🗊Презентация Понятие модели. Способы представления моделей. (Лекция 4)

Лекция 4: Понятие модели, Способы представления моделей. Понятие моделирования. Способы представления моделей.

1 Понятие моделирования Модель ‑ способ замещения реального объекта, используемый для его изучения. Используется в случаях, когда эксперимент опасен, дорог, происходит в неудобном масштабе пространства и времени (долговременен, слишком кратковременен, протяжен…), невозможен, неповторим, ненагляден и т. д. Процесс моделирования - процесс перехода из реальной области в виртуальную (модельную) посредством формализации, далее происходит изучение модели (собственно моделирование) и, наконец, интерпретация результатов как обратный переход из виртуальной области в реальную. Этот путь заменяет прямое исследование объекта в реальной области, то есть лобовое или интуитивное решение задачи.

Процесс моделирования Процесс моделирования Если требуется уточнение, этапы повторяются по спирали вновь и вновь: формализация (переход от реального объекта к модели), моделирование (исследование и преобразование модели), интерпретация (перевод результатов моделирования в область реальности).

Соответствие модели реальному объекту – «золотая середина» Соответствие модели реальному объекту – «золотая середина» 2 крайних варианта: соответствие 100%. Точность максимальна (+), большие временные и стоимостные затраты (-); соответствие 0%. Точность минимальна (-), малые временные и стоимостные затраты (+).

Используемый на практике подход при выборе модели: Используемый на практике подход при выборе модели: 1. Циклический выбор модели При выборе модели двигаются по шкале точности слева направо, то есть от простых моделей («Модель 1», «Модель 2»…) к все более сложным («Модель 3», «Модель 4»…). Если построенная модель не удовлетворяет требованиям точности, то её детализируют, дорабатывают на следующем цикле. 2. Критерий выбора Улучшая модель, следят, чтобы эффект от усложнения модели превышал связанные с этим затраты. Как только исследователь замечает, что затраты на уточнение модели превышают эффект от точности при применении модели, следует остановиться, поскольку точка оптимума достигнута. Такой подход всегда гарантирует окупаемость вложений.

Моделирование требует инструмента и опирается на технологию. Моделирование требует инструмента и опирается на технологию. Инструмент — типовое средство, позволяющее достичь оригинальный результат и обеспечивающее сокращение затрат на выполнение промежуточных операций (имиджи, стандартные библиотеки, мастера, линейки, резинки…). Технология — набор стандартных способов, приёмов, методов, позволяющий достичь результата гарантированного качества с помощью указанных инструментов за заранее известное время при заданных затратах, но при соблюдении пользователем объявленных требований и порядка. Среда — совокупность рабочего пространства и инструментов на нем, поддерживающая хранение и изменение, преемственность проектов и интерпретирующая свойства объектов и систем из них.

Модель отражает зависимость , где X – вход; Y – выход. Модель отражает зависимость , где X – вход; Y – выход. Модель верна в рамках допущенных при её построении гипотез. Следовательно, модель ограничена некоторой областью и адекватна в ней. Модель, сдаваемая заказчику, может быть оформлена в виде специализированного автоматизированного рабочего места, написанного на языке программирования, в котором можно уделить внимание интерфейсу, скоростным параметрам и другим потребительским свойствам. Набор моделей образует научную дисциплину (механика, физика, горное дело и т. д.) и может быть расширена путём учёта в ней дополнительных параметров. Моделирование является инженерной наукой, технологией решения задач. Смежными моделированию предметами являются: программирование, математика, исследование операций.

Основные подсистемы при проектировании комплексных моделей

Программирование есть способ изложения алгоритма в языковой форме. Программирование есть способ изложения алгоритма в языковой форме. Алгоритм ‑ один из способов представления (отражения) мысли, процесса, явления в искусственной вычислительной среде, которой является компьютер. Алгоритм ‑ это процесс решения задачи путём реализации последовательности шагов, тогда как модель ‑ совокупность потенциальных свойств объекта. Если к модели поставить вопрос и добавить дополнительные условия в виде исходных данных (связь с другими объектами, начальные условия, ограничения), то она может быть разрешена исследователем относительно неизвестных. Процесс решения задачи может быть представлен алгоритмом.