах або процесах). Матеріальні моделі ділять на фізичні (наприклад авто – і авіамоделі) і аналогові, засновані на процесах, аналогічних у якомусь відношенні досліджуваному (наприклад, процеси в електричних колах виявляються аналогічними багатьом механічним, хімічним, біологічним і навіть соціальним процесам і можуть бути використані для їхнього моделювання). Границю між фізичними й аналоговими моделями провести можна досить приблизно й така класифікація моделей носить умовний характер.

Ще більш складну картину представляють ідеальні моделі, нерозривним образом пов’язані з людським мисленням, уявою, сприйняттям. Серед ідеальних моделей можна виділити інтуїтивні моделі, до яких ставляться, наприклад, твору мистецтва – живопис, скульптура, література, театр і т.д., але єдиного підходу до класифікації інших видів ідеальних моделей немає. Іноді ці моделі все разом відносять до інформаційних. В основі такого підходу лежить розширювальне тлумачення поняття «інформація»: «інформацією є майже геть усе, а може бути, навіть взагалі всі». Такий підхід є не цілком виправданим, тому що він переносить інформаційну природу пізнання на суть використовуваних у процесі моделей – при цьому будь-яка модель є інформаційною. Більш продуктивним представляється такий підхід до класифікації ідеальних моделей, при якім розрізняють наступні.

1. Вербальні (текстові) моделі. Ці моделі використовують послідовності пропозицій на формалізованих діалектах природньої мови для опису тієї або іншої області дійсності (прикладами такого роду моделей є міліцейський протокол, правила дорожнього руху, справжній підручник).

2. Математичні моделі – дуже широкий клас знакових моделей (заснованих на формальних мовах над кінцевими алфавітами), що широко використовують ті або інші математичні методи. Наприклад, можна розглянути математичну модель зірки. Ця модель буде являти собою складну систему рівнянь, що описують фізичні процеси, що відбуваються в надрах зірки. Математичною моделлю іншого роду є, наприклад, математичні співвідношення, що дозволяють розрахувати оптимальний (найкращий з економічної точки зору) план роботи якого-небудь підприємства.

3. Інформаційні моделі – клас знакових моделей, що описують інформаційні процеси (виникнення, передачу, перетворення й використання інформації) у системах найрізноманітнішої природи.

Границя між вербальними, математичними й інформаційними моделями може бути проведена досить умовно; можливо, інформаційні моделі варто було б уважати підкласом математичних моделей. Однак, у рамках інформатики як самостійної науки, окремої від математики, фізики, лінгвістики й інших наук, виділення класу інформаційних моделей є доцільним. Інформатика має безпосередне відношення й до математичних моделей, оскільки вони є основою застосування комп’ютера при розв’язку завдань різної природи: математична модель досліджуваного процесу або явища на певній стадії дослідження перетвориться в комп’ютерну (обчислювальну) модель, яка потім перетворюється в алгоритм і комп’ютерну програму, мал. 1.37.

Рис. 1.37. Узагальнена схема комп’ютерного математичного моделювання