- •А. В. Коросов
- •Введение
- •1. Идеология моделирования: системный подход
- •Принцип системности
- •Принцип целесообразности
- •Принцип структурно-функциональной организации
- •Принцип иерархичности
- •Принцип эмерджентности
- •Принцип развития
- •Системный подход как система
- •2. Процедура моделирования
- •Этапы моделирования
- •Виды моделей
- •Построение блок-схемы
- •Аналитические и имитационные модели
- •Переменные и параметры
- •Математическое описание модели
- •Главное правило моделирования
- •Через неизвестные параметры (аj).
- •Приемы составления формул
- •Табличное программирование
- •Компоненты имитационной модели
- •Имитационная система
- •Адекватность и значимость
- •3. Приемы моделирования
- •Фреймы имитационных систем
- •1. Базовый фрейм имитационной системы
- •2.1. Увеличение числа значений независимой переменной
- •2.2. Отличия шагов: весовые коэффициенты у объектов
- •2.3. Исключение шагов: пробелы в исходных данных
- •2.4. Объединение шагов
- •2.5 Дифференциация шагов
- •3. Увеличение числа независимых переменных
- •4. Увеличение числа зависимых переменных
- •5. Синтез нескольких моделей
- •6.1. Увеличение числа модельных переменных: наведение
- •6.2. Увеличение числа модельных переменных: декомпозиция
- •Аппроксимация кривой
- •Пропуски в данных
- •Усреднение и параметризация
- •Индивидуализация переменных
- •Декомпозиция кривой
- •Анализ распределения
- •Продолжение табл. 3.11
- •Скрытые переменные
- •Экстремумы
- •Сети связей
- •Прогноз как гипотеза
- •4. Теория оптимизации
- •Модель с одним параметром
- •Модель с несколькими параметрами
- •Параметры макроса «Поиск решения»
- •Приемы работы в ms Excel
- •Специальные символы и другие полезные кнопки.
- •Популяции травяной лягушки
1. Идеология моделирования: системный подход
Системный подход – это методика правильного мышления. Он опирается на проверенные веками приемы диалектической логики. Его функцией выступает выявление и обострение (а не погружение в подсознание) конфликтов между потребностью новых знаний и консервативной устойчивостью старых представлений. Системный подход предлагает конкретные приемы (системные принципы) оптимального хода исследовательской мысли.
Обычно говорят о четырех направлениях развития системных идей — это теория систем (философский аспект), системный подход (общенаучная методология исследования), системный анализ (методика решения проблем, в технике – ТРИЗ), системология (исследование сложных математических систем) (Кноринг, Деч, 1989; Хомяков, 1996).
В нашем представлении системный подход – это практика применения семи взаимосвязанных и взаимозависимых принципов мышления. Каждый из них работает на скорейшее достижение конечной цели любого исследования – построение модели явления; сначала она выступает в словесной форме, затем в виде блок-схемы и, наконец, как количественное описание (Перегудов, Тарасенко, 1989).
Принцип системности
Любой объект природы (косный, живой, идеальный) можно рассматривать как систему, как совокупность взаимосвязанных частей. Принципы системного мышления приложимы к любой системе.
В рамках системного подхода понятие “система” используется как логическая категория, т. е. как способ мышления объектов природы. С этим термином возникает серьезная путаница, поскольку частные науки также используют термин “система” (экосистема, кровеносная система, солнечная система, неравновесная система и т. д.). Однако в этих случаях под системами понимаются объекты природы, но не способ их исследования. Поэтому логический термин “система” есть просто омоним “системы” частной науки. В системном подходе подразумевается относительная (целесообразная) обособленность объекта исследования, возможность применить к нему системные принципы мышления, например возможность (хотя бы умозрительно) разделить объект на части. Отсюда вытекает первая рекомендация принципа системности – четко назвать объект исследования.
Принцип системности выполняет описательную и объяснительную функции. Идея мыслить объект исследования “целым от природы”, “черным ящиком” работает не во всех областях биологии: в разное время один и тот же биологический объект при воздействии на него одного и того же уровня фактора может реагировать по-разному, а при воздействии разных факторов – одинаково. При системном описании специфика реакций отыскивается, в том числе и в особенностях организации биологического объекта, поэтому для объяснения наблюдаемых реакций требуется анализ, познание способа функционирования системы (Югай, 1985; Касаткин, 1988; Флейшман, 1982).
Если структурный подход требует разделения изучаемого объекта на части, то функциональный подход существенно дополняет его. В экологии объектом исследования служит, прежде всего, процесс, явление. Частями такой системы выступают частные функции, приводящие к общему результату. Соотношение между строением и функционированием системы рассматривается принципом структурно-функциональной организации. Следовательно, вторая рекомендация принципа системности – взять объектом исследования процесс.
Противоречие системного принципа ставит вопрос о реальности систем в условиях, когда любой объект можно мыслить системой, когда несистем нет, т. е. нет необходимого фона для определения систем, альтернативы определяемому. Противоречие разрешается в практике познания: систем вообще нет, есть объекты природы. Когда же один из них становится “системой” в нашем представлении, остальные мыслятся не системами (т. к. вообще не мыслятся), что и дает необходимый фон для определения объекта.
Для практики моделирования принцип системности открывает самое широкое поле деятельности, поскольку в явной форме показывает абсурдность поиска “естественных систем”, “целого от природы”, акцентирует внимание на функциональном критерии исследования, нацеливает на объяснение функции, процесса, явления.