Моделирование - это замещение одного объекта (оригинала) другим (моделью) и фиксация и изучение свойств модели. Замещение производится с целью упрощения, удешевления, ускорения изучения свойств оригинала.
Модель (лат. modulus — мера) — это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.
В общем случае объектом-оригиналом может быть естественная или искусственная, реальная или воображаемая система. Она имеет множество параметров S0 и характеризуется определёнными свойствами. Количественной мерой свойств системы служит множество характеристик Y0, система проявляет свои свойства под влиянием внешних воздействий Х.
Множество параметров S и их значений отражает её внутреннее содержание - структуру и принципы функционирования. Характеристики S - это в основном её внешние признаки, которые важны при взаимодействии с другими S.
Характеристики S находятся в функциональной зависимости от её параметров. Каждая характеристика системы y0ÌY0 определяется в основном ограниченным числом параметров {S0k}ÌS0. Остальные параметры не влияют на значение данной характеристики S. Исследователя интересуют, как правило, только некоторые характеристики S: {y}ÌY0 при конкретных воздействиях на систему {xmn}ÌX.
Модель — это тоже система со своими множествами параметров Sm и характеристик Ym. Оригинал и модель сходны по одним параметрам и различны по другим. Замещение одного объекта другим правомерны если интересующие исследователя характеристики оригинала и модели определяются однотипными подмножествами параметров и связаны одинаковыми зависимостями с этими параметрами:
yok=f({Soi},{xon},T);
ymn=f({Smi},{xmn},Tm)
где ymn - к-ая характеристика модели, ymnÌYm; xmn - внешнее воздействие на модель, xmnÌX;
Tm - модельное время.
При этом soi=Y(Smi); xonw(xmn), T=mTm (где m - масштабный коэффициент) на всём интервале [0-Tm] или в отдельные периоды времени. Тогда с некоторым приближением можно сделать вывод о том, что характеристики Ор, связаны с характеристиками М зависимостями yok=j(ymk). Множество характеристик модели Ymk={ymk} является отображением множества интересующих характеристик оригинала yok={ yok}, т.е. j: Yok®ymk, т.е. j: Yok®Ymk.
При исследовании сложных естественных S, у которых известны Yok, но мало изучен состав элементов и принципы их взаимодействия с помощью моделирования может решаться обратная задача. Строят предположительную модель, определяющая её характеристики Ymk при эквивалентных внешних воздействиях {xmn} (w: {xon}® {xmn}) и, если оказывается, что имеет место отображение j: Yok ® Ymk с некоторой известной функцией j, то считается, что система-оригинал имеет такие же параметры.
Моделирование целесообразно, когда у модели отсутствуют те признаки оригинала, которые препятствуют его исследованию.
Теория моделирования — взаимосвязанная совокупность положений, определений, методов и средств создания моделей. Сами модели являются предметом теории моделирования.
Теория моделирования является основной составляющей общей теории систем - системологии, где в качестве главного принципа постулируются осуществимые модели: система представима конечным множеством моделей, каждая из которых отражает определённую грань её сущности.
Компьютерная модель – это программная реализация математической модели, дополненная различными служебными программами (например, рисующими и изменяющими графические образы во времени). Компьютерная модель имеет две составляющие – программную и аппаратную. Программная составляющая так же является абстрактной знаковой моделью. Это лишь другая форма абстрактной модели, которая, однако, может интерпретироваться не только математиками и программистами, но и техническим устройством – процессором компьютера.
Таким образом, моделирование может быть определено как представление объекта моделью для получения информации об этом объекте путем проведения экспериментов с его моделью. Теория замещения одних объектов (оригиналов) другими объектами (моделями) и исследования свойств объектов на их моделях называется теорией моделирования.
Теория моделирования — взаимосвязанная совокупность положений, определений, методов и средств создания моделей. Сами модели являются предметом теории моделирования.
Теория моделирования является основной составляющей общей теории систем - системологии, где в качестве главного принципа постулируются осуществимые модели: система представима конечным множеством моделей, каждая из которых отражает определённую грань её сущности.
