Цели моделирования
Цели моделирования:
исследование оригинала - изучение сущности объекта или явления,
научиться управлять оригиналом, оказывая на него воздействия - синтез («как сделать, чтобы …»);
научиться прогнозировать последствия различных воздействий на оригинал - анализ («что будет, если …»);
выбор наилучшего решения в заданных условиях - оптимизация («как сделать лучше»).
Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей. В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии - их химический состав, в биологии строение и поведение живых организмов и так далее.
Таким образом, можно сказать, что основная цель моделирования - это изучение и исследование объекта или явления, для которого модель построена.
Тип модели определяется целями моделирования!
Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью. Возьмем в качестве примера человека: в разных науках он исследуется в рамках различных моделей. В рамках механики его можно рассматривать как материальную точку, в химии - как объект, состоящий из различных химических веществ, в биологии - как систему, стремящуюся к самосохранению, и так далее.
Модель |
|
Цель моделирования |
|
|
изучение строения тела
|
|
|
изучение наследственности
|
|
|
примерка одежды
|
|
|
тренировка спасателей
|
|
|
учет граждан страны
|
Свойства моделей
Многие исследователи выделяют следующие свойства моделей: адекватность, сложность, конечность, наглядность, истинность, приближенность.
Главное свойство модели - адекватность, то есть соответствие ее реальному объекту (процессу, системе и т.д.) относительно выбранного множества его характеристик и свойств.
От модели не требуется достоверности - в этом случае получится не модель, а копия. Степень соответствия определяется целями моделирования. Излишнее сходство с оригиналом столь же бесполезно, как и недостаточное.
Адекватность теоретических моделей законам реального мира проверяется с помощью опытов и экспериментов и называется верификацией модели.
Простота и сложность. Хотя сложные модели и более точно отражают моделируемые свойства оригинала, но они более громоздки, труднообозримы и неудобны в обращении. Поэтому исследователь стремится к упрощению модели, так как с простыми моделями легче оперировать.
При стремлении к построению простой модели должен соблюдаться основной принцип упрощения модели: упрощать модель можно до тех пор, пока сохраняются основные свойства, характеристики и закономерности, присущие оригиналу.
Этот принцип указывает на предел упрощения. При этом понятие простоты (или сложности) модели является понятием относительным.
Более простые (грубые) модели используются при решении задачи синтеза, а более сложные точные модели – при решении задачи анализа.
Конечность моделей - заключается, во-первых, в том, что они отображают оригинал в конечном числе отношений, т.е. с конечным числом связей с другими объектами, с конечной структурой и конечным количеством свойств на данном уровне изучения, исследования, описания, располагаемых ресурсов. Во-вторых, в том, что ресурсы (информационные, финансовые, энергетические, временные, технические и т.д.) моделирования и наши знания как интеллектуальные ресурсы конечны, а потому объективно ограничивают возможности моделирования и сам процесс познания мира через модели на данном этапе развития человечества.
Приближенность моделей. Конечность и простота (упрощенность) модели характеризуют качественное различие (на структурном уровне) между оригиналом и моделью. Приближенность модели будет характеризовать количественную сторону этого различия. Приближенность модели к оригиналу неизбежна, существует объективно, так как модель как другой объект отражает лишь отдельные свойства оригинала. Поэтому степень приближенности (близости, точности) модели к оригиналу определяется постановкой задачи, целью моделирования.
Истинность моделей. В каждой модели есть доля истины, т.е. любая модель в чем-то правильно отражает оригинал. Степень истинности модели выявляется только при практическом сравнении её с оригиналом, ибо только практика является критерием истинности.