24.Содержательное и формальное описание функционирования процесса с управлением.

Понятие содержательного описания, его назначение и формы представления.

Содержательное описание в словесном выражении концентрирует сведения о физической природе и характеристиках элементарных явлений исследуемого объекта или процесса, о степени и характере взаимодействия между ними, месте и значении каждого элементарного явления в общем процессе функционирования рассматриваемой реальной системы. Тщательное изучение объекта сводится к наблюдению и фиксации количественных характеристик при проведении натурного эксперимента.

Если система проектируется, то при описании используют накопленный опыт и результаты наблюдения за процессами функционирования аналогичных систем. Материалы описания содержат постановку задачи моделирования, перечень искомых величин с указанием их практического предназначения и требуемой точности, исходные данные для исследования.

Представления:

1)    Словесное представление

2)    В виде математических формул

3)    На разных лингвистических языках

Одной из исходных задач моделирования является описание и анализ задач с последующим решение объекта моделирования. При своем формировании, описание проходит некоторые этапы эволюции. После постановке и моделирования задачи моделирования, происходит сбор всей информации из всех доступных источников. Как правило, описание на этом этапе происходит на естественном языке. Полученная совокупность сведений представляет собой содержательное описание. Созданное описание может быть избыточным или недостаточным в различных аспектах, поэтому

a.     после сбора сведений об объекте наступает период анализа содержательного описания;

b.    при АСО имеющиеся сведения классифицируются и группируются по некоторой системе, которую в настоящее время принято называть концептуальной схемой;

c.     в соответствии и КС делается вывод о полноте и достаточности имеющегося описания;

d.    обобщение содержательного описания;

e.     концептуализация;

f.      на основе d и е осуществляется формализация содержательного описания;

g.     переход к математическому представлению содержательного описания.

Условия начала моделирования.

·       минимальная достаточность;

·       релевантность.

Формальное описание

Давайте представим себе некую формальную запись типа A + B = S, которая в каждом конкретном случае наделяется своим специфическим смыслом... Это привычно, когда меняются A, B и S. Но очень непривычно и, возможно, неудобно, когда меняется смысл оператора +, что приводит к изменению S. В системном подходе такого рода фокусы, в принципе, никого не смущают, поскольку A, B и S выступают не в качестве значений, а в качестве имен объектов или даже имен классов объектов. Причем S мыслится как система, а A и B - её элементы. Та фаза исследования, на которой используется такой приём, еще настолько далека от свойств, метрик, параметров и значений, что символ оператора "+" выступает в роли метафоры неопределенной операции. Чтобы избежать неприятных дискуссий, связанных со стереотипом восприятия конкретного символа оператора, чаще пользуются записью вида F(A, B) = S, где F - функционал. Но и эта запись не свободна от стереотипов, а потому сбивает с толку тех, кто привык к тому, что функционал связывает не имена объектов, а параметры поименованных объектов. Появляются многочисленные варианты записей, отчасти заимствующие символику теории множеств, типа:

• S = {A, B, R}, где R = {r(A,B), r(B,A)} - совокупность отношений между элементами;

• S = {E, R}, где E = {A, B} - совокупность элементов, R = {r(A,B), r(B,A)};

• S = {E, R, T}, где E = {A, B}, R = {r(A,B,ti), r(B,A,tj)}, T = {t0, t1, .., tn | n ϵ R} - совокупность моментов времени реализации отношений.

Смысл от этого существенно не меняется - включая различные параметры, вводя в модель новые элементы, символизирующие следующие уровни теоретического познания объекта исследования, мы лишь отражаем в знаковой форме познанное нами в объекте. Но самое интересное начинается тогда, когда возникает необходимость детализировать описание структуры и процессов, протекающих в иерархической системе... Структура отчаянно сопротивляется попыткам символического выражения, процессы предстают в десинхронизированной форме, а восстановить их взаимосвязь по символьным описаниям не всегда представляется возможным. Появляются индексы: верхние и нижние, передние и задние, индексы размножаются, появляются многоместные индексы, интервалы индексов, обозначения начинают разрастаться, индексы громоздятся друг на друга, формальная запись начинает терять свой лаконизм и прозрачность. Знаковые же модели больших и сложных систем вне специальных ухищрений информатики вообще не познаваемы без применения средств информатизации... Для именования (формального) элементов, связей и аспектов не хватает мощности алфавитов, семантические аллюзии обозначений теряются, последовательности знаков алфавита, используемых для именования элементов, по мере нарастания числа элементов начинают терять для человека свойства различимости. Системный подход задыхается в формальном аппарате дискретной математики, в следствие чего тяготеет не к символьным моделям, а к моделям комбинированным, сочетающим выразительность графических схем с лаконизмом символьных обозначений. Иными словами, для того, чтобы системный подход стал действительно актуальным инструментом исследований сложных систем, ему нужен формальный аппарат, адекватный задачам знакового моделирования иерархических систем, равно пригодный для машинной интерпретации и интерпретации человеком (не обязательно - экспертом). В этой теме мне хотелось бы обратиться к коллегам с предложением поделиться опытом формального описания сложных систем, находками в области формализации описаний объектов исследования, включая и известные методы формального описания. Формальных систем, языков формального описания создано много, у них имеются свои плюсы и минусы, уникальные возможности, особенности и ограничения, области применения, у части таких языков имеются и средства инструментального сопровождения процесса моделирования... Мне кажется, что собрать здесь сведения о средствах формального описания объектов исследования было бы не лишне...