Класифікація моделей

ТА ОСНОВНІ ТИПИ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ

КЛАСИФІКАЦІЯ, ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ

Моделюванням називають заміщення одного об'єкта іншим з метоюотримання інформації про найважливіші властивості об'єкта-оригінала шляхом здійснення експериментів з об'єктом-моделлю. Модель можна визначити як об’єкт, що у деяких відношеннях збігається з оригіналом і є засобом подання,

пояснення та/або прогнозування його поведінки.

За формою подання вирізняють реальні та абстрактні моделі.

Реальні (матеріальні, речовинні, натурні) моделі є реальнимиоб’єктами, які у тому чи іншому відношенні можуть замішувати об’єкти-

оригінали. При цьому вони відтворюють ті характеристики та властивості останніх, що цікавлять дослідника, і є більш зручними для дослідження. Прикладами таких моделей можуть бути моделі літаків, призначені для аерогідродинамічних випробувань, макети архітектурних споруд, еквівалентні електричні схеми напівпровідникових приладів тощо.

Абстрактні (ідеальні) моделі є ідеальними конструкціями,створенимизасобами мислення, свідомості. їх поділяють на мовні, графічні, знакові, математичні й алгоритмічні. Прикладами ідеальних моделей є рівняння, формули,

схеми, плани тощо, що описують різноманітні реальні процеси та об’єкти. Наприклад:

При побудові абстрактних моделей зазвичай використовують спеціальні мови, терміни, символи тощо. Ці мови створюють на основі тих чи інших природних мов, але значення наукових термінів можуть суттєво відрізнятися від значень відповідних слів у природній та професійних мовах. Прикладом є значення терміна "реакція" у хімії, біології та політології.

У сучасній науці і техніці велике значення мають математичні та

комп’ютерні моделі.У природознавстві й технічних науках їх побудова та аналіз є одним з основних методів наукового дослідження і проектування. При вивченні екологічних та соціально-економічних макросистем математичні моделі використовують в основному для прогнозування тенденцій розвитку систем,

визначення їх загальних властивостей, стійкості, критичних умов існування й таке інше.

При побудові моделей часто виникає необхідність встановлення відношення подібності між моделлю та оригіналом.Для цього використовують такі

основні методи.

Пряма подібність цілеспрямовано встановлюється під час створення моделі. Прикладами моделей прямої подібності є макети споруд, моделі літаків,

шаблони, викройки, фотографії тощо. Для їх побудови використовують теорію подібності, яка дає змогу перераховувати результати вимірювань, одержувані в експериментах з моделями, на результати, що можуть бути одержані у подібних умовах на оригіналі.

Непряма подібність не встановлюється дослідником,а існує об’єктивно.

Вона проявляється як збіг або достатня близькість абстрактних моделей різних систем та процесів. Наприклад, можна говорити про математичну тотожність моделей гармонічних коливань у різноманітних механічних, електричних, хімічних та інших системах. Тому коливальні системи одного типу можна використовувати як моделі коливальних систем іншого типу. Зокрема, електричний коливальний контур можна використовувати як матеріальну модель довільного гармонічного осцилятора, завдяки зручності автоматичної реєстрації його вихідної характеристики. Прикладами моделей непрямої подібності є годинник

(аналог часу), піддослідні тварини у медичних дослідженнях (аналог організму людини) тощо. Існують спеціальні аналогові обчислювальні машини, за допомогою яких можна створювати електричні ланцюги, що є аналогами різноманітних динамічних систем.

Умовна подібність встановлюється як результат домовленості.Прикладами моделей умовної подібності є алгоритм (модель послідовності дій), гроші

(модель вартості), паспорт особи (модель його власника), робочі креслення

(модель готового виробу), географічні карти (модель місцевості), умовні сигнали тощо.

Залежно від мети моделювання, вирізняють пізнавальні та прагматичні моделі. Пізнавальні (дескриптивні, описові) моделі відповідають теоретичним ттілям і є формою організації та подання знань. Вони відображають те, що вже існує, а їх основним завданням є наближення моделі до реальності. У структурному системному аналізі їх називають моделями "Як є" ("As is").

Метою розробки й застосування пізнавальних моделей зазвичай є:

- вивчення об'єкта (наукові дослідження), тобто найбільш повне і правильне відображення його состава, структури й властивостей;

- управління об'єктом, тобто найточніше відображення впливу певних факторів у визначеному діапазоні їх змінювання, на його істотні властивості;

- прогнозування, тобто найточніше визначення подальшої поведінки об'єкта і майбутніх значень його параметрів;

- навчання, тобто правильне відображення певних властивостей об'єкта.

Прикладами пізнавальних моделей є наукові поняття, рівняння залежностей тощо. Пізнавальні моделі зазвичай використовують як теоретичну основу для проектування алгоритмів, програмних систем, засобів автоматизації, систем управління, електронних систем тощо.

Прагматичні (нормативні, прескриптивні) моделі є засобом керування,

організації практичної діяльності людей, уявленням про зразково правильні дії,

порядок їх виконання або результати. Основним завданням таких моделей є наближення реальності до них, оскільки у цьому разі модель розуміється як пев­

ний стандарт. У структурному системному аналізі прагматичні моделі називають моделями "Як має бути" ("То be").

Типовими прикладами прагматичних моделей є: мета (модель бажаного майбутнього); алгоритм (модель майбутньої діяльності); проекти машин та споруд; складальні креслення; шаблони; закони; плани та програми дій; розклади; статути й посадові інструкції організацій, бізнес-плани тощо.

В основі іншого підходу до класифікації моделей систем лежить їх поділ на статичні й динамічні. Статичні моделі призначені для визначення будови та характеристик, що відповідають певному відносно стабільному стану системи,

їх прикладами є структурні схеми, кристалічні решітки кристалів, географічні карти, розклади руху поїздів, кваліфікаційні характеристики фахівців тощо.

Динамічні моделі відображають процеси змінювання стану та характеристиксистеми. їх прикладами є рівняння фізичних процесів (рівняння дифузії, теплопровідності та інші), моделі хімічних реакцій, перспективні плани розвитку організацій, моделі тіиркуляттії атмосфери й т. п.

Дата добавления: 2017-01-13