14.Моделирование как средство исследование систем. Виды моделей.
Моделирование – изучение свойств объекта на модели.
Построение моделей является основой всего системного анализа. Это – центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит судьба всего последующего анализа. Общими функциями моделирования являются описание, объяснение и прогнозирование поведения изучаемой системы.
Достоинства моделирования:
Позволяет изучать системы, еще не существующие в действительности, системы, которые только еще должны быть созданы.
Области применения моделей:
Обучение. Научные исследования. Управление.
Виды моделей.
Масштабные или натуральные
Статистические физические
Динамические физические
Аналоговые
Информационные
Математические
Метод математического моделирования занимает ведущее место среди других методов моделирования.
Процесс математического моделирования можно подразделить на 4 этапа:
Первый этап – формулирование законов, связывающих основные объекты модели
Второй этап – исследование математических задач, к которым приводят математические модели
Третий этап – проверка адекватности модели, т.е. выяснение вопроса о том, согласуется ли результаты моделирования с результатами наблюдений в пределах точности наблюдений.
Четвертый этап – последующий анализ модели в связи с накоплением данных об изучаемых явлениях и модернизации модели.
Классификация моделей.
По видам целей – познавательные, прагматические
По способу моделирования – абстрактные(словесные, математические, информационные) и материальные (натуральные, реальные, вещественные)
По степени формализации – неформализованные, частично формализованные и формализованные.
По степени неопределенности – детерминированные, вероятностные и нечеткие
По изменению во времени – динамические, статистические
По назначению – оптимизационные, игровые, эталонные, описательные.
Требования к моделям:
Адекватность
Экономичность
15.Модель «черного ящика».
Модель «черный ящик» – это система, в которой входные и выходные величины известны, а внутреннее устройство ее и процессы, происходящие в ней, не известны.
Это модель, не рассматривающая внутреннее устройство системы, а описывающая только внешние связи и функции системы.
Система связана со средой, которые направлены извне в систему, называются входами системы. Связи, с помощью которых система воздействует на среду, направлены от системы в среду и называется выходами системы.
В модели «черного ящика» задаются, фиксируются, перечисляются только входные и выходные связи системы со средой.
Метод «черного ящика» применим в различных ситуациях.
Этот способ используется при недоступности внутренних процессов системы для исследования. Например, изучение деятельности новых лекарственных средств. Метод «черного ящика» используется при исследовании систем, все элементы и связи которых в принципе доступны, но либо многочисленны и сложны, что приводит к огромным затратам времени и средств при непосредственном изучении, либо такое изучение недопустимо по каким-либо соображениям. Примерами могут служить проверка на готовность к эксплуатации автоматической телефонной станции, которая проводится путем «прозванивания», а не непосредственно проверкой всех блоков, схем и т. д.
Исследование с помощью метода «черного ящика» заключается в том, что осуществляется предварительное наблюдение за взаимодействием системы с внешней средой и установление списка входных и выходных воздействий, среди которых выделяются существенные воздействия. Затем осуществляется выбор входов и выходов для исследования с учетом имеющихся средств воздействия на систему и средств наблюдения за ее поведением.
На следующем этапе производятся воздействие на входы системы и регистрация ее выходов. В процессе изучения наблюдатель и «черный ящик» образуют систему с обратной связью, а первичные результаты исследования – множество пар состояний входа и выхода, анализ которых позволяет установить между ними причинно-следственную связь.
Окружающая среда