2.1 Моделі та моделювання

Модель - це спрощена будова об’єкту, яка відтворює його властивості та характеристики, що нас цікавлять у процесі моделювання оригіналу або об’єкта моделювання.

Моделювання – це побудова, вдосконалення, вивчення та застосування моделей реального існуючого або проектованого об’єктів. Таким чином об’єктами можу бути процеси або явища.

Чому ми вдаємося до використання моделей замість спроб «прямої взаємодії з реальним світом»?

Можна назвати три основні причини.

Перша причина - складність реальних об'єктів. Число чинників, які відносяться до розв'язуваної проблеми, виходить за межі людських можливостей. Тому одним із виходів (а часто єдиним) в ситуації, що склалася є спрощення ситуації за допомогою моделей, в результаті чого зменшується різноманітність цих факторів до рівня сприйнятливості фахівця.

Друга причина - необхідність проведення експериментів. На практиці зустрічається багато ситуацій, коли експериментальне дослідження об'єктів обмежена високою вартістю або зовсім неможливо(небезпечно, шкідливо, обмеженість науки і техніки на сучасному етапі).

Третя причина - необхідність прогнозування. Важлива якість моделей полягає в тому, що вони дозволяють «заглянути в майбутнє», дати прогноз розвитку ситуації і визначити можливі наслідки прийнятих рішень.

Серед інших причин можна назвати наступні:

• досліджуваний об'єкт або дуже великий (модель Сонячної системи), або дуже малий (модель атома);

• процес протікає дуже швидко (модель двигуна внутрішнього згоряння) або дуже повільно (геологічні моделі);

• дослідження об'єкта може привести до його руйнування (модель літака, автомобіля).

2.1.1. Мета моделювання

Людина у своїй діяльності зазвичай змушена вирішувати два завдання:експертну та конструктивну.

В експертному завданні на підставі наявної інформації описується минуле, сьогодення і майбутнє. Суть конструктивного завдання полягає в тому, щоб створити щось із заданими властивостями.

Для рішення експертних завдань застосовують так звані описові моделі, а для вирішення конструктивних - нормативні.

2.1.2. Описова модель

Описова модель призначення для описання властивостей або поведінки реальних (існуючих) об’єктів. Вони являються формою представлення знань про дійсність (план міста, звіт про діяльність компанії).

Мета описової моделі:

- дослідження об’єкту, це найбільш повне і точне відображення властивостей об’єкту;

- управління – найбільш точно відображає властивості об’єкту в робочому діапазоні зміни його параметрів;

- прогнозування – побудова модулі, що здатна найбільш точно прогнозувати поведінку об’єкта і мету;

- навчання – відображає в моделі властивості об’єкту.

Побудова описової моделі виконується за наступною схемою: спостереження, кодування, фіксація.

Модель

Об’єкт

Фіксація

Кодування

спостереження

Модель об’єкту можна побудувати лише спостерігаючи за ним. Те що ми спостерігаємо необхідно закодувати або з допомогою слів, або символів, або у вигляді фізичних предметів, процесів або явищ. Тоді закодований результат спостереження потрібно зафіксувати у вигляді моделі.

Відображення властивостей об’єкту в моделі не являється повним через такі причини: особливості сприйняття, наявність і точність вимірювальних приборів, потреби і нарешті психічний стан суб’єкта. Якщо визначити повну інформацію про об’єкт через , а інформацію яка приймається через , то математичне відображення можна сформувати наступним чином:

=F( )