Конечная цель моделирования — принятие решения, которое должно быть выработано на основе всестороннего анализа полученных результатов. Этот этап решающий — либо вы продолжаете исследование, либо заканчиваете. Возможно, вам известен ожидаемый результат, тогда необходимо сравнить полученный и ожидаемый результаты. В случае совпадения вы сможете принять решение. На рис. 2.5 видно, что этап анализа результатов не может существовать автономно. Полученные выводы часто способствуют проведению дополнительной серии экспериментов, а подчас и изменению модели.
Основой для выработки решения служат результаты тестирования и экспериментов. Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, допущены ошибки на предыдущих этапах. Это может быть слишком упрощенное построение информационной модели, либо неудачный выбор метода или среды моделирования, либо нарушение технологических приемов при построении модели. Если такие ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, т. е. возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.
Главное, надо всегда помнить: выявленная ошибка — тоже результат. Как говорит народная мудрость, на ошибках учатся. Об этом писал и великий русский поэт А. С. Пушкин:
О сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.
1. Что является отправным и конечным пунктами моделирования?
2. Назовите два основных типа постановки задач моделирования.
3. Какие могут быть цели моделирования?
4. Что такое анализ объекта?
5. Приведите примеры объектов с равноправными взаимосвязями.
6. Приведите примеры объектов с подчиненными связями.
7. Какую информацию можно собрать об объекте «пара обуви»? Какая информация нужна, чтобы дать ответ, поместится ли эта пара в коробку с заданными размерами?
8. Что нужно знать о подростке, чтобы дать ему рекомендацию о выборе профессии?
10. Чем мы руководствуемся, когда выбираем инструмент для компьютерного моделирования?
11. Что такое компьютерная модель?
12. Что такое компьютерный эксперимент?
13. Что такое тестирование модели?
14. В чем заключается анализ результатов моделирования?
15. С чем связаны ошибки моделирования, и что надо делать, когда ошибка обнаружена?
Современная наука использует различные приемы при изучении явлений внешнего мира, которые зависят от характера решаемых задач.
Объект – некоторая часть окружающего мира, рассматриваемого человеком как единое целое.
Если объект изучения достаточно прост и доступен наблюдению с помощью наших органов чувств и приборов, то используют подходы, носящие название приемов прямого наблюдения. Однако это часто бывает невозможно. Причиной ненаблюдаемости могут быть, например, микро- или макро-размерность оригинала (физика, астрономия), его сложность и интегральность, которая нарушается в ходе прямого наблюдения (функционирование мозга человека при переработке речевой информации) и др. В таких случаях необходимо обратиться к косвенным методам изучения объекта. Основным среди них является метод моделирования, при реализации которого мы наблюдаем не сам объект, а его аналог, т.е. модель.
Моделью называется некий объект-заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем имеющий существенные преимущества (наглядность, обозримость, доступность испытаний, легкость оперирования и т.д.).
Т.о., моделирование - это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.
Современной науке известно несколько типов моделирования:
1) предметное моделирование, при котором исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта-оригинала;
2) знаковое моделирование, при котором в качестве моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование, производимое средствами математики и логики;
3) мысленное моделирование, при котором вместо знаковых моделей используются мысленно-наглядные представления этих знаков и операций с ними.
В последнее время широкое распространение получил модельный эксперимент с использованием компьютеров, которые являются одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющими оригинал. В таком случае в качестве модели выступает алгоритм (программа) функционирования объекта.
Типы моделей (по форме представления)
1. предметные (материальные) модели воспроизводят геометрические, физические и др. свойства объектов в материальной форме. Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические и химические опыты
2.абстрактные (нематериальные)– не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация. Это теоретический метод познания окружающей среды. По признаку реализации они бывают: мысленные и вербальные; информационные.
2.1 Мысленныемодели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа. Это модель сопутствует сознательной деятельности человека. Вербальные– мысленные модели выраженные в разговорной форме. Используется для передачи мыслей.
2.2Информационные модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойств этого объекта.
Формализация - процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков. Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (например, математические и логические информационные модели). В процессе исследования формальных моделей часто проводится их визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы: пространственных соотношений между объектами - чертежи, моделей электрических цепей - электрические схемы, логических моделей устройств - логические схемы и т. д. Часто используется анимация.
Система является совокупностью взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы. Каждый объект состоит из других объектов, то есть представляет собой систему. Важным признаком системы является её целостное функционирование. Состояние системы характеризуется её структурой, то есть составом и свойствами элементов, их отношениями и связями между собой. Состояние систем изменяется во времени, то есть происходят процессы изменения и развития систем.
