Моделирование систем: Учебное пособие (Структуры функциональных математических моделей систем. Общие вопросы математического моделирования систем)

Страницы работы

44 страницы (Word-файл)

Содержание работы

Министерство образования Российской Федерации

Алтайский государственный технический университет

им. И.И.Ползунова

                                                       Моделирование систем

                                                                          Часть 1

                                                                     Учебное пособие

Барнаул  2001

Введение

В.1. Основные понятия моделирования 

В рамках философии моделирование рассматривается как один из видов познания.

В [1] моделирование определяется как изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон.  В [2] оно же определяется как метод опосредованного познания, при котором изучаемый объект (оригинал) находится в некотором соответствии с другим объектом (моделью), причем объект–модель способен в том или ином отношении замещать оригинал на некоторых стадиях познавательного процесса.

Добавим к этому, что в литературе приводится очень много различных определений терминов “моделирование” и “модель”, отличающихся по стилистике, степени подробности и перечню существенных признаков этих понятий [2…7].

Будем в дальнейшем использовать следующие “рабочие” определения этих понятий.

Модель – это материальный или идеальный (мысленно представляемый) объект, которым может быть замещен объект-оригинал при изучении некоторых его характеристик.  

Моделированиеполучение модели, способной замещать объект-оригинал в нужных исследователю отношениях,  и  оперирование с этой моделью с целью получения нужной информации об объекте-оригинале.

Замечание В.1. Выделенные в “рабочем” определении два этапа моделирования являются укрупненными и будут в дальнейшем рассмотрены более детально.

Уточним, что изучение  какого-либо существующего объекта производится с целью познания закономерностей его функционирования. Знание таких закономерностей позволяют прогнозировать реакции объекта на внешние воздействия или его внутренние изменения. ( Моделирование тем самым позволяет ответить на вопрос “Как поведет себя объект, если …”).

Моделирование может быть осуществлено и по отношению к мысленно представляемому объекту (в частности, по отношению к некоторой идеальной системе). В этом случае моделирование позволяет также решать задачу прогнозирования характеристик такого объекта.

Основным методом изучения объектов является эксперимент. Необходимость в моделировании  возникает в тех случаях, если затруднено или невозможно непосредственное экспериментальное  исследование  объекта-оригинала.

 Это может иметь место  в связи с

-  недопустимо большими материальными затратами на проведение исследования;

-  недопустимо большой длительностью проведения исследования;

-  возможностью разрушения  объекта при проведении исследований;

-  принципиальной недоступностью или ненаблюдаемостью объекта-оригинала (например, исследование космических явлений или явлений микромира).

-  опасностью исследований для экспериментатора (например, в условиях высокой радиации).

            Очевидна необходимость моделирования при изучении идеальных объектов,  поскольку по отношении к ним в принципе не может быть выполнено экспериментальное исследование. 

Наиболее полное представление о моделировании дает совместное рассмотрение всех  "сторон-участников" моделирования. Таких "участников" три: "субъект" - инициатор моделирования и пользователь его результатов, "объект-оригинал" — предмет моделирования и "модель" — отображение объекта-оригинала (рис. 1.1).

 


                                                                         

                         4

                                         1                                           3     

 


объект-

оригинал

 

модель

 
                                                                        2

                                                          

                                                   Рис. 1.1

Изобразим на рисунке с помощью стрелок отношения между “участниками” моделирования. Стрелка 1 символизирует желание субъекта познать объект путем его изучения, стрелка 2 - отображение моделью некоторых свойств объекта-оригинала, двунаправленная стрелка 3 –оперирование субъекта с моделью, стрелка 4 – воздействие субъекта на объект после его изучения (изменение или создание объекта).  

В рамках одновременного рассмотрения трех “участников” моделирования приведем еще одно определение термина “модель” [6]: модель представляет собой своеобразный инструмент познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого он изучает этот объект. Можно также кратко сказать, что модель играет роль “посредника” в процессе познания объекта.

Похожие материалы

Информация о работе