Понятие модели. Роль моделирования в науке.

Предметной областью называется изучаемая совокупность объектов, явлений, решаемая задача.

Характерные, неотъемлемые черты, свойства, качества принято называть атрибутами объектов, явлений, предметной области.

Моделью называется материальный или идеальный образ некоторой совокупности реальных объектов или явлений, который при определенный обстоятельствах используется в качестве заменителя или представителя исходных объектов или явлений. Это образ, полученный с помощью концентрации внимания только на некоторых важнейших с точки зрения решаемой задачи атрибутах рассматриваемых предметов или явлений и отбрасыванием всех их несущественных свойств.

Отвлечение от несущественных деталей принято называть абстрагированием. При абстрагировании осуществляется определенное огрубление реальной действительности. Абстрагирование является одним из важнейших инструментов при построении модели какой-либо предметной области.

Модель считается адекватной, если она верно отображает важнейшие с точки зрения решаемой задачи особенности реальных объектов или явлений.

Моделирование это всегда упрощение. Это замена сложного более простым. Получается решение другой, более простой задачи. Это решение можно трактовать как некоторое приближенное, неточное решение исходной задачи. Но это решение может быть достаточно хорошим приближением к искомому и давать возможность строить прогноз, предсказывать поведение изучаемой системы с необходимой степенью точностью.

Модель есть упрощение некоторого оригинала и без оригинала не может быть построена.

Моделирование является единственным способом описания и изучения реального мира.

Моделирование это обязательный, необходимый этап решения любой задачи.

Одна и та же проблемная область может иметь несколько различных моделей, описывающих ее с различных точек зрения. Разные задачи изучающие одну и ту же проблемную область могут потребовать построения различных моделей.

При наличии нескольких моделей и возможности сопоставления их с оригиналом обычно считается, что та модель лучше, которая более точно соответствует оригиналу, более адекватна реальности.

 

Классификация моделей.

Классификацией называется распределение рассматриваемых объектов по группам в соответствии с выбранными признаками, свойствами.

Любая классификация включает выделение общих свойств, признаков у рассматриваемых объектов и, при необходимости, определение значений классификационных признаков, по которым объекты будут распределяться в различные группы, классы, категории

Классификация может быть представлена в виде графа (чертежа), в виде таблицы, списка или группы списков.

Натурные модели

Натурные модели представляют собой материальные объекты, которые адекватно отображают выбранные свойства объекта, предметной области.

Примеры натурных моделей: игрушечные или действующие модели автомобиля, самолета и т.д., манекены, фотографии, макеты зданий, тренажеры, протезы, заменяющие и частично выполняющие функции настоящих органов.

Информационная модель представляет собой нематериальный, воображаемый образ объекта, явления, предметной области. Примеры: математический график функции, таблица Менделеева, различные описания, характеристики, запись шахматной партии, нотная запись мелодии.

Математические модели

Математическая модель это разновидность информационной модели, в которой для описания предметной области используется математический формализм - математические соотношения, уравнения, зависимости. Формальным или формализованным называется представление подчиняющееся фиксированной систем правил. Пример: математическое описание движения спутника Земли.

Математическая модель (в узком смысле, с точки зрения математики) - это одно или несколько множеств элементов произвольной природы, на которых определено конечное множество отношений.

Структурные модели

Модели, в которых отображается структура и состояние предметной области, называются структурными. Пример: чертеж, макет.

Функциональные модели

Модели, в которых отображается изменение состояния изучаемых объектов, явлений, процессов с течением времени, называются функциональными. Пример: макет, демонстрирующий работу двигателя внутреннего сгорания.

Имитационные модели

Имитационными моделями считаются натурные или информационные модели, которыми заменяются реальные изучаемые объекты или явления в ходе проведения натурных или вычислительных экспериментов с целью получения информации об структуре и поведении изучаемых объектов, явлений. Примеры: натурная модель самолета в аэродинамической трубе, математическая модель атмосферы в задачах метеопрогноза.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: