Термин «модель» в русском языке имеет множество значений. Согласно БЭС модель (лат. modulus – мера, образец) может означать:
– образец (эталон, стандарт) для массового изготовления какого-либо изделия (например, модель платья);
– тип, марку изделия или конструкцию (например, модель корабля, автомобиля);
– изделие, с которого снимается форма для воспроизведения в другом материале (например, лекала, шаблоны, плазы);
– устройство, воспроизводящее, имитирующее строение и действие какого-либо другого (моделируемого) устройства в научных, производственных (при испытаниях) или спортивных целях.
В широком смысле – любой образ, аналог (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертеж, график, план, карта и т. п.) какого-либо объекта, процесса или явления («оригинала» данной модели), используемый в качестве его «заместителя».
Моделирование – метод исследования, основанный на изучении объекта (оригинала) посредством объектов-заместителей, моделирующих их структуру и поведение, с последующим переносом полученных знаний с модели на оригинал.
Модель– объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.
Информационная модель – описание объекта моделирования, частично или полностью формализованное.
Формализация– замена реального объекта или процесса его формальным описанием на языке описания или представления информации:
– неформализованном (например, разговорный или рисунок);
– формализованном (например, научный или формула, схема);
– формальном (например, программирования или чертеж).
Поэтому и описание внешности литературного героя, и уравнение химической реакции, и блок-схему алгоритма вполне обоснованно следует рассматривать как информационные модели.
Цель построения модели – помочь пользователю понять проблему, подтвердить или опровергнуть гипотезу.
Цель моделирования возникает, когда субъект моделирования решает стоящую перед ним задачу, и зависит как от решаемой задачи, так и от субъекта моделирования.
Адекватность модели – если результаты моделирования подтверждаются и могут служить основой для прогнозирования процессов, протекающих в исследуемых объектах, то говорят, модель адекватна объекту.
Адекватность модели следует рассматривать только по определенным признакам, характеристикам, принятым в данном исследовании за основные.
Модель как средство осмысленияпомогает выявить взаимосвязи переменных, характер их изменения во времени, найти существующие закономерности. При составлении модели становится более понятной структура исследуемого объекта, вскрываются важные причинно-следственные связи. В процессе моделирования постепенно происходит разделение свойств исходного объекта на существенные и второстепенные, с точки зрения сформулированных требований к модели. Мы выделяем только те свойства исходного объекта, которые имеют непосредственное отношение к интересующей нас стороне его функционирования. Поэтому, понимаем, что исчерпывающе полной модель быть не может, она создается ради исследований, которые на реальном объекте проводить невозможно, опасно, дорого или неудобно.
Модель как средство прогнозирования позволяет предсказывать поведение объекта и управлять им в текущий момент времени и в будущем, испытывая различные варианты воздействия.
Модель как средство оптимизациипозволяет использовать построенные модели для нахождения оптимальных соотношений параметров, исследования особых (критических) режимов работы, выработки альтернативы решений в принятии оптимального управленческого решения.
Модель как средство обучения в качестве тренажера при подготовке персонала к последующей работе в реальной обстановке или в качестве исследуемого объекта в виртуальной лаборатории, позволяет имитировать объекты управления, помогает в выработке и оценке альтернативы для принятия обоснованного управленческого решения.
1.2 Классификация видов моделирования
Следующие определения, возможно, помогут уточнить представления о моделях различного вида. Условно модели разделяют на две группы: материальныеи идеальные, и соответственно, различают предметное и абстрактное моделирование.
Основными разновидностями предметного моделирования являются физическое (макетирование, при котором реальному объекту ставится его увеличенная или уменьшенная копия) и аналоговое (замена исходного объекта объектом другой физической природы, обладающий аналогичным поведением). Физическое и аналоговое моделирование в качестве основного способа исследования предполагают проведение натурного эксперимента с моделью, поэтому предметное моделирование также называют натурным.
Различают два типа идеального моделирования, использующего в качестве модели абстрактные образы воображаемых или реальных объектов – интуитивное и знаковое. Об интуитивном моделировании говорят, когда отсутствует сформулированная модель объекта или явления. Знаковое моделирование в качестве моделей использует знаки и символы: схемы, графики, тексты на различных языках, включая формальные, математические формулы и теории.
Модель в языкознании – абстрактное понятие эталона или образца какой-либо системы (фонологической, грамматической и т. п.), представление самых общих характеристик какого-либо языкового явления; общая схема описания системы языка или какой-либо его подсистемы.
Дескриптивная модель(от англ. descriptive – описательная) – словесное описание объекта, выраженное средствами того или иного языка.
В математике и логике под моделью какой-либо системы аксиом понимают любую совокупность (абстрактных) объектов, свойства которых и отношения между которыми удовлетворяют данным аксиомам, служащим тем самым совместным (неявным) определением такой совокупности.
Математическая модель– приближенное описание объекта, выраженное на языке математики в виде соотношений (формул, неравенств, уравнений, логических соотношений), определяющих характеристики состояния объекта в зависимости от его элементов, свойств, параметров, внешних воздействий.
Компьютерная модель – программная реализация математической или интерпретация информационной (абстрактной) модели с использованием информационных и коммуникационных технологий. Компьютерная модель интерпретируется не только человеком, но и техническим устройством – компьютером. Совокупность компьютера, моделирующей программы, дополнительных служебных программ (например, графических) определяют специальный вид моделей, сочетающие в себе и абстрактные, и физические черты, обладающие набором уникальных полезных свойств.
В ряде случаев компьютерная модель может использоваться вместо реального объекта. В полной мере мы наблюдаем это при создании различных тренажеров, виртуальных лабораторий, исследовании систем управления, в том числе социально-экономических. В последнем случае, компьютерная модель выступает как составная часть поддержки принятия управленческого решения. Именно в этом контексте в дальнейшем мы будем говорить о компьютерном моделировании.
Имитационная компьютерная модель– отдельная программа, 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.
Статическая модель отображает объект в какой-то момент времени без учета происходящих с ним изменений, как находящийся в состоянии покоя и равновесия. В этих моделях отсутствует временной фактор.
Динамическая модельописывает поведение объекта во времени. В частности, таковыми являются социально-экономические модели функционирования и развития.
Детерминированная модель отображает процессы, в которых отсутствуют случайные воздействия.
Вероятностная(стохастическая от греч. stochasis – догадка) модель– описание вероятностных процессов и событий, характер изменения которых во времени точно предсказать невозможно, отображает объект, поведение которого определяется случайными воздействиями (внешними и внутренними).
