1. Понятие моделирования (модель, моделирование, подобие). Материальные модели.

Модель - Под моделью понимается объект любой природы, который способен замещать исследуемый объект так, что его изучение дает новую информацию об этом объекте.

Моделирование - моделированием называется построение/или выбор/ и изучение модели с целью получения новых знаний об объектах.

Подобие – Подобие явлений означает, что данные о протекании процессов, полученные при изучении одного явления, можно распространить на все явления, подобные данному.

Материальное моделирование:

Натурное моделирование - проведение исследования на реальном объекте с обязательной последующей обработкой результатов эксперимента на основе теории подобия.

Производственный эксперимент - эксперимент, проводимый во время производственного процесса.

Физическое моделирование – Для физической модели характерно сохранение природы явлений и выполнение физического подобия. Физическое моделирование может быть только временным, при котором исследуются только процессы, протекающие во времени.

Пространственные модели - служат только для наглядного изображения тех или иных сооружений, конструкций, установок и их взаимного расположения /макеты/.

Предметно-математические модели - физика исследуемого процесса не сохраняется.

Их можно разделить: на модели прямой и непрямой аналогии.

Модели прямой аналогии - строятся на основе непосредственной связи /аналогии/ между величинами, присущими физически различным явлениям.

Модели непрямой аналогии - представляют собой различные типы вычислительных машин.

По характеру представления величин /машинных переменных/ различают аналоговые вычислительные машины /непрерывного действия/ и цифровые вычислительные машины /дискретного действия/.

Структурные модели - воспроизводят не весь процесс в целом, а отдельные математические операции, которые выполняют элементы модели.

Функциональное моделирование - комплекс моделируемых явлений может не только не сохранять физической природы, но и не описываться формально одинаковыми математическими уравнениями.

2. Мысленное моделирование.

Мысленное моделирование часто является единственным способом моделирования объекта, который либо практически не реализуем в заданном интервале времени, либо существует вне условий возможных для его физического создания.

Мысленное моделирование может быть реализовано в виде образного /наглядного/, знакового /символического/ и математического.

При образном моделировании на базе представления человека о реальных объектах создаются различные наглядные модели, отображающие явления и процессы, протекающие в объекте.

Гипотезы, аксиомы - отражают уровень знаний исследователя об объекте и базируются на причинно-следственных связях между входом и выходом изучаемого объекта.

Наглядные аналоги - модели, которые обычно иллюстрируются какой-либо конструкцией.

Формализованные схемы процессов, явлений, предметов тоже относятся к категории мысленных моделей /образных/. Иногда их называют концептуальными моделями.

В таких моделях стремятся в зрительной форме представить сложные структуры, объяснить с помощью модели происходящие явления. К таким моделям можно отнести, например, химические модели, географические карты.

К знаковым моделям относятся разнообразные знаковые построения и записи различных операций, основанные на топологии и теории графов.

Схемы замещения /эквивалентные схемы/ являются физической интерпретацией явлений, предметов, осуществляемой с помощью простейших объектов, ранее хорошо изученных и ставших достаточно привычными и наглядными.