Ответы к экзамену по курсу «Моделирование»
Общая методология моделирования. Принципы моделирования.
Общая методология моделирования
Основным понятием теории моделирования являются объект и субъект. Под субъектом понимается элемент реального мира, на который направлена деятельность субъекта.
Рассматривая 2 объекта Q1 и Q2 всегда можно сказать, что они в чем-то сходны, а в чем-то различны, который из этих объектов характеризуется множеством параметров, причем интерес представляют те объекты, которые имеют одинаковые или близкие друг к другу атрибуты. Замещение сложного объекта Q1 более простым объектом Q2 с целью изучения свойств Q1 с помощью Q2. При этом Q1 – оригинал, а Q2 – его модель.
Применительно к ВТ под объектом будем понимать некоторую информационную систему S, которая в процессе своего жизненного цикла взаимодействует с внешней средой E. В общем случае информационную систему можно представить так:
Аналогия – это суждение о каком-либо частном сходстве 2-х объектов.
Гипотеза – это предсказание, основанное на сравнительно небольшом количестве предложенных данных.
Обобщение – это конвергенция данных, полученных в результате выполнения или невыполнения гипотез.
Модель существенна или адекватна реальной системе, если она позволяет не только объяснить существующие факты, но и, что самое главное, предсказать будущее поведение системы. Существует 2-а подхода к разработке моделей:
От частного к общему:
На основе данных д1, д2, .. д5 формируется частная и промежуточная цели и каждая из этих целей в модели реализуется компонентами к1 и к2.
На сегодняшний день используется системный подход или подход от общего к частному:
В основе рассмотрения лежит цель, которая включает совокупность требований, которые реализуются составными частями модели, которые образуют саму модель.
Принято выделять следующие виды моделирования:
Физическое моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты, причем в модели и оригинале протекают сложные процессы.
Структурно-физическое моделирование. Моделями являются схемы, графики, чертежи, диаграммы, выполненные специальными правилами их объединения.
Математическое, при котором проводится оперирование математическими формулами уравнениями.
Имитационное (программное), при котором математическая модель исследуемого объекта представляется в виде алгоритма, а затем описывается языком программирования и реализуется на ЭВМ. Имитационная модель – формальная, т.е. выполненная на некотором формальном языке описания логики функционирования исследуемой системы и взаимодействия ее отдельных элементов во времени.
Принципы моделирования
Принцип информационной достаточности. При полном отсутствии информации об исследуемой системе построение ее модели невозможно. При наличии полной информации – бессмысленно. Поэтому существует некоторый уровень достаточности информации при котором модель целесообразно строить.
Принцип осуществимости. Создаваемая модель должна обеспечивать достижимость поставленной цели исследования с вероятностью отличной от «0» и за конечное время.
Принцип множественности модели. Создаваемая модель всегда отражает лишь некоторые стороны реального объекта, следовательно, для полного исследования необходимо множество разноплановых моделей.
Принцип агрегатирования. Сложная система всегда представима подсистемами (агрегатами). Для описания которых всегда применимы некоторые стандарты и модели. При этом отдельные агрегаты могут быть заменены на некоторые числовые величины или их множества, при этом не требуется строить их модели.