3. Понятие модели и моделирования

Модель — это упрощенное подобие объекта, которое воспроизводит интересующие нас свойства и характеристики объекта-оригинала или объекта проектирования.

Примеры. Моделью Земли служит глобус, а звездного неба — экран планетария. Чучело животного есть его модель, а фотография на паспорте или любой перечень паспортных данных – модель владельца паспорта.

Моделирование связано с выяснением или воспроизведением свойств какого-либо реального или создаваемого объекта, процесса или явления с помощью другого объекта, процесса или явления. Моделирование — это построение, изучение и применение моделей реально существующих или проектируемых объектов. Причины, по которым мы прибегаем к использованию моделей вместо прямого взаимодействия с реальным миром:

1) сложность реальных объектов. Число факторов, которые относятся к решаемой проблеме, выходит за пределы человеческих возможностей. Поэтому одним из выходов является упрощение ситуации с помощью моделей, в результате чего уменьшается кол-во факторов до уровня восприимчивости специалиста.

2) необходимость проведения экспериментов. На практике встречается много ситуаций, когда экспериментальное исследование объектов ограничено высокой стоимостью или вовсе невозможно.

3) необходимость прогнозирования.

Среди других причин можно назвать следующие:

• исследуемый объект либо очень велик (модель Солнечной системы), либо очень мал (модель атома);

• процесс протекает очень быстро (модель двигателя внутреннего сгорания) или очень медленно (геологические модели);

• исследование объекта может привести к его разрушению (модель самолета, автомобиля).

Цели моделирования

Решаются 2 задачи — экспертная и конструктивная.

В экспертной задаче на основании имеющейся информации описывается прошлое, настоящее и предсказывается будущее. Суть конструктивной задачи заключается в том, чтобы создать нечто с заданными свойствами. Для решения экспертных задач применяют так называемые описательные модели, а для решения конструктивных — нормативные.

Описательные модели предназначены для описания свойств или поведения реальных объектов.

Примеры. План города, отчет о деятельности фирмы, психологическая характеристика личности.

Можно назвать цели описательного моделирования в зависимости от решаемых задач: изучение объекта — наиболее полно и точно отразить свойства объекта; управление — наиболее точно отразить свойства объекта в рабочем диапазоне изменения его параметров; прогнозирование — построить модель, способную наиболее точно прогнозировать поведение объекта в будущем; обучение – отразить в модели изучаемые свойства объекта. Построение описательной модели : объект-наблюдение –кодирование-фиксация-модель.

Нормативные модели (прагматические) предназначены для указания целей деятельности и определенного порядка (алгоритма) действий для их достижения. Цель — образ желаемого будущего, т. е. модель состояния, на реализацию которого и направлена деятельность. Алгоритм — образ (модель) будущей деятельности. При нормативном моделировании обычно не используют слово «модель» — чаще говорят «проект», «план».