Модели и моделирование

вопросы

анализировать состояние этого объекта или процесса, а также предвидеть к

каким последствиям приведет управленческое воздействие на него. Осуществить это возможно с помощью моделирования, а именно построения модели исследуемого процесса или объекта, заключающегося, прежде всего, в фиксации информации об объекте в виде некоторого образа (словесного, графического и т. п.).

деятельности человека большую, если не ведущую, роль играют модели и

моделирование. Особенно незаменимо моделирование при работе со сложными объектами (в частности, экономическими). Все это делает моделирование важнейшим инструментом системного анализа.

исследователя свойства и характеристики объекта-оригинала или объекта проектирования.
Моделирование связано с

выяснением или воспроизведением свойств какого-либо реального или создаваемого объекта, процесса или явления с помощью другого объекта, процесса или явления.
Моделирование – это процесс построение, совершенствование, изучение и применение моделей реально существующих или проектируемых объектов (процессов и явлений).

к решаемой проблеме, выходит за пределы человеческих возможностей. Поэтому одним

из выходов (а часто единственным) в сложившейся ситуации является упрощение ситуации с помощью моделей, в результате чего уменьшается разнообразие этих факторов до уровня восприимчивости специалиста.
2. Необходимость проведения экспериментов. На практике встречается много ситуаций, когда экспериментальное исследование объектов ограничено высокой стоимостью или вовсе невозможно (опасно, вредно, ограниченность науки и техники на современном этапе).
3. Необходимость прогнозирования. Важное достоинство моделей состоит в том, что они позволяют «заглянуть в будущее», дать прогноз развития ситуации и определить возможные последствия принимаемых решений.
4. Размеры исследуемого объекта. Исследуемый объект может быть либо очень большим (модель Солнечной системы), либо очень маленьким (модель атома).
5. Время существования объекта. Процесс может протекать либо очень быстро (модель двигателя внутреннего сгорания), либо очень медленно (геологические модели).
6. Исследование объекта может привести к его разрушению (модель самолета, автомобиля).

решении экспертной задачи на основании имеющейся информации описывается прошлое, настоящее

и предсказывается будущее.
При решении конструктивной - создается какой-либо объект с заданными свойствами.
Для решения экспертных задач применяются описательные модели, а для решения конструктивных – нормативные.

или поведения реальных (существующих) объектов, являются формой представления знаний о

действительности.
Примеры. План города, отчёт о деятельности фирмы, психологическая характеристика личности.

исследования) – наиболее полно и точно отразить свойства объекта;
• управление

– наиболее точно отразить свойства объекта в рабочем диапазоне изменения его параметров;
• прогнозирование – построить модель, способную наиболее точно прогнозировать поведение объекта в будущем;
• обучение – отразить в модели изучаемые свойства объекта.

наблюдение, кодирование, фиксация


Объект
Наблюдение
Кодирование
Фиксация
Модель

ним. То, что мы наблюдаем, необходимо закодировать либо с помощью

слов, либо символов, в частности, математических, либо графических образов, либо в виде физических предметов, процессов или явлений. И наконец, закодированные результаты наблюдения надо зафиксировать в виде модели. Поскольку к моделированию мы прибегаем из-за сложности изучаемого объекта, то модель заведомо проще оригинала.

не всегда применима к решению других, какой бы привлекательной модель

ни была. Распространённый в науке перенос моделей с одной задачи на другую далеко не всегда оправдан и обоснован.

моделированию.
Нормативные модели предназначены для указания целей деятельности и определённого

порядка (алгоритма) действий для их достижения.
Цель – образ желаемого будущего, т. е. модель состояния, на реализацию которого и направлена деятельность.
Алгоритм – образ (модель) будущей деятельности.
При нормативном моделировании обычно не используют слово «модель» — чаще говорят «проект», «план».
Примеры. Проекты машин, зданий; планы застройки; законы; уставы организаций и должностные инструкции, бизнес-планы, программы действий, управленческие решения.

развитие направлено на приближение модели к реальности.
Нормативные модели показывают не

существующее, но желаемое. Здесь решается задача приближения реальности к модели, поскольку модель играет роль стандарта или образца, под который «подгоняются» как сама деятельность, так и её результаты.

исследовательская – применяется в научном познании;
• практическая – применяется в

практической деятельности (проектировании, управлении и т. п.);
• тренинговая – используется для тренировки практических умений и навыков специалистов в различных областях;
обучения – для формирования у обучаемых знаний, умений и навыков. 

имеющие сходство с оригиналом (модель самолета, которая исследуется в аэродинамической

трубе; модель плотины);
• словесные (вербальные) — словесное описание чего-либо (внешность человека, принцип работы устройства, структура предприятия);
• графические – описание в виде графических изображений (схемы, карты, графики, диаграммы);
• знаковые – описание в виде символов и знаков (дорожные знаки, условные обозначения на схемах, математические соотношения). Разновидностью знаковых моделей являются математические модели.
Математическая модель (или математическое описание) – это система математических соотношений, описывающих изучаемый процесс или явление.

следующие виды моделирования:
• концептуальное моделирование, при котором с помощью некоторых

специальных знаков, символов, операций над ними или с помощью естественного или искусственного языков истолковывается основная мысль (концепция) относительно исследуемого объекта;
• интуитивное моделирование, которое сводится к мысленному эксперименту на основе практического опыта работников (широко применяется в экономике);
• физическое моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в объекте-оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения подобия, вытекающие из схожести физических явлений;

графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения

и преобразования:
• математическое (логико-математическое) моделирование, при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики и логики;
• имитационное (программное) моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.

чаще всего понимали имитационную модель – отдельную программу, совокупность программ

или программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта.
В настоящее время под компьютерной моделью чаще всего понимают структурно-функциональную модель – условный образ объекта, описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, блок-схем, диаграмм, графиков, рисунков, анимационных фрагментов, гипертекстов и отображающий структуру и взаимосвязи между элементами объекта.
Компьютерное моделирование – это метод решения задачи анализа или синтеза объекта на основе использования его компьютерной модели.

результатов по имеющейся модели. Качественные выводы, получаемые по результатам анализа,

позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства объекта. Количественные выводы в основном носят характер прогноза некоторых будущих или объяснения прошлых значений переменных, характеризирующих систему.
Предметом компьютерного моделирования могут быть: экономическая деятельность фирмы или банка, промышленное предприятие, информационно-вычислительная сеть, технологический процесс, любой реальный объект или процесс, например процесс инфляции.

хранения и передачи в пространстве или времени приводит к задаче

моделирования.
2. Моделирование направлено на построение, совершенствование, изучение и применение моделей реально существующих или проектируемых объектов.
3. Модель представляет собой упрощённое подобие объекта, которое воспроизводит только интересующие нас свойства.
4. Необходимость моделирования связана со многими причинами, основные из которых: сложность изучаемых объектов, необходимость экспериментировать и прогнозировать, несоответствие пространственных и временных масштабов объекта и наших возможностей.
5. В практической деятельности применяются два основных вида моделей: описательные – для описания свойств реально существующих объектов и нормативные – в задачах проектирования новых объектов.
6. Описательные модели применяются для научных исследований, управления, прогнозирования и обучения.

среды и ограниченной измерительной возможности) и субъективных (в силу целевой

и психологической избирательности) ограничений, происходит лишь частичное отражение информации об объекте в модели. Исходя из этого, модель всегда проще оригинала и есть опасность, что в модели не отражены важные для целевой задачи свойства.
8. Основные функции моделей: исследовательская, практическая, тренинговая и учебная.
9. По форме модели бывают: физические, вербальные, графические и знаковые. При этом математические модели являются разновидностью знаковых.
10. Из основных видов моделирования, применяемых в естественно-технических, социально-экономических и других науках, различают: концептуальное, интуитивное, физическое, структурно-функциональное, логико-математическое и имитационное (программное). Особое место сегодня занимает компьютерное моделирование.

2. Дайте определение понятия «моделирование».
3. Дайте определение понятия «модель».

4. Приведите основные причины, объясняющие использование моделей вместо попыток «прямого взаимодействия с реальным миром».
5. Укажите стадии построения модели.
6. Объясните причины неполного отражения свойств объекта в модели.
7. Укажите субъективные факторы, влияющие на качество создаваемых моделей.
8. В чем заключается угроза того, что модель проще оригинала?
9. Почему модель можно сравнить с одноразовой посудой?
10. Как разделяются модели по целевому назначению?
11. Укажите цели построения познавательных моделей.
12. Укажите назначение моделей: а) дескриптивных; б) нормативных.
13. В каком случае объект приближается к модели?
14. Укажите главные функции, которые могут выполнять модели.
15. Перечислите формы представления моделей.
16. Дайте определение математической модели и приведите примеры таких моделей.
17. Перечислите виды моделирования.
18. Определите суть компьютерного моделирования.