Моделирование- это изучение реальной системы (оригинала) путем замещения его новым объектом (моделью), имеющим с ней определенные объектные соответствия и позволяющим прогнозировать ее функциональные особенности.
Процесс моделирования включает несколько этапов:
1 этап.Постановка задачи и определение свойств реального объекта, подлежащих исследованию.
2 этап.Констатация затруднительности или невозможности исследования реального объекта.
3 этап. Выбор модели, хорошо фиксирующей основные свойства объекта с одной стороны и легко поддающейся исследованию с другой. Модель должна отражать основные свойства объекта и не должна быть громоздкой.
4 этап.Исследование модели в соответствии с поставленной целью (проведение экспериментов).
5 этап. Проверка адекватности объекта и модели. Если нет соответствия, то необходимо повторить первые четыре этапа .
6 этап.Окончательный выбор модели.
Таким образом, моделирование состоит в выявлении основных свойств исследуемого процесса, построении моделей и их применении для прогнозирования поведения натуры. Критерием правильности моделирования является практика.
При машинном моделировании на ЭВМ динамические характеристики, интересующие исследователя, легко и быстро воспроизводятся на устройствах отображения (осциллограф или дисплей). Этот вид моделирования можно представить как проведение определенного рода опытов средствами вычислительной техники.
Поэтому термин моделирование отражает и интерактивную форму связи человека с вычислительной машиной.
сравнение конечного числа стратегий решения индивидуальной проблемы, т.е. ответ на вопросы: что будет, если...?;
идентификация моделируемой системы;
оптимизация модели. Выбор целевых функций;
применение моделирования для обучения и тренировки.
Таблица 1
Задачи, решаемые при машинном моделировании
Задачи
Уравнение
Параметр
Воздействие
Реакция
Анализ - прямая
+
+
+
?
Анализ - обратная
+
+
?
+
Синтез - обратная
+
?
+
+
Индуктивная
?
?
+
+
Оригинал - объект, определенные свойства которого подлежат изучению методом моделирования. Здесь необходимо обострить внимание на том, что все практические исследования имеют определенную направленность, при этом изучаются определенные свойства объекта, поэтому модель копирует оригинал не полностью, а частично с необходимой для проведения для исследования точностью.
Поэтому при создании модели следует выделять существенные и не существенные свойства, которые требуется моделировать, например, при исследовании движения маятника, образованного тяжелым грузом, подвешенным на конце нити, существенным является то, что колебания маятника носят регулярный характер, а несущественным обстоятельство - то, что нить белая, а груз черный.
Оригиналом может быть как реально существующие, так и проектируемые объекты (системы, подсистемы, элементы, а также явления и процессы, происходящие в них).
Оригинал - замещаемый (моделируемый) объект.
Модель - это вспомогательный объект позволяющий отображать, оценивать, рассчитывать и замещать оригинал.
В общем случае модель - это явление, техническое устройство, знаковое образование, которые находятся в определенном соответствии с изучаемым объектом - оригиналом и способны замещать оригинал в процессе исследования, давая о нем необходимую информацию.
Модель всегда проще натуры, т.е. точных моделей натуры принципиально быть не может.
Модель - это заместитель оригинала, позволяющий изучить или фиксировать некоторые свойства оригинала.
Система– целенаправленное множество взаимосвязанных объектов любой природы, совокупность компонентов, которая рассматривается, как единое целое и организована для решения определенных функциональных задач.
Подсистемы - относительно самостоятельные части системы, функционально связанные между собой.
Элемент - компонент системы, принимаемый в данной постановке задачи как неделимый на более мелкие составляющие.
Явление - совокупность процессов, сопутствующих работе системы и проявляющихся в виде изменений состояний или режимов этой системы.
Режим- состояние системы, определяющееся множеством различных процессов и зависящее от собственных параметров системы и параметров возмущающих воздействий. Режим бывает переходным и установившимся.
Процесс - закономерное последовательное изменение относительно самостоятельной группы параметров режима, называемой параметрами процесса.
Внешняя среда – множество существующих вне объекта элементов, оказывающих влияние на исследуемый объект.
Существуют классический и системныйподходы к решению задач моделирования.
