1.4. Функции моделей.

Идея представления некоторого объекта, системы или понятия при помощи модели носит столь общий характер, что бы дать полную классификацию всех функций модели затруднительно. Эльмаграби [q] различает по крайней мере пять узаконенных и ставших привычными случаями применения моделей в качестве:

- средства осмысления действительности;

- средства общения;

- средства обучения и тренажа;

- инструмента прогнозирования;

- средства постановки экспериментов.

...Модели могут помочь этим упорядочить наши нечеткие или противоречивые понятия и несообразности.

...Уже сама попытка представить наши словесные формулировки и мысли в какой-то иной форме часто выявляет противоречия и не явности. Правильно построенная модель вынуждает нас организовать наши замыслы, оценить и проверить их обоснованность.

...Преимущество модели перед словесными описаниями- в сжатости и точности представления заданной ситуации. Модель делает более понятной общую структуру исследуемого объекта и вскрывает важные причинно- следственные связи...

Вероятно, одним из наиболее важных применений моделей и в практическом, и в историческом аспектах является прогнозирование поведения моделируемых объектов...

...применение моделей позволяет проводить контролируемые эксперименты в ситуациях, где экспериментирование на реальных объектах было бы практически невозможным или экономически нецелесообразным. ...При экспериментирование с моделью сложной системы мы часто можем больше узнать о её внутренних взаимодействующих факторах, чем могли бы узнать, манипулируя с реальной системой; это становится возможным благодаря изменяемости структурных элементов модели, благодаря тому, что мы можем контролировать её поведение, легко изменять их параметры и т.п.

Мы можем резюмировать сказанное выше, что все эти применения моделей образуют дихотомию. Иными словами, модель может служить для достижения одной их двух основных целей: либо описательной, если модель служит для объяснения и(или) лучшего понимания объекта, либо предписывающей, когда модель позволяет предсказать и(или) воспроизвести характеристики объекта, определяющие его поведение. Модель предписывающего типа обычно является и описательной, но не наоборот. Это означает, что предписывающая модель почти всегда является описательной по отношению и моделируемому объекту, но описательная модель не всегда получена для целей планирования и проектирования.

1.5. Классификация моделей.

Модели вообще и имитационные модели в частности можно классифицировать различными способами. К сожалению, ни одна из них не является полностью удовлетворительным, хотя каждый служит определенной цели.

Укажем некоторые типовые группы моделей, которые могут быть положены в основу системы классификации:

• статические (например, поперечный размер объекта) и динамические (временные ряды);

• детерминистские и стохастические;

• дискретные и непрерывные;

• натурные, аналоговые, символические;

… удобно представлять себе имитационные модели в виде непрерывного спектра, простирающего от точных моделей или макетов реальных объектов до совершенно абстрактных математических моделей (рис. 1.1.)

Модели, находящиеся в начале спектра, часто называют физическими или натурными, потому что они внешне напоминают изучаемую систему. … Отличительной особенностью физической модели является то, что она в некотором смысле “выглядит” подобно моделируемому объекту.

Аналоговыми моделями являются модели, в которых свойство реального объекта представляется некоторым другим свойством аналогичного по поведению объекта. Задачи иногда решают путем замены одного свойства другим, после чего полученные результаты надо истолковывать применительно к исходным свойствам объекта. …

График представляет собой аналоговую модель. Для некоторых относительно простых случаев график может служить средством решения поставленной задачи.

… Иногда графики используются совместно с математическими моделями, причем одна из этих моделей дает исходную информацию для другой.

Отличается от графиков модели, которые представляют собой различного рода схемы, также являются полезными аналоговыми моделями...

По мере продвижения по спектру моделей мы достигаем тех из них, где во взаимодействие вступают люди и машинные компоненты. Такое моделирование часто называют играми (управленческими, военными, планировочными).

… в там называемых управленческих (деловых) играх человек взаимодействует с информацией, поступающей с выхода вычислительной машины (которая моделирует все другие свойства системы), и принимает решение на основе полученной информации. решение человека затем снова вводятся в машину в качестве входной информации, которая используется системой. Продолжая этот процесс дальше, мы приходим к полностью машинному моделированию, которое обычно и понимается под термином «моделирование». Вычислительная машина может быть компонентом всех имитационных моделей рассмотренной части спектра, хотя это и не обязательно.

К символическим, или математическим, моделям относятся ОС, в которых для представления процесса или системы используются символы, а не физические устройства. Обычным примером представления систем в этом случае можно считать системы дифференциальных уравнений. Поскольку последние представляют собой наиболее абстрактные и, следовательно, наиболее общие модели, математические модели находят широкое применение в системных исследованиях. Однако применение математических моделей таит в себе весьма реальные опасности и ловушки. Символическая модель является всегда абстрактной идеализацией задачи, и, если хотят, что бы эта модель позволяла решить задачу, необходимы некоторые упрощающие предположения. Поэтому особое внимание должно быть обращено на то, что бы модель служила действительным представлением данной задачи. …

При моделировании сложной системы исследователь обычно вынужден использовать совокупность нескольких моделей из числа разновидностей, упомянутых выше.

Любая система или подсистема может быть представлена различными способами, которые значительно отличаются друг от друга по сложности и детализации. В большинстве случаев в результате системных исследований появляются несколько различных моделей одной и той же системы. Но обычно по мере того, как исследователь глубже анализирует и лучше понимает проблему, простые модели заменяются более сложными.