3. В чем отличие содержательной постановки задачи от концептуальной? Приведите примеры

Содержателная постановка задачи о баскетболисте

Модель должна позволять:

• вычислять положение мяча в любой момент времени;

• определять точность попадания мяча в корзину после броска при различных начальных параметрах.

Исходные данные:

• масса и радиус мяча;

• начальные координаты, начальная скорость и угол броска мяча;

• координаты центра и радиус корзины.

Концептуальная постановка задачи о баскетболисте

• объектом моделирования является мяч радиуса R

• мяч - материальная точка массой m

• движение описывается уравнениями классической механики Ньютона

• движение мяча происходит в одной плоскости

• пренебрегаем сопротивлением воздуха и вращением мяча

Этап 1. Содержательная постановка

Необходимость в новых моделях возникает при выполнении проектно-конструкторских работ, создания систем управления и контроля, а также выполнения работ на стыке различных отраслей. При этом вначале следует определить, нет ли более простых решений проблемы: возможности использовать существующие модели, модифицируя их.

Конечной целью этапа 1 служит является разработка технического задания. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1) исследовать моделируемый объект или процесс с целью выявления основных его свойств, параметров и факторов;

2) собрать и проверить доступные экспериментальные данные об объектах-аналогах;

3) проанализировать литературные источники и сравнить между собой построенные ранее модели данного объекта или ему подобные;

4) систематизировать и обобщить накопленный ранее материал;

5) разработать общий план создания и использования комплекса моделей.

На данном этапе осуществляется, таким образом, содержательная постановка задачи моделирования. При этом важно правильно поставить вопросы, на которые должна ответить модель. Для этого нужны специалисты, хорошо знающие предметную область и, вместе с тем имеющие достаточно широкий научный кругозор, чтобы общаться со специалистами в различных областях знания, в частности с заказчиком модели. Это является условием успешного формулирования таких требований к создаваемой модели, которые, с одной стороны, удовлетворят заказчика, а с другой стороны – удовлетворят ограничениям на сроки и ресурсы, выделенные для создания и реализации модели. В целом выполнение этого этапа может занять до 30% времени, отпущенного на разработку модели, а с учетом возможных уточнений – и более.

Этап 2. Концептуальная постановка

В отличие от 1-го этапа этап семантического моделирования выполняется рабочей группой без привлечения заказчика. Исходной информацией здесь являются сведения, полученные на 1-м этапе сведения о моделируемом объекте и уточненные требования к будущей модели.

При формулировке гипотез, которые должны лечь в основание концептуальной модели приходится преодолевать противоречия в преставлениях о процессах и происшествиях в человеко-машинных системах. Это касается причин возникновения ошибок, отказов, нерасчетных внешних воздействий, которые могут привести к аварии, катастрофе или несчастному случаю. Зачастую различные специалисты выдвигают разные версии развития подобных ситуаций. При моделировании аварийности и травматизма семантическая модель исследуемого явления может быть представлена в виде явления, декомпозируемого на потоки случайных событий – аварий и несчастных случаев. При этом каждое из них считается результатом совокупности других событий, образующих причинно-следственную цепь. Далее явление может быть представлено в виде схем, графов. Оформление результатов моделирования в форме причинно-следственных диаграмм явится в дальнейшем исходным материалом для последующего контроля и анализа.