МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

Основные понятия и этапы моделирования систем

Моделирование является неотъемлемым этапом синтеза систем[1]. Процесс познания любой системы неразрывно связан с ее моделированием, т.е. с приближенным представлением системы или в нашем сознании, или в форме математических формул, знаков, графических изображений, или в виде других материальных систем. Моделирование предполагает наличие трех систем:

  • 1) моделируемой (объект исследования);
  • 2) моделирующей (исследователь);
  • 3) непосредственно модели.

Моделирующая система, как правило, включает человека-исследова- теля, познающего объект исследования и создающего в соответствии с этим его модели.

Моделью системы (объекта, процесса, явления) называется другая материальная или абстрактная система (объект, процесс, явление), конструируемая исследователем и имеющая сходство с моделируемой системой (объектом, процессом, явлением) по некоторым свойствам, существенным для поставленной цели исследования, и служащая средством познания моделируемой системы (объекта, процесса, явления).

Исходя из приведенного определения можно дать формулировку понятию «математическая модель». Математической моделью системы (объекта, процесса, явления) называется совокупность математических соотношений, описывающих исследуемые закономерности, присущие моделируемой системе (объекту, процессу, явлению), определяемые целью исследования, служащая средством познания моделируемой системы (объекта, процесса, явления).

Используются и другие определения модели, но в любом случае подчеркивается, что изучается не сама система-оригинал, а некоторая другая естественная или искусственная система, обладающая следующими свойствами:

  • • соответствует исследуемой системе;
  • • способна замещать исследуемую систему в некоторых интересующих исследователя отношениях;
  • • обеспечивает получение информации о моделируемой системе.

Каждая система может иметь значительное число моделей, вид которых

определяется целями исследования, а также требуемой глубиной и точностью познания моделируемой системы.

Моделирование — это теоретическое или практическое исследование систем (объектов, процессов, явлений) путем построения и изучения их моделей с целью определения или уточнения характеристик и рациональных способов построения вновь конструируемых или совершенствуемых систем (объектов, процессов, явлений). Процесс моделирования, как правило, включает следующие этапы:

  • • осмысление вновь создаваемой или совершенствуемой системы с целью получения некоторых знаний о ней;
  • • описание системы, ее структурных и функциональных элементов, их свойств и состояний, а также связей, отношений, взаимодействий между элементами системы на естественном языке (так называемое вербальное описание);
  • • описание системы и вышеперечисленных характеристик с помощью математических отношений, специальных символов и знаков с целью обеспечения более компактного, глубокого и эффективного исследования системы;
  • • конструирование естественных или искусственных материальных систем, аналогичных моделируемой системе по изучаемым свойствам.

Данные этапы взаимосвязаны и образуют циклическую последовательность, приводящую в итоге к познанию системы на достаточном для исследователя уровне. Словесному описанию всегда предшествует осмысливание системы в человеческом сознании. После словесного описания при необходимости следует этап формализации системы с помощью специальных знаков и математических символов. Затем на основании исследования полученных словесных описаний и математических зависимостей вновь повторяется этап отражения системы в человеческом сознании, но глубже и более конкретно. После этого математические зависимости при необходимости корректируются и т.д. Этап создания материальных систем, аналогичных по свойствам исследуемой, может следовать сразу же после первого этапа, когда исследователь создает системы без их предварительного описания в виде слов и знаков. На этом этапе также могут выполняться исследования, которые приводят к уточнению мысленных, описательных и знаковых представлений о системе. Причем по отношении к моделям исследователь является экспериментатором, только эксперимент проводится не с объектом, а с моделью.

  • [1] См. подробнее: Братищенко В. В. Проектирование информационных систем. Иркутск :Изд-во БГУЭИ, 2004; Зубенко Ю.Д. Оптимизация решений производственных задач. М. :Статистика, 1977; Квейд Э. Анализ сложных систем; Орлик С. Модели жизненного цикла;Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ; Саркисян С. Л., Ахундов В. М., Минаев Э. С. Анализ и прогноз развития больших технических систем. М.: Наука,1983.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >