16. Понятие "модель". Виды моделирования. Компьютерная модель. Математические модели.

Человек воспринимает первоначально зрительную, звуковую и тактильную информацию. Далее в действие вступает образное мышление – человек создает образ объекта, процесса или явления, с которыми ему приходится иметь дело. Что отличает человека от животного - наличие абстрактного мышления. В естественно-научных областях человеческой деятельности образ абстракции – это модель.

Любая теория имеет дело с ограничениями, формализацией и упрощением реального мира - некоторой, как говорят, моделью части мира.

Удобная трактовка понятия система предложена Сафоновым В.А.

Под системой по Сафонову понимается совокупность моделей структуры, функционирования, цели и ресурсов:

М _сист = М _стр + М _функ + М _рес + М _цели

где: М сист - модель системы в целом

М стр - модель структуры,

М функ - модель поведения, функционирования,

М рес - модель ресурсов,

М цели - модель цели существования системы.

При анализе системы любого вида - технической, общественной, политической целесообразно вводить иерархию рассмотрения - разбиение на уровни.

Примеров иерархий много. Иерархия в абсолютном виде - церковь. Глава церкви - Святейший Патриарх Московский и Всея Руси Алексий II. Следующий уровень - наместник главы церкви на территории - митрополит. На самом нижнем уровне - в самой церкви - здесь начинаются сложности - дияконы, белое, черное духовенство.

Однако если система существует не одно тысячелетие - доказала временем свою жизнеспособность = работоспособность, как говорят технические специалисты.

Аналогичное построение имеет система управления в любой Армии: Главнокомандующий, Командующие родами войск, Генералы Армий. Система управления территориями России простроена по аналогичному принципу - Представители Президента, Губернаторы, Мэры, ... .

П ример. Рассмотрим геометрическую модель доказательства теоремы Пифагора. Чертежи настолько ясны, что утверждение кажется очевидным.

Говорят, что наука начинается с классификации.

Классификацию моделей проводят по признаку отличия модели от оригинала, по которому все модели разделяют на материальные и абстрактные.

Материальные физические модели эквивалентны оригиналу по законам функционирования либо подобны оригиналу. Среди физических моделей обычно рассматривают натурные и квазинатурные модели, масштабные и аналоговые.

 

МОДЕЛИ
Материальные	Абстрактные
Физические	Вербальные	Информационные	Математические
Натурные Квазинатурные Масштабные Аналоговые			Вероятностные Детерминированные	Аналитические Численные Имитационные

Самый простой пример масштабной модели - бумажные прямоугольники, отображающие в масштабе мебель и нарисованный на листе план квартиры. Такая модель позволяет двигать не тяжелую мебель, а ее бумажные образы. Современный аналог масштабной модели - объемная компьютерная графическая модель, предлагаемая клиентам при покупке кухонной мебели в салонах-магазинах.

Натурные модели, они же макеты или опытные образцы - один из этапов процесса проектирования любой технической системы. В квазинатурной модели некоторые еще не спроектированные или сложные к натурному моделированию части системы заменяются математическими моделями, что значительно экономит время и деньги.

В основе аналоговых моделей - совпадение законов функционирования оригинала и модели. Классический пример - совпадение законов описания колебания маятника и электрической цепи из катушки индуктивности и резисторов.

Вербальные (текстовые) модели. Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности (примерами такого рода моделей являются милицейский протокол, правила дорожного движения).

Информационные модели - класс знаковых моделей, описывающих информационные процессы (возникновение, передачу, преобразование и использование информации) в системах самой разнообразной природы. Информационные компьютерные модели чаще всего описывают наборы данных в базах данных.

Математическая модель представляет собой описание исследуемой системы с помощью абстрактного языка математических соотношений, отражающих процесс функционирования системы. Математические модели, по методу исследования, разделяют на аналитические, численные, имитационные, а по характеру отражения процессов - на детерминированные и вероятностные. Так как компьютер это электронное вычислительное устройство, то математические модели были реализованы на компьютере в первую очередь.