Моделирование функциональных и вычислительных задач. Четыре основных вида задач моделирования

Моделирование

• Цель:
• познакомиться с основными
• понятиями в области моделирования
• Задачи:
• Понятие “модель”. Натуральные и абстрактные модели
• Виды моделирования.
• Системный анализ и моделирование.
• Структура моделей.

1

Моделирование функциональных и вычислительных задач

Все эти задачи можно разделить на два класса: вычислительные и функциональные.

Вычислительные задачи служат для точного расчета каких-либо величин.

Функциональные задачи направлены на создание некоторых аппаратов или систем, предназначенных для выполнения определенных действий.

2

Понятие “модель”

Существуют четыре основных вида задач моделирования

• В первом виде задач с практическим содержанием известны математические формулы и физические законы.
• Задачи второго вида не имеют точного метода решения или он достаточно громоздок
• Задачи третьего вида включают в себя актуализацию знаний
• Для задач четвертого вида характерно информационное моделирование, включающее усложнение алгоритмов функционирования модели

3

Понятие “модель”

При решении задачи от реального объекта исследования переходят к его модели.

Исследуемый объект, по отношению к которому изготавливается модель, называется оригиналом, образцом, прототипом.

4

Понятие “модель”

Моделирование представляет собой процесс замещения объекта исследования некоторой его моделью и проведение исследований на модели с целью получения необходимой информации об объекте.

Моделирование широко применяется во многих отраслях науки и техники

5

Компьютер в приборостроении

Модель (от лат. modulus – мера, образец, норма) – материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе использования замещает объект-оригинал, сохраняя важные для данного исследования характерные свойства этого оригинала, которые можно в определенных целях использовать для получения информации об исходном объекте.

6

Компьютер в приборостроении

Модель - это физический или абстрактный образ моделируемого объекта, удобный для проведения исследований и позволяющий адекватно отображать интересующие исследователя физические свойства и характеристики объекта.

7

Зачем нужно моделирование?

1. Удобство проведения исследований (легкость и доступность получения информации, сокращение сроков и уменьшение материальных затрат на исследования и т.д.);
2. Большое количество разнообразных факторов, влияющих на процесс;
3. Большим количеством внутренних связей между факторами и их сложным взаимным влиянием на процесс;
4. Развитие различных направлений процесса, конкурирующих между собой и определяющих его ход;
5. Воздействие на процесс большого числа неконтролируемых и неуправляемых факторов, играющих роль возмущений.

8

Зачем нужно моделирование?

С помощью процесса моделирования можно вырабатывать понимание устройства и поведения объекта, прогнозировать характеристики и состояние объекта, выбирать воздействия, которые позволят достичь поставленных целей.

9

Классификация и формы представления моделей

• Модели классифицируют по следующим признакам:
• По области использования
• По наличию воздействий
• По отношению ко времени
• По возможности реализации
• По сфере применения

10

11

Классификация и формы представления моделей

Познавательные и прагматические модели Познавательная модель – это форма организации и представления уже имеющихся с новыми. При установлении расхождения между моделью и реальностью это рассуждение устраняется путем изменения модели (модель «подгоняется» под реальность). Прагматическая модель – это средство управления, средство организации практических действий, способ представления образцово правильных действий или их результата.

12

Знаковые модели и сигналы

Сигналы – это специфические модели условного подобия, применяемые  в технических устройствах без участия человека. Сигналы как модель составляет предмет теории связи, теории информации, теории управления и др. Модели условного подобия в науках, изучающих создание и использование этих моделей самим человеком имеют свою особенность и называется знаками.

13

Знаковые модели и сигналы

Наука о знаках – семиотика изучает знаки системно, т.е. как входящие в знаковые системы с 3-мя основными группами отношений: - синтаксис (греч. «построение, порядок») – отношения между разными знаками, позволяющие отличать их и строить из них знаковые конструкции все более высокой сложности; - семантика – (греч. «обозначение») – отношение между знаками и тем, что они обозначают (вложенный, изначальный смысл знаков); - прагматика – (греч. «дело, действие») – отношения между знаками и теми, кто их использует в своей деятельности (понятый смысл знаков). По сути дела языкознание, криптография, графология, техническое черчение, информатика последуют модели условного подобия.

14

Условия реализации модельных свойств

Условие согласованности с культурной средой (ингерентность , inherent