21.3. Технология математического моделирования системы (объекта)

← 21.2. Методы математического моделирования

21.4. Контрольные вопросы и задания →

В настоящее время математическое моделирование системы реализуется только с использованием современных программно-технических средств, в силу сложности реальных систем и необходимости выполнения большого объема вычислений.

В ряде литературных источников вводится даже понятие компьютерное математическое моделирование системы. Под ним понимается математическое моделирование, в процессе которого используются компьютер и прикладное программное обеспечение для решения задач моделирования.

В целом технология математического моделирования системы во многом зависит от решаемых задач моделирования, особенностей системы, применяемого математического аппарат, но можно обобщенно (упрощенно) выделить и описать этапы, которые включает процесс моделирования любой системы (объекта).

На рисунке 21.1. приведен технологический процесс моделирования системы [4,5]. Приведем описание основных этапов.

Рисунок 21.1. – Укрупнённая схема технологического процесса моделирования объекта (системы)

1 Этап. Формулирование целей и задач моделирования, выявление проблем, описание объекта исследования.

На данном этапе на предметно-содержательном уровне формулируются цели и задачи моделирования; определяются проблемы, препятствующие достижению целей и решению поставленных задач исследования; описываются основные условия моделирования, при учете которых будут решаться задачи исследования. Также на этом этапе словесно описывается объект исследования как система, т.е. объект представляется как единое целое с учетом всех, важных для моделирования составляющих (элементов) объекта, связей между ними и внешних связей с другими объектами и окружающей средой.

Результаты этапа: четкая постановка целей и задач моделирования на предметно-содержательном уровне; описание проблем и условий моделирования; описание объекта исследования как системы.

2 Этап. Изучение априорной информации об объекте исследования.

Этап включает сбор, обработку, анализ и интерпретацию априорных (до опыта) данных и знаний об объекте.

Итоги этапа: совокупность априорных данных и знаний об объекте моделирования; результаты их анализа и интерпретации.

3 Этап. Формализация постановки задачи: формальное описание целей и задач моделирования, формулировка требований.

Формально описываются цели и задачи моделирования, выбираются математические методы исследования. Описываются специфические особенности объекта моделирования; устанавливается совокупность допущений, при которых решаются задачи моделирования, и условия применимости получаемых в результате моделирования результатов.

Формулируются требования к экспериментальным данным и знаниям, видам анализа, моделям (методам) и средствам решения задачи (технологиям, алгоритмам, аппаратно-программному обеспечению). Исходя из выдвинутых требований к моделям, выбираются показатели качества модели. Под показателем качества модели понимают некоторую характеристику, определяющую соответствие модели ее назначению, т.е. пригодность для решения постав-ленных задач моделирования, и близость достижения цели. Показатели качества могут быть как количественными, так и порядковыми, качественными (номинальными).

Итоги этапа: формальное описание целей и задач моделирования; требуемые показатели качества.