Формализация и моделирование

Модуль 2 «Формализация и моделирование»

1. Информационные модели.

В этой главе речь пойдет еще об одном фундаментальном понятии нашего курса – об информационном моделировании. Понятие модели было введено в базовом курсе информатики. Вспомним его.

Модель – это некоторое упрощенное подобие реального объекта

Это краткое определение модели. Более полное звучит так:

Моделью называется некоторый объект-заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал. Модель воспроизводит интересующие нас свойства и характеристики оригинала, предоставляет нам определенные удобства работы с ней: наглядность, доступность и легкость оперирования, дешевизну.

Модели бывают материальными и информационными. К последним часто применяют термин «информационные модели». Примерами материальных моделей являются глобус – модель Земли; манекен – модель человеческого тела; модели самолетов, кораблей, ракет, автомобилей; макет застройки жилого района в городе и многое другое. Предметом изучения информатики являются информационные модели.

В информационной модели отражаются знания человека об объекте моделирования. Информационная модель – это, в той или иной форме, описание объекта моделирования.

Объектом информационного моделирования может быть все, что угодно: отдельные предметы (дерево, стол); физические, химические, биологические процессы (течение воды в трубе, получение серной кислоты, фотосинтез в листьях растений); метеорологические явления (гроза, смерч); экономические и социальные процессы (динамика цен акций на бирже, миграция населения).

Можно сказать, что информационным моделированием занимается любая наука, поскольку задача науки состоит в получении знаний, а наши знания о действительности всегда носят приближенный, т.е. модельный характер. С развитием науки эти знания уточняются, углубляются, но все равно остаются приближенными. Старые модели заменяются на новые, более точные, и этот процесс бесконечен.

Построение информационной модели начинается с системного анализа объекта моделирования. Это понятие (системный анализ) возникло полвека назад в недрах кибернетики, науки об общих принципах управления в живых и неживых системах (сегодня кибернетику большинство специалистов считает частью информатики).

Представим себе быстро растущую фирму, руководство которой столкнулось с проблемой снижения эффективности работы фирмы по мере ее роста (что является обычной ситуацией) и решило упорядочить управленческую деятельность. Первое, что будет сделано на этом пути — системный анализ деятельности фирмы. Специалисты, выполняющие такую работу, называются системными аналитиками.

Системный аналитик, приглашенный в фирму, должен изучить ее деятельность, выделить участников процесса управления и их деловые взаимоотношения. Системное решение проблемы должно учитывать интересы всех сторон. Объект моделирования анализируется как система (о том, что это такое, рассказывается в следующих параграфах). От системного аналитика требуется развитое системное мышление и глубокое проникновение в ту предметную область, к которой относится объект моделирования. Результатом системного анализа является описание объекта моделирования, которое назовем теоретической информационной моделью.

Далее полученное описание моделируемой системы (теоретическая модель) переносится на компьютерные носители. Для этого используется либо готовое программное обеспечение, либо привлекаются программисты для его разработки. В конечном итоге получается компьютерная информационная модель.

Рис.1. Этапы разработки компьютерной информационной модели