Слайд 2Два типа деятельности человека:
Познание мира
Преобразование мира
Субъект
Реальный
мир
Реальный мир
Слайд 3Модели
Любая деятельность человека возможна только благодаря моделям —
системам, специфика которых направлена на обеспечение взаимодействия между субъектом и
реальностью.
Моделирование есть неизбежная, обязательная часть любой деятельности человека
Слайд 4Преобразовательная деятельность
Что бы человек ни делал, изменяя реальность, еще до
начала самой работы он должен определить цель, образ желаемого будущего,
т.е. модель того, чего пока нет, но что хотелось бы осуществить, что должно появиться в конце работы.
Нужно еще до начала работы описать последовательность промежуточных действий, т.е. создать модель (план, алгоритм) хода работы.
Слайд 5Познавательная деятельность
Конечный результат познания — полученная информация о внешней среде
— должен быть зафиксирован, описан, представлен в виде определенной модели.
Знания существуют только в форме моделей, т.е. модель есть форма существования знаний.
Конечной целью познания является построение моделей интересующей нас части мира.
Сам процесс получения информации о внешней среде также происходит с помощью специальных моделей.
Слайд 6Два метода познания
Пусть нам надо познать, понять некоторую сложную для
нас систему, т.е. перевести ее из сложной и малопонятной в
простую и понятную. Это значит, что нам следует построить модель этой системы, содержащую нужную нам информацию.
В зависимости от того, что нам требуется узнать, объяснить — как система устроена или как она взаимодействует со средой, различают два метода познания:
Аналитический
Синтетический
Слайд 7Аналитический метод познания
Процедура анализа состоит в последовательном выполнении следующих трех
операций:
1. Сложное целое расчленить на более мелкие части, предположительно более
простые
2. Дать понятное объяснение полученным фрагментам
3. Объединить объяснение частей в объяснение целого
Слайд 8Если какая-то часть системы остается все еще непонятной, операция декомпозиции
повторяется и мы вновь делаем попытку объяснить новые, еще более
мелкие фрагменты
Аналитический метод познания
Слайд 9Первым продуктом анализа является перечень элементов системы, т.е. модель состава
системы
Вторым продуктом анализа является модель структуры системы
Третий продукт анализа —
модель черного ящика для каждого элемента системы.
Аналитический метод познания
Слайд 10Синтетический метод познания
Выделение большей системы (метасистемы или надсистемы), в которую
интересующая нас система входит как часть
Рассмотрение состава и структуры надсистемы
(ее анализ)
Объяснение роли, которую играет наша система в надсистеме, через ее связи с другими подсистемами надсистемы
Слайд 11Конечным продуктом синтеза является знание связей нашей системы с другими
частями надсистемы, т.е. модель черного ящика. Но чтобы ее построить,
нам пришлось попутно создать модели состава и структуры надсистемы как побочные продукты.
Синтетический метод познания
Слайд 12 Первоначально моделью называли некоторое вспомогательное средство, объект,
который заменял другой объект в определенной ситуации.
Модель есть средство
осуществления любой деятельности субъекта.
Модель есть форма существования знаний.
Модель есть системное отображение оригинала.
Рис. 3.5
Определение модели
Слайд 13Моделями могут служить не только реальные объекты, но и абстрактные
идеальные построения: математические модели, законы, гипотезы, теории.
Соответственно этому модели
разделяются на абстрактные и реальные
Слайд 14Абстрактные модели
Абстрактная модель может задаваться в виде математического уравнения либо
в виде программы для вычислительной машины, либо как некоторая физическая
модель, либо с помощью словесного описания и т. д.,
Любую реальную существующую систему можно представить как некоторую абстрактную аналогию или модель определенного класса.
Слайд 15Абстрактные модели
Язык является универсальным средством моделирования
Слайд 16Абстрактные модели
В разговорном языке - расплывчатость смысла слов
Всякая групповая
деятельность требует выработки специального, более точного, чем разговорный, языка (профессионального)
Самый
точный – язык математики
Точность
Разговорный язык
Профессиональные языки
Язык математики
Слайд 17Абстрактные модели
Имеется спектр языков разной степени определенности и, следовательно,
ему соответствует спектр моделей разной степени точности;
Одной из главных особенностей
прикладного системного анализа является попытка сделать более точное описание проблемы, ситуации, системы
Слайд 18Классификация – простейшая абстрактная модель разнообразия реальности
Можно объединить все мало
различающиеся объекты в одну группу, оставив вне ее все сильно
различающиеся
Можно отказаться от учета различий внутри группы, пренебречь малыми отличиями, считать членов группы одинаковыми. Такую группу принято называть классом.
Оставшиеся вне класса объекты тоже разнообразны, и хотя «сильно» отличаются от тех, которые вошли в класс, по некоторым другим признакам снова оказываются между собой «похожими», либо «различными». Это дает возможность выделить новые классы похожих внутри них и отличающихся от других классов.
В итоге бесконечно разнообразный мир описывается конечным множеством отличающихся друг от друга классов.
Слайд 19Классификация – простейшая абстрактная модель разнообразия реальности
Для выражения различий между
классами им присваиваются различные имена (названия, обозначения, символы, номера и
т.п.). Эти имена и есть слова некоторого языка.
Деревья, животные, люди, здания, насекомые, реки и т.д. — примеры имен классов. Классифицировать можно не только объекты, но и свойства (цвета, звуки, силы, размеры и т.д.), и процессы (ходить, бегать, тянуть, есть, пить и т.д.).
Таким образом, слова языка есть названия некоторых классов.
Любая классификация есть только модель разнообразия реальности, что реальность более сложна, что всегда найдется объект, который нельзя однозначно отнести к тому или иному классу.
Слайд 20Реальные модели
Модели прямого подобия
Прямое подобие между
моделью и оригиналом устанавливается вследствие непосредственного взаимодействия между моделью и
оригиналом (следы, отпечаток пальца, печать и т.д.) либо вследствие цепочки таких взаимодействий (фотография, макет здания и т.п.).
Модели косвенного подобия, или аналогии.
Похожесть, аналогичность двух явлений объясняется совпадением закономерностей, которым они подчиняются.
Модели условного подобия
Например, буквы — модели звуков; различные знаки, сигналы, символы, карты, чертежи содержат соответствующую информацию.
Слайд 21Модели одного и того же объекта могут быть качественно различными,
они образуют иерархию, в которой модель более высокого уровня (например,
теория) содержит модели низких уровней (скажем, гипотезы) как свои части, элементы.
Материальная
точка
Абсолютно твердое тело
Деформируемое тело
Совокупность взаимодействующих атомов
Слайд 22Модель должна быть ингерентной со своей средой
Модель есть упрощение относительно
оригинала
Вследствие упрощенности возникают качественные расхождения модели и оригинала. Модель, с
помощью которой успешно достигается цель, называется адекватной.
Слайд 23Модели и проектирование
Для проектирования большое значение имеют модели проектируемых систем
Сложность проектирования состоит в том, что первоначально нам не известно
(или известно лишь в общих чертах) внутреннее устройство проектируемой системы, но известны только некоторые исходные данные, например, данные о том, чего мы ожидаем от системы (какие функции она должна выполнять).
Слайд 24Проектировщику приходится строить сначала грубую модель, которая описывает проектируемую систему
в самом общем виде на основе имеющихся у него данных
«черный ящик».
Мы не можем видеть внутреннее содержимое ящика, его внутреннее устройство. Однако можно наблюдать входные и выходные потоки, а также возможные обратные связи между входом и выходом.
Слайд 25В процессе проектирования происходит конкретизация модели, постепенное выяснение её внутренней
структуры, до тех пор, пока не будут получены «рабочие чертежи»
и не будет выяснена технология ее изготовления, описанная в технологических картах.
Образно говоря, проектировщик должен превратить черный, непрозрачный ящик в прозрачный, когда видна его структура.
На этом этап проектирования системы заканчивается и начинается этап реализации системы, то есть «приведение её к существованию».
При проектировании информационных систем процессы проектирование – реализация повторяются несколько раз.