Навигация
Основные этапы построения моделей
16768
знаков
1
таблица
3
изображения
Основные этапы построения моделей
План
1. Основные этапы построения моделей
2. Основной тезис формализации
1. Основные этапы построения моделей
Итак, предположим, что есть объект исследования и определена цель построения модели этого объекта. Что же дальше? С чего начать построение модели?
Вероятно, первое, что нужно сделать, это проанализировать объект с точки зрения цели моделирования. На этом этапе выделяются все известные субъекту моделирования свойства объекта. Это нужно для того, чтобы среди многих свойств и признаков объекта выделить существенные с точки зрения целей моделирования, которые затем должны быть отражены в модели.
Для одного и того же объекта при разных целях моделирования существенными будут считаться разные свойства.
Пример.
Вы решили сделать бумажный самолётик, чтобы можно было его запускать и наблюдать, как он летает. Наиболее важным для вас в этом случае то, чтобы самолётик летал подобно настоящему самолёту (пусть очень короткое время и на маленькой высоте). Для этого в модели вы должны отразить корпус с носовой и хвостовой частью и, главное, крылья. Именно эти элементы конструкции и их взаимное расположение будут существенными признаками, по которым бумажный самолётик подобен настоящему.
Итак, существенные признаки этой модели — крылья, корпус, их взаимное расположение, умение летать.
Пример.
Для кассира по продаже авиабилетов моделью самолёта будет план салона, а существенными признаками — расположение рядов кресел, количество кресел в ряду, стоимость билета для каждого места, наличие свободных мест.
Пример.
Для авиадиспетчера модель самолёта — это светящаяся точка на экране радара. Существенные признаки — скорость и высота полёта, направление и вид движения (взлёт, посадка, разворот и т. п.), взаиморасположение с другими самолётами, находящимися в контролируемом районе.
Пример.
Для технолога цеха, где происходит сборка самолёта, моделью самолёта будут конструкторские чертежи, технологическая карта сборки, перечень деталей. Существенные признаки — наименование и количество деталей, порядок и способ их соединения, требования к квалификации специалистов, необходимое оборудование для обеспечения заданной надёжности соединений и прочее.
Рис.1 Проектирование носовой части самолёта с помощью системы автоматизированного проектирования
Пример
Для конструктора самолёта, строящего компьютерную имитационную модель для проверки надёжности конструкции в разных полётных условиях (рис. 2), моделью самолёта будет изменение графического изображения и расчётных параметров на экране дисплея при изменении значения входных параметров-переменных. Существенные признаки — закономерности и характер зависимости поведения самолёта и его отдельных элементов от воздействующих на самолёт внешних условий, а также формулы, позволяющие отразить эти зависимости на экране дисплея.
Рис.2 Компьютерная имитационная модель самолёта
Вы можете дальше продолжить ряд примеров, если рассмотрите самолёт с точки зрения людей разной специальности, обладающих разным опытом «общения» с ними. Но даже из описания приведённых ситуаций ясно, что первое, что необходимо сделать при построении модели после определения (и, желательно, чёткого формулирования) цели моделирования, это выделить существенные с точки зрения цели моделирования признаки моделируемого объекта.
Эти признаки могут относиться:
• к внешнему виду объекта;
• к структуре объекта (составляющие объект элементы и их взаимосвязь);
• к поведению объекта (изменение внешнего вида и структуры объекта с течением времени, способы реагирования на внешние воздействия, закономерности развития, особенности взаимоотношений с другими объектами).
Нет единого верного для всех случаев способа (правила, алгоритма) выделения существенных признаков, свойств, отношений. Иногда они очевидны, а иногда приходится построить много разных моделей с различными наборами этих свойств, прежде чем будет достигнута цель моделирования.
От того, насколько правильно и полно выделены существенные признаки, зависит соответствие построенной модели заданной цели, то есть её адекватность цели моделирования. А вот адекватность модели объекту моделирования будет зависеть от того, как эти выделенные существенные признаки мы сможем выразить, в какой форме мы их отобразим. Понятие адекватности — одно из ключевых понятий моделирования и ему посвящен отдельный параграф этой главы.
Выбор формы представления выделенных признаков объекта моделирования — следующий этап процесса моделирования.
| Цель моделирования Существенные признаки Форма представления модели Модель | Определить площадь участка Форма участка - прямоугольник; размеры — длина (а) и ширина (Ь) Формула S = ab | Спланировать посадки на следующий год (с учетом требований севооборота и чередования культур)Месторасположение и размеры участков, отведённых под каждый из видов растений в этом году; агротехнические рекомендации по организации севооборота; перечень растений, урожай которых хотелось бы иметь в следующем годуПлан-чертеж посадок; таблица чередования растений; список названий растений и их количества | Объяснить, как добраться до участка из ближайшего города |
| Направление и расстояние от города; доступные виды транспорта; время в пути; ориентиры движения; Топографическая карта; расписание движения транспорта; словесное описание Расписание движения автобусов |
Попробуйте в следующем примере определить, все ли существенные (с точки зрения заданной цели) признаки выделены; нет ли среди перечисленных признаков несущественных; соответствует ли форма их отражения вашим представлениям.
Пример.
Объект моделирования — дачный участок ваших друзей или родственников.
Формами представления моделей могут быть: словесное описание, чертёж, таблица, формула, схема, алгоритм, компьютерная программа и т. п.
Как только форма представления выделенных существенных свойств и признаков выбрана, можно приступать к формализации, то есть приведению (сведению, представлению) информации, связанной с выделенными свойствами, к выбранной форме.
Процесс формализации, например, при построении математической модели или разработке сборочного чертежа изделия, имеет свои правила и этапы. Подчас это длительный и кропотливый процесс, требующий определённых знаний. В следующих параграфах вы познакомитесь с ним более подробно.
Результатом этапа формализации и будет информационная модель.
Но прежде, чем говорить об окончании процесса моделирования, построенную модель необходимо проверить на непротиворечивость и проанализировать, насколько она адекватна объекту и цели моделирования.
Пример.
Прочтите следующее шутливое описание ситуации: «Я ему как дам! Не успел подняться, он мне ещё раз. Я за ним! Оглядываюсь — догоняет. Ну, я через сугробы, через сугробы и в рожь...».
Не правда ли, сюжет большинства «крутых» боевиков построен по этой модели, хотя она полна противоречий.
Пример.
Вам, вероятно, известны слова песни «Подмосковные вечера»:
Речка движется и не движется,
Вся из лунного серебра.
Песня слышится и не слышится
На первый взгляд это описание природы полно противоречий. Почему же тогда песня любима многими вот уже несколько десятилетий?
На самом деле никаких противоречий здесь нет, поскольку слово «двигаться» используется в двух разных смыслах: физическое перемещение воды и восприятие этой воды определённым субъектом. То же относится и к слову «слышать». Поэтому противоречивость этой модели только кажущаяся.
Если построенная модель противоречива, то после выявления всех замеченных противоречий их необходимо устранить: исправить чертёж, изменить программу, уточнить формулу и так далее. И вновь проверить уточнённую модель на непротиворечивость.
Анализ полученной модели на адекватность отражения объекта моделирования и достижение цели моделирования — последний этап моделирования.
Похожие работы
... построения компьютерной модели o Построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования; o Построение компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД и пр.) 4 этап – компьютерный эксперимент o Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, её нужно запустить на выполнение ...
... к составлению математических моделей. Если математическая модель - это диагноз заболевания, то алгоритм - это метод лечения. Можно выделить следующие основные этапы операционного исследования: наблюдение явления и сбор исходных данных; постановка задачи; построение математической модели; расчет модели; тестирование модели и анализ выходных данных. Если полученные результаты не удовлетворяют ...
... qвос = 0,05 (в данном случае Gкр=0,3894), то гипотеза об однородности выборочных дисперсий отвечает результатам наблюдений. В данном случае воспроизводимость эксперимента выполняется. 2.4 Построение диаграммы рассеяния Вид диаграммы рассеяния приведен на рисунке 1. Рисунок 1 Рассчитанные значения вкладов и количество выделяющихся точек для соответствующих факторов приведены в ...
... , динамические и статические, простые и сложные, естественные и искусственные, с управлением и без управления, непрерывные и дискретные, детерминированные и стохастические, открытые и замкнутые. Основы системного анализа Деление систем на физические и абстрактные позволяет различать реальные системы (объекты, явления, процессы) и системы, являющиеся определенными отображениями (моделями) ре ...
0 комментариев