Поняття моделі та моделювання

Т.1Поняття моделі та моделювання.

Модель в широкому сенсі - це будь-який образ, аналог уявний чи встановлений, зображення, опис, схема, креслення, карта та ін. будь-якого обсягу, процесу або явища, який використовується в якості його замінника або представника. Сам об'єкт, процес або явище називається оригіналом даної моделі.

Моделювання - це дослідження будь-якого об'єкта або системи об'єктів шляхом побудови і вивчення їх моделей. Це використання моделей для визначення або уточнення характеристик і раціоналізації способів побудови об'єктів, що  знову конструюються.

На ідеї моделювання базується будь-який метод наукового дослідження, при цьому, в теоретичних методах використовуються різного роду знакові, абстрактні моделі, в експериментальних - предметні моделі.

При дослідженні складне реальне явище замінюється деякою спрощеною копією або схемою, іноді така копія служить лише тільки для того щоб запам'ятати і при наступній зустрічі впізнати потрібне явище. Іноді побудована схема відображає  які - то суттєві риси, дозволяє розібратися в механізмі явища, дає можливість передбачити його зміни. Одному і тому ж явищу можуть відповідати різні моделі.

Завдання дослідника - передбачати характер явища і хід процесу.

Іноді, буває, що об'єкт доступний, але експерименти з ним дорогі або  можуть привести до серйозних екологічних наслідків. Знання про такі процеси отримують за допомогою моделей.

1.1Загальні цілі і принципи моделювання

Створюючи модель об'єкта, дослідник пізнає об'єкт, тобто виділяє його з навколишнього середовища і будує його формальний опис.

Основні цілі моделювання:

● опис об'єкта;

● пояснення об'єкта;

● прогнозування поведінки і властивостей об'єкта.

Мета опису і пояснення об'єкта одна - вивчення об'єкта (пізнавальна мета). Модель потрібна для того, щоб зрозуміти, як влаштований конкретний досліджуваний об'єкт, які його структура, внутрішні зв'язки, основні властивості, закони розвитку, саморозвитку і взаємодії з навколишнім середовищем. Ще одна мета (прогнозування поведінки і властивостей об'єкта) є частиною стратегічної мети - керувати об'єктом, визначаючи по моделі оптимальні керуючі впливу при заданих цілях і критеріях. Модель потрібна і для того, щоб прогнозувати наслідки різних впливів на об'єкт.

В основі моделювання лежить теорія подібності, згідно з якою абсолютна подібність можливо тільки при заміні одного об'єкта іншим точно таким же. Цю ідею добре висловили А. Розенблют і Н. Вінер, коли сказали, що найкращою моделлю кота є інший кіт, а ще краще –той самий кіт . При моделюванні абсолютна подібність не має місця. Будь-яка модель не тотожна об'єкту-оригіналу і не є повною, так як при її побудові дослідник враховував тільки ті особливості об'єкта, які вважав найбільш важливими для вирішення конкретного завдання. Досить того, щоб модель добре відображала властивості , що цікавлять дослідника, і прояви аналізованого об'єкта. Однак ніхто і ніщо не може бути моделлю самого себе.

Реальна користь від моделювання може бути отримана при виконанні наступних умов:

● модель повинна бути адекватною оригіналу в тому сенсі, що повинна з достатньою точністю відображати характеристики оригіналу, що цікавлять дослідника;

● модель повинна усувати проблеми, пов'язані з фізичними вимірами якихось сигналів або характеристик оригіналу.

Моделювання базується на кількох основних приципах :

1. Принцип інформаційної достатності - при повній відсутності інформації про об'єкт побудова його моделі неможлива. Існує певний рівень апріорної інформації про об'єкт, тільки при досягненні якого може бути побудована адекватна модель. При наявності повної інформації про об'єкт побудова його моделі не має сенсу.