Загальні проблеми моделювання

З безлічі визначень поняття моделі мені видається найбільш прийнятним таке: “Модель – це об’єкт-заступник об’єкта-оригіналу, призначений для вивчення деяких властивостей оригіналу”. З цього визначення випливають важливі висновки:

– Модель не тотожна оригіналу. Це інший об’єкт;

– Модель має чітку цільову функцію. Це пізнавальна функція;

– За допомогою моделі пізнати всі властивості об’єкта оригіналу неможливо.

Моделювання – побудова моделі – є творчим процесом. Як і всяка творчість, воно вимагає таланту. Навчити моделюванню неможливо. Можна лише навчати йому, сформулювавши систему правил і вимог до “кінцевого” продукту. Одним з важливих критеріїв якості будь-якої моделі, крім адекватності, є її витонченість.

Людина може закінчити консерваторію, але не стати ні композитором, ні виконавцем. Але він буде грамотним музикознавцем.

Людина може закінчити літературний інститут, але не стати ні письменником, ні поетом. Але він буде грамотним літературознавцем.

Всі численні різновиди моделей ділять на дві великі групи: речові і абстрактні моделі.

Речові моделі – це предмети. Від іграшок, за допомогою яких дитина в якійсь мірі пізнає реальний світ, до моделей споруджуваних авіаносців, мостів, міст.

Як за допомогою найдорожчою ляльки Барбі (а також анатомічних муляжів) неможливо повністю пізнати сутність людського організму, так і за допомогою моделі підводного човна можна лише почасти прогнозувати реальні властивості готового об’єкта.

До речовим моделей належать і такі твори мистецтва, як скульптури та живописні полотна.

Абстрактні моделі, в свою чергу, поділяють на дві основні групи: змістовні – описові, в тому числі лінгвістичні (дескриптивні), і формальні, в тому числі математичні (нормативні). У побуті поняття “формальні” і “математичні” розглядають як синоніми.

До змістовним моделям слід віднести не тільки словесні і текстові описи, але й музику.

До формальних моделей належать математичні описи об’єктів і відбуваються з ними процесів, хімічні формули, нотні записи та ін.

Формальні та змістовні моделі описують одне і те ж на різних мовах. Кожен з них володіє своїми специфічними перевагами і недоліками.

Дескриптивні моделі мають великий змістовний якісний потенціал. Формальні моделі дозволяють найбільш точно відобразити кількісні характеристики об’єкта-оригіналу.

Старий суперечка між фізиками і ліриками (“хто головніший?”) Не має ніякого сенсу. Залежно від цілей опису (моделювання) використовується або один, або інший підхід. І давнє твердження: “У кожній науці стільки науки, скільки в ній математики”, – також не має жодних підстав.

Вище наведено посилання на Р. Акоффа і Ф. Емері. Що якщо закохані стануть пояснюватися такою мовою: “Ти для мене краще будь-який інший (будь-якого іншого)?”

Традиційний комп’ютер працює з числом: імпульс, пауза = 1,0. Інакше він не сприймає сигнали. І для того щоб безперервні (аналогові) сигнали були ним вжиті, використовується аналогово-цифровий перетворювач (АЦП). Для зворотного процедури – виведення з комп’ютера дискретного (цифрового) сигналу в аналоговій формі – використовується цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП).

Можна сказати, що таким способом саме комп’ютер встановлює паритет між “фізиками” і “ліриками”.

Існують і аналогові комп’ютери і цифро-аналогові обчислювальні комплекси, але вони використовуються для вирішення спеціальних завдань.

Таким чином, для розробки будь-яких комп’ютерних інформаційних систем вихідні моделі повинні бути відповідно формалізовані. Добре це чи погано – інше питання, але така сьогоднішня необхідність.

Перш ніж перейти до розгляду типів моделей, необхідно зауважити, що всі вони – і речові, і абстрактні – діляться на структурні, функціональні та структурно-функціональні.

Речовій структурною моделлю можна назвати, наприклад, скульптуру, а абстрактної структурної – креслення якого-небудь виробу.

Речовій функціональною моделлю для вивчення деяких властивостей електричного струму можна вважати, наприклад, лампочку (включено – виключено), а абстрактної функціональної його моделлю – математичний опис закону Ома.

Речова структурно-функціональна модель автомобіля – заводний дитячий вантажівка, а абстрактна структурно-функціональна його модель – креслення, забезпечений рівняннями взаємодії окремих частин.

Існує безліч різних способів формального моделювання. Розглянемо їх основні типи.

Посилання на основну публікацію