+для статьи_ММлесн.экосистем. Основные типы моделей
 Скачать 146.52 Kb.
|
Иммитационные моделиИмитационные модели (англ. simulation models) – один из основных классов математического моделирования. Целью построения имитаций является максимальное приближение модели к конкретному (чаще всего уникальному) экологическому объекту и достижение максимальной точности его описания. Имитационные модели претендуют на выполнение как объяснительных, так и прогнозных функций, хотя выполнение первых для больших и сложных имитаций проблематично (для удачных имитационных моделей можно говорить лишь о косвенном подтверждении непротиворечивости положенных в их основу гипотез). Имитационные модели реализуются на ЭВМ с использованием блочного принципа, позволяющего всю моделируемую систему разбить на ряд подсистем, связанных между собой незначительным числом обобщенных взаимодействий и допускающих самостоятельное моделирование с использованием своего собственного математического аппарата (в частности, для подсистем, механизм функционирования которых неизвестен, возможно построение регрессионных или самоорганизующихся моделей). Такой подход позволяет также достаточно просто конструировать, путем замены отдельных блоков, новые имитационные модели. Создание имитационных моделей сопряжено с большими затратами. Построение имитационной модели может служить организующим началом любого серьезного экологического исследования. Исследователи ищут разумный компромисс: при составлении моделей многие параметры берутся агрегировано, допускаются разного рода аппроксимации и гипотезы, многие коэффициенты принимаются "по аналогии" с другими объектами и т.д. Поскольку среди допущений и предположений трудно выбрать наилучшее, снижается точность и познавательная ценность моделей, а, следовательно, их практическая применимость. В настоящее время можно отметить два направления развития имитационного моделирования, где предлагаются достаточно конструктивные методы компенсации априорной неопределенности, проистекающей от нестационарного и стохастического характера экологических систем. Первое направление оформилось в виде методики решения задач идентификации и верификации как последовательного процесса определения и уточнения численных значений коэффициентов модели. Второе направление связано со стратегией поиска скрытых закономерностей моделируемой системы и интеграции их в модель. Имитационные модели отражают представления исследователя о взаимосвязях в экосистеме и как они реализуются. Наилучшие результаты эти модели дают при составлении прогноза изменений в экосистеме. Графовые модели в экологии и почвоведенииВ процессе эволюции технологий баз данных было создано значительное количество разнообразных моделей данных, т.к. каждом случае нужно иметь возможность выбора способа "видения" предметной области, адекватного потребностям ее пользователей. Ранние модели данных называются графовыми моделями. Они представляют собой инструменты для создания и использования различных разновидностей баз данных сетевой и иерархической структуры. Эти модели получили свое название по видам рассматриваемых в них структур данных. В зависимости от типа графа выделяют иерархическую или сетевую модели. Классическими представителями таких моделей являются сетевая модель данных CODASYL и иерархическая модель данных СУБД IMS компании IBM. Первая из них позволяет строить базы данных, структура которых представляется графом общего вида, а вторая - базы данных с иерархической древовидной структурой. С графовыми моделями данных связан важный и достаточно продолжительный этап становления технологий баз данных В графовых моделях данных предусматриваются характерные для представимых в них структур данных операции навигации и манипулирования данными. Принципиальное значение при этом имеет то обстоятельство, что модельные операции манипулирования данными обеспечивают одновременную обработку только одиночных экземпляров данных из базы данных - записей базы данных, сегментов и т.п. Аппарат навигации в графовых моделях служит для идентификации и перемещения в структуре данных к тому экземпляру данных, над которым будет выполняться очередная операция манипулирования данными. Такие экземпляры данных называются текущими. Механизмы доступа к данным и навигации по структуре данных в графовых моделях достаточно сложны, особенно в сетевой модели данных CODASYL, и существенным образом опираются на концепцию текущего состояния в структуре базы данных. Иерархическая модель данных. Появление иерархической модели связано с тем, что в реальном мире очень многие связи соответствуют иерархии, когда один объект выступает как родительский, а с ним может быть связано множество подчиненных объектов. Иерархия проста и естественна в отображении взаимосвязи между классами объектов. Основными информационными единицами в иерархической модели являются:база данных (БД), Сегмент и поле. Поле данных определяется как минимальная, неделимая единица данных.
В иерархической модели сегменты объединяются в ориентированный древовидный граф. При этом полагают, что направленные ребра графа отражают иерархические связи между сегментами: каждому экземпляру сегмента, стоящему выше по иерархии и соединенному с данным типом сегмента, соответствует несколько (множество) экземпляров данного (подчиненного) типа сегмента. Сетевая модель данных. Базовыми объектами модели являются:
Набором называется двухуровневый граф, связывающий отношением «однин-ко- многим» два типа записи.Набор фактически отражает иерархическую связь между двумя типами записей.Для любых двух типов записей может быть задано любое количество наборов,которые их связывают. Фактически наличие подобных возможностей позволяет промоделировать отношение «многие-ко-многпм» между двумя объектами реального мира, что выгодно отличает сетевую модель от иерархической.Между двумя типами записей может быть определено любое количество наборов.В общем случае сетевая база данных представляет совокупность взаимосвязанных наборов, которые образуют на концептуальном уровне некоторый граф. |