Информационное моделирование

Общие принципы моделирования

Понятие об информационном моделировании

Модель — это естественный или искусственный объект, используемый для достижения некоторой цели как заменитель другого объекта — оригинала.

Оригиналом может быть, например:

— природная, социальная, политическая, техническая система;

— ситуация, возникающая в любой из этих систем;

— явление или процесс в некоторой системе;

— живое существо в разнообразных проявлениях (физиологических, поведенческих и др.);

— человек как обладатель того или иного социального, эмоционального, психологического, коммуникативного и ролевого статуса.

Моделирование основано на идее абстрагирования. Абстракция — это отвлечение от частных и несущественных сторон рассматриваемого объекта для того, чтобы сосредоточиться на общих, основных, существенных.

Модель строится:

— на основе сложившегося представления об объекте;

— в соответствии с целями моделирования;

— с учетом сведений, которые будут при этом нужны и доступны;

— с учетом средств, на основе которых модель можно создать.

По последней позиции этого списка различают ментальные (мысленные), материальные (имеющие физические свойства) и информационные модели (о них будет сказано дальше).

Модель не должна и не может быть идентична оригиналу — она отражает те свойства, черты, стороны и признаки, которые существенны с точки зрения целей моделирования; выбор модели подчиняется этому принципу.

Пример — различные модели человека:

— манекен в витрине магазина;

— манекен-«охранник» в автомобиле;

— манекен с датчиками при испытаниях техники;

— скелет в аудитории медицинского института;

— огородное пугало;

— фотомодель;

— «живец» в полицейской операции («ловля на живца»);

— фотография, художественный портрет;

— фоторобот разыскиваемого лица;

— рентгеновский снимок, анализ крови, кардиограмма;

— личное дело в деканате, в кадровой службе;

— средний балл успеваемости за семестр, год, пять лет;

— набор спортивных результатов;

— диплом вуза с выпиской о предметах и оценках;

— резюме (curiculum vitae) специалиста при поиске работы;

— психологический тип — холерик, сангвиник, флегматик, меланхолик;

— брачное объявление.

Нетрудно выделить отражаемые этими моделями черты и свойства оригинала, а также определить по составу модели цели ее использования.

Для наших целей этот вид моделирования особенно важен. Информационные модели — это представленные в виртуальной форме упорядоченные наборы данных об объекте-оригинале и связей между этими данными. Возможны различные виртуальные формы представления моделей:

— структурированное текстовое описание;

— математические и логические формулы;

— графические схемы;

— матрицы связей;

— иерархические деревья;

— диаграммы и графики;

— рисунки и фотографии;

— звуковые файлы.

Приведем примеры виртуальных форм модели «девушки — цветы»

Ситуация (оригинал):

Аня любит флоксы, розы, нарциссы, гвоздику.

Нарциссы любит также и Валя.

Вкусы Бэллы те же, что у Ани, кроме гвоздики.

А вот Валя как раз гвоздику очень любит.

Сетевая модель

Аня		Бэлла		Валя
Гвоздика		Нарцисс		Роза		Флокс

Иерархическая модель

Девушки

Аня

Бэлла

Валя

Гвоздика		Нарцисс		Гвоздика
Нарцисс		Роза		Нарцисс
Роза		Флокс
Флокс

Реляционная модель

Девушки   Цветы	Аня	Бэлла	Валя
Гвоздика
Нарцисс
Роза
Флокс

Стадии создания и использования информационной модели таковы:

— формирование стартовой приблизительной ментальной (мысленной) модели;

— конкретизация целей и средств моделирования;

— оценка пользователя результатов и выбор формы их представления;

— оценка ресурсов (сроки, исполнители, финансы, программы и др.);

— структуризация проблемы;

— обзор аналогий, образцов и т. п.;

— стартовый перечень факторов и связей;

— оценка качества и возможностей получения данных;

— формирование и виртуальное представление уточненной модели;

— построение алгоритма использования модели;

— выбор средств компьютерной поддержки;

— реализация алгоритма;

— анализ полученных результатов;

— корректировка (при необходимости) использованной модели;

— целевое применение результатов.

Информационные модели можно разделить по ряду признаков:

1) по главным свойствам оригинала (предметная область, тип объекта);

2) по степени общности и универсальности;

3) по требуемой степени адекватности (грубая — тонкая);

4) по назначению (классификационная, презентационная, операционная, имитационная);

5) по отношению к текущему времени (диагностические — прогностические).

Разъясним четвертую и пятую позиции этого списка.

Классификационные модели служат для отнесения объекта-оригинала к тому или иному виду (типу, категории, разряду и т. д.).

Презентационные модели создаются для ознакомления пользователей с оригиналом (фирмой, изделием, творческим коллективом, индивидуумом).

Через операционные модели могут управляться различные автоматические системы, в том числе роботы.

Имитационные модели используются, главным образом, для выяснения последствий множественных случайных воздействий на объект-оригинал. Этот вид моделей будет подробно изучаться на II курсе в рамках дисциплины «Имитационное моделирование экономических процессов».

Диагностические модели дают возможность выявлять скрытые свойства и характеристики объектов-оригиналов.

Прогностические модели позволяют обоснованно предсказать некоторые характеристики объекта-оригинала, вплоть до глобального масштаба (прогнозы погоды, развития эпидемий, экономического состояния; прогноз потепления мирового климата).

Дата добавления: 2014-01-05