8. Компьютерная модель. Абстрактные модели и их классификация. Вербальные модели. Информационные модели.

В настоящее время под компьютерной моделью чаще всего понимают:

• условный образ объекта или некоторой системы объектов (или процессов), описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, блок-схем, диаграмм, графиков, рисунков, анимационных фрагментов, гипертекстов и т. д. и отображающий структуру и взаимосвязи между элементами объекта. Комп-е модели такого вида мы будем называть структурно-функциональными;

• отдельную программу, совокупность программ, программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов, воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта, системы объектов при условии воздействия на объект различных, как правило, случайных факторов. Такие модели мы будем далее называть имитационными моделями.

Компьютерное моделирование - метод решения задачи анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели.

Суть компьютерного моделирования заключена в получении количественных и качественных результатов по имеющейся модели. Качественные выводы, получаемые по результатам анализа, позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства сложной системы: ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и др. Количественные выводы в основном носят характер прогноза некоторых будущих или объяснения прошлых значений переменных, характеризирующих систему. Компьютерное модел-ние для рождения новой информации использует любую информацию, которую можно актуализировать с помощью ЭВМ. Разновидностью компьютерного модел-ния является вычислительный эксперимент.

Предметом компьютерного модел-ния могут быть: экономическая деятельность фирмы или банка, промышленное предприятие, информационно-вычислительная сеть. Наиболее часто модел-ние является, как уже отмечалось ранее, центральной процедурой системного анализа.

Различают следующие виды абстрактных моделей:

1) традиционное математическое модел-ние (прежде всего для теоретической физики, а также механики, химии, биологии, ряда других наук) без какой-либо привязки к техническим средствам информатики;

2) инф-ионные модели и модел-ние, имеющие приложения в информационных системах;

3) вербальные (т.е. словесные, текстовые) языковые модели;

4) инф-ионные (компьютерные) технологии, которые включают:

а) инструм-ое использование базовых универсальных программных средств (текстовых редакторов, СУБД, табличных процессоров, телекоммуникационных пакетов);

б) компьютерное модел-ние, представляющее собой: (-вычисл-ое (имитационное) модел-ние; -визуализацию явлений и процессов (графическое модел-ние); -высокие технологии, понимаемые как специализированные прикладные технологии, использующие компьютер (как правило, в режиме реального времени) в сочетании с измерительной аппаратурой, датчиками, сенсорами и т.д.)

Укрупненная классификация абстрактных (идеальных) моделей такова:

1. Вербальные (текстовые) модели. Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности (например, милицейский протокол, правила дорожного движения).

2. Математические модели. Очень широкий класс знаковых моделей (основанных на формальных языках над конечными алфавитами), широко использующих те или иные математические методы. Например, математическая модель звезды будет представлять собой сложную систему уравне­ний, описывающих физические процессы, происходящие в недрах звезды. Другой пример - математические соотно­шения, позволяющие рассчитать оптимальный (наилучший с экономической точки зрения) план работы какого-либо предприятия.

3. Инф-ионные модели. Класс знаковых моделей, описывающих инф-ионные процессы (возникновение, передачу, преобразование и использование инф-ии) в сист-ах самой разнообразной природы. Это модель, в которой изучаемое явление или объект представлены в виде процессов передачи и обработки инф-ии, а параметры самой модели и ее составляющих представлены в числовой, текстовой или иной сигнальной форме. Преимущества – полнота, наглядность, удобство использования.

Граница между вербальными, математическими и информационными моделями может быть проведена весьма условно.

Инф-ионные модели можно считать подклассом математических моделей. Однако в рамках информатики как самостоятельной науки выделение инф-ионных моделей в отдельный класс является целесообразным.

Существуют и иные подходы к классификации абстрактных моделей. В частности, есть тенденция резкого расширения содержания понятия «инф-ионная модель», при котором инф-ионное модел-ние включает в себя и вербальные, и математические модели.

Компьютерное математическое модел-ние технологически связано с информатикой, т.к. компьютеры и соответствующие технологии обработки инф-ии используются физиками, инженерами, экономистами, экологами, проектировщиками ЭВМ и т.д. Вербальные модели не имеют явно выраженной привязки к информатике.