вэд курсовая. вэд курсовая работа.. Теоретические аспекты разработки методики моделирования
 Скачать 54.57 Kb.
|
1.6 Классификационные признаки и классификация моделейВ процессе моделирования различают 3 вида или стадии построения: формальная модель, концептуальная модель и мысленная модель. При наблюдении за оригиналом в голове исследователя создается мысленный образ объекта, идеальная модель. Формируя в своем сознании такую модель, исследователь, как правило, стремится найти ответы на конкретные вопросы. По целям и функциональному признаку содержательные модели делят на прогностические, объяснительные и описательные. Прогностическая модель пытается описать будущее поведение объекта, объяснительная модель старается ответить на вопрос: почему это происходит? а описательной моделью считается любое описание объекта. Концептуальная модель – абстрактная модель, которая определяет структуру моделируемой системы, свойства ее частей, присущие системе причинно-следственные связи, существенные с точки зрения достижения цели моделирования. Логико-семантическая модель – это описание оригинала в терминах соответствующей предметной области знаний. Анализ подобных моделей производится логически с привлечением специальных знаний. В ходе построения структурно-функциональной модели оригинал рассматривается как целостная система, расчленяемая на отдельные элементы или подсистемы. Причинно-следственная модель необходима для объяснения и прогнозирования будущего поведения объекта. Причинно-следственные модели нацелены на следующие задачи: выявление основных взаимосвязей между подсистемами; оценка влияния различных факторов на состояние оригинала; описание динамики интересующих исследователя параметров. Построение формальной модели заключается в представлении концептуальной модели с помощью формального языка. Таким языком может быть математический аппарат, языки моделирования, алгоритмические языки. Создание концептуальной модели включает в себя: определение типа моделируемой системы; описание внешних воздействий на систему; разделение системы на части. На первом этапе проводится сбор фактических данных, выдвижение гипотез относительно тех значений переменных и параметров, которые невозможно как-то измерить практически. Среди динамических систем выделяют два типа: системы с дискретными состояниями; системы с непрерывным множеством состояний. В системах с дискретными состояниями можно в любой момент времени определить однозначно, в каком состоянии пребывает система. Для этого идентификации обязательно необходимо знать признак, отличающий одно состояние дискретной системы от другого. По критерию перехода из одного состояния в другое различают стохастические системы и детерминированные. В системах стохастического типа изменения состояния системы носит случайный характер, в то время как детерминированных системах состояние зависит от состояния системы в выбранный момент времени и времени, которое прошло с этого момента. Рассмотренные выше схемы классификации систем важны не сами по себе. На этапе создания концептуальной модели она, прежде всего, позволяет уточнить задачи и цели моделирования, а также облегчает переход к следующему этапу – формализации модели. Совокупность факторов, которые воздействуют на систему и оказывают влияние на результаты её функционирования, принято называть внешними воздействиями (ВВ). Описание внешних воздействий не только важная, но и очень сложная задача. Модель внешних воздействий обязана обладать следующими основными свойствами: совместимостью; представительностью; управляемостью; системной независимостью. Совместимость означает, что, во-первых, степень детализации описания внешних воздействий соответствует детализации описания системы; во-вторых, модель внешних воздействий должна быть сформулирована в тех же категориях предметной области, что и модель. Представительность модели внешних воздействий определяется ее способностью точно представить внешние воздействия в соответствии с основными целями исследования. Иначе говоря, модель внешних воздействий обязана отвечать целям исследования моделируемой системы. К примеру, при оценке пропускной способности должны выбираться внешние воздействия, «насыщающие» систему. Под управляемостью понимается возможность быстрого изменения параметров модели внешних воздействий в некотором диапазоне, определенном целями проводимого исследования. Системная независимость – возможность переноса модели внешних воздействий на другую систему с сохранением ее представительности. Это свойство критически важно при решении задач сопоставления и сравнения различных систем, различных модификаций одной системы. Если модель внешних воздействий зависит от конфигурации моделируемой системы или иных ее параметров, то использование подобной модели для решения задач выбора некорректно. Декомпозиция (разделение на части) системы осуществляется исходя из уровня детализации модели, который определяется следующими факторами: целями моделирования; объемом предварительно известной информации о системе; предъявляемыми требованиями к достоверности и точности результатов моделирования. Уровни детализации (УД) также называют стратами, соответственно, процесс выделения уровней – стратификацией. Детализация моделируемой системы должна производиться до тех пор, пока для каждого элемента не станут известны или могут быть получены зависимости его характеристик от входных воздействий, существенных с точки зрения определенного исследователем показателя эффективности. Дискретные системы делят на асинхронные и синхронные. В синхронных системах имеются точные метки времени, в которые происходят изменения состояния. Задача исследования заключается в расширении знаний о системе, уточнению её описания. Описание действующей системы, структура которой неизвестна, осуществляется путем её идентификации, то есть подбором аппроксимирующих соотношений более-менее полно отображающих поведение исследуемой системы. Задача экспериментатора, разумеется, не ограничивается только построением модели. После разработки в модель необходимо ввести определенные данные, чтобы проверить, насколько воспроизводимые моделью данные приближаются к ранее зарегистрированным наблюдаемым данным, соответствующим введенной информации. |