20. Понятие "модель". Виды моделирования. Компьютерная модель. Математические модели.

Любая теория имеет дело с ограничениями, формализацией и упрощением реального мира - некоторой, как говорят, моделью части мира. Под системой по Сафонову понимается: М _сист = М _стр + М _функ + М _рес + М _цели где: М сист - модель системы в целом , М стр - модель структуры, М функ - модель поведения, функционирования, М рес - модель ресурсов, М цели - модель цели существования системы. При анализе системы любого вида - технической, общественной, политической целесообразно вводить иерархию рассмотрения - разбиение на уровни. Классификацию моделей проводят по признаку отличия модели от оригинала, по которому все модели разделяют на материальные и абстрактные. Материальные физические модели эквивалентны оригиналу по законам функционирования либо подобны оригиналу. Среди физических моделей обычно рассматривают натурные и квазинатурные модели, масштабные и аналоговые. Пример масштабной модели - бумажные прямоугольники, отображающие в масштабе мебель и нарисованный на листе план квартиры. Натурные модели, они же макеты или опытные образцы - один из этапов процесса проектирования любой технической системы. В квазинатурной модели некоторые еще не спроектированные или сложные к натурному моделированию части системы заменяются математическими моделями, что значительно экономит время и деньги. Вербальные (текстовые) модели. Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности (примерами такого рода моделей являются милицейский протокол, правила дорожного движения). Информационные модели - класс знаковых моделей, описывающих информационные процессы (возникновение, передачу, преобразование и использование информации) в системах самой разнообразной природы. Информационные компьютерные модели чаще всего описывают наборы данных в базах данных.

Математическая модель представляет собой описание исследуемой системы с помощью абстрактного языка математических соотношений, отражающих процесс функционирования системы. Математические модели, по методу исследования, разделяют на аналитические, численные, имитационные, а по характеру отражения процессов - на детерминированные и вероятностные. Так как компьютер это электронное вычислительное устройство, то математические модели были реализованы на компьютере в первую очередь.

КМ является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить вычислительные эксперименты, в тех случаях когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов - сначала создание качественной, а затем и количественной модели. КМ заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д.

К основным этапам комп-го моделирования относятся:

• постановка задачи, определение объекта моделирования;

• разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия;

• формализация, то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание программы;

• планирование и проведение компьютерных экспериментов;

• анализ и интерпретация результатов.