Вопрос 16. Понятие модели и их классификация.

Модель (лат. modulus) – это упрощенный объект-заменитель объекта-оригинала, в котором отражаются его существенные особенности (свойства).Чем меньше подробностей оригинала отражено в модели, тем она проще. Существуют: Образные (материальные, предметные) – это физические модели. Они воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют материальное воплощение, отражая внешние свойства и частично внутренние устройства объекта-оригинала. Примерами здесь могут служить детские игрушки, скелет человека, макет солнечной системы и т.д. Класс образных (материальных) моделей можно разделить на подклассы: опытные, учебные и игровые. Опытные модели – это уменьшенные искусственно созданные копии каких-либо реальных процессов (аэродинамическая труба, воссоздающая движение воздуха, синхрофазотрон, воссоздающий реальное движение частиц),учебные - наглядные пособия, тренажеры, обучающие программы, игровые модели - экономические, спортивные, деловые, бытовые.  Знаковые (абстрактные) модели, в отличие от образных (материальных) не имеют внешнего (реального) сходства с оригиналом. Их основу составляет теоретический метод познания окружающей среды и по признаку формы воплощения они бывают:  вербальные (мысленные), математические и информационные. Вербальные (мысленные) модели формируются в воображении человека в виде некоторого образа, который затем выражается (вербализуется) в словесной форме. Логико-лингвистические модели – это особая форма вербализации связей между объектами. Цель создания такого рода моделей состоит в описании объектов и связей таким образом, чтобы его преобразование и обработка могла осуществляться логическими средствами. Примером такой модели может служить запись. Математические модели воспроизводят реальные объекты и их связи с помощью математических символов (алгебраических, дифференциальных и конечно-разностных уравнений, предикатов и т.д.). Такого рода модели исследуются либо аналитически, (стремление получить явные зависимости для искомых величин) либо численно (при отсутствии общего решения отыскивается частное). Математические модели, в соответствии с природой воспроизводимых процессов, можно разделить на детерминированные, вероятностные (стохастические) и имитационные (компьютерные).  Особое место в информатике занимают информационные модели, которые рассмотрим более подробно. Информационные модели отражают информационные потоки между различными объектами. Они состоят из: а) идентификаторов объектов; б) идентификаторов потоков данных; в) объемных, временных, частотных и других характеристик, как самих объектов, так и входящих и исходящих потоков данных; г) последовательности процедур обработки потоков данных. Цель информационного моделирования состоит в отражении в наглядной форме процессы сбора внешней и внутренней информации, ее регистрации на машинных носителях, передачи, обработки с указанием последовательности расчетов и использования. Особенность такого рода моделей заключается в их графическом представлении, но при этом имеется возможность матричного или аналитического способа их отображения. Наиболее распространенными графическими формами информационных моделей являются: диаграммы потоков данных (DFD), диаграммы IDEF1, сети Петри, сети управления и планирования, модели баз данных, модели баз знаний  и т.д. В информатике особенно широко используются такие информационные модели как табличные, иерархические и сетевые. Табличные модели отображают объекты и их свойства в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Наименования однотипных объектов размещены в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках).Иерархические модели предназначены для выражения отношений соподчинения между объектами. Объект нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня. Сетевые модели необходимы для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру. Перечисленные информационные модели используются также и для создания и функционирования баз знаний – деревьев вывода, семантических сетей, деревьев целей, фреймов и т.д. Заканчивая описание наиболее популярных моделей, используемых в практике управления, следует отметить, что большинство из них, так или иначе, реализуется с помощью компьютеров, то есть преобразуются в  компьютерную модель. Поэтому далее необходимо рассмотреть сущность и этапы создания таковой.