Построение познавательной модели – изучение существующей искусственной системы
Создаем структурную модель
Из нее строим функциональную
Из функциональной строим динамическую
Мы говорили, что параметры – меры количественного описания свойств. Параметрами в динамической модели характеризуются как компоненты, так и потоки. Причем поток характеризуется, как правило, интенсивностью, а компонент – самыми разнообразными свойствами (содержание ресурса в компоненте(масса), параметры, характеризующие его функционирование (КПД) и многое другое). Функция компонента описывает зависимость параметров исходящего потока от параметров входящих потоков и параметров самого компонента.
Как строить структурную модель естественных систем, образовавшихся без целенаправленного воздействия человека.
«Как отделить систему от внешней среды»
«Как выделять в естественных системах компоненты»
Выделение по однородности (выделение области в пространстве, в которой функция более или менее постоянна)
Выделение по функциям
Выделение по величине потока
На первом этапе модель представляет собой черный ящик, в который входит базовый ресурс, выходит преобразованный базовый ресурс, а в черном ящике вся область пространства, для которой нельзя ничего сказать о качестве потока. Но такая модель не позволяет ответить на вопросы познавательной модели типа «что будет с озером через 10 лет?». Значит, надо расшифровать этот черный ящик. Тогда возникает вторая проблема: «Как разделять естественную систему на компоненты, поскольку часто четких границ между компонентами естественных систем нет». Имеет смысл руководствоваться следующими критериями, которые, однако, не являются жесткими:
Выделение по однородности– выделение области пространства, в которой свойства функции более или менее постоянны.
Выделение по функциям– связано с выделением по однородности, так как компоненты с разных структур или с разными доступными ресурсами будут функционировать по-разному. Вопрос только «что обнаружит исследователь?»: различие в структуре, различие в доступных ресурсах или различие в функциях.
Выделение по величине потока– если в системе можно выделить некую совокупность или область пространства, в которой имеется заданный поток ресурсов, причем интенсивность этого потока выше, чем интенсивность потока на границах этой области пространства, то такую совокупность или область пространства можно выделить как компонент.
Лекция №5 (30.09.11) Как разграничивать систему от среды Признаки компонента, относящегося к внешней среде:
Если некий элемент связан с образовавшейся структурой только входами или только выходами, то этот элемент имеет смысл отнести к внешней среде, а если и входом, и выходом, то к системе.
Имеет смысл представлять внешней средой тот компонент, на который моделируемая система не может существенно повлиять.
атмосфера
солнце
Втекает ручей
Толща воды
водоросли
рыбы
Вытекает ручей
Мертвые водоросли
Донные отложения
Итак, мы рассмотрели первый этап построения модели естественных систем – построение структурной модели, проблемы, которые при этом возникают, и рекомендации, как эти проблемы преодолевать. Далее опять необходимо строить функциональную модель, по ней динамическую и тогда мы сможем ответить на те вопросы, ответы на которые мы пытаемся получить.
На любом этапе построения модели решающую роль играют неформализуемые эвристические способности человеческого интеллекта. Приведем слова Шеннона на тему «о соотношении формальных и эвристических приемах в процессе построения модели»: «Искусством моделирования могут овладеть те, кто обладает оригинальны мышлением, изобретательностью и находчивостью, равно как и глубокими знаниями системы и физических явлений, которые необходимо моделировать. Не существует эффективных правил относительно того, как надо формулировать задачу в самом начале процесса моделирования. Не существует и магических формул для решения при построении моделей в таких вопросах, как выбор переменных и параметров, соотношений, описывающих поведение системы и ограничений, так же критериев оценки эффективности модели. Каждый оперирует с моделью, которую он построил исходя из поставленной задачи».