Лекция: Основные свойства модели и моделирования

Границы между моделями различного вида весьма условны. Можно говорить о различных режимах использования моделей — имитационном, стохастическом, динамическом, детерминированном и др.

Как правило, модель включает в себя: объект О, субъект А (не обязательно), задачу Z, ресурсы B, среду моделирования С.

Модель можно представить формально в виде: М = < O, А, Z, B, C >.

Основные свойствалюбой модели:

• целенаправленность — модель всегда отображает некоторую систему, т.е. имеет цель такого отображения;
• конечность — модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений и ресурсы моделирования конечны;
• упрощенность — модель отображает только существенные стороны объекта и она должна быть проста для исследования или воспроизведения;
• наглядность, обозримость основных ее свойств и отношений;
• доступность и технологичность для исследования или воспроизведения;
• информативность — модель должна содержать достаточную информацию о системе (в рамках гипотез, принятых при построении модели) и должна давать возможность получать новую информацию;
• полнота — в модели должны быть учтены все основные связи и отношения, необходимые для обеспечения цели моделирования;
• управляемость — модель должна иметь хотя бы один параметр, изменениями которого можно имитировать поведение моделируемой системы в различных условиях.

Жизненный цикл моделируемой системы:

• сбор информации об объекте, выдвижение гипотез, предварительный модельный анализ;
• проектирование структуры и состава моделей (подмоделей);
• построение спецификаций модели, разработка и отладка отдельных подмоделей, сборка модели в целом, идентификация (если это нужно) параметров моделей;
• исследование модели — выбор метода исследования и разработка алгоритма (программы) моделирования;
• исследование адекватности, устойчивости, чувствительности модели;
• оценка средств моделирования (затраченных ресурсов);
• интерпретация, анализ результатов моделирования и установление некоторых причинно-следственных связей в исследуемой системе;
• генерация отчетов и проектных (народно-хозяйственных) решений;
• уточнение, модификация модели, если это необходимо, и возврат к исследуемой системе с новыми знаниями, полученными с помощью модели и моделирования.

Моделирование – есть метод системного анализа.

Часто в системном анализе при модельном подходе исследования может совершаться одна методическая ошибка, а именно, — построение корректных и адекватных моделей (подмоделей) подсистем системы и их логически корректная увязка не дает гарантий корректности построенной таким способом моделивсей системы.

Модель, построенная без учета связей системы со средой, может служить подтверждением теоремы Геделя, а точнее, ее следствия, утверждающего, что в сложной изолированной системе могут существовать истины и выводы, корректные в этой системе и некорректные вне ее.

Наука моделирования состоит в разделении процесса моделирования (системы, модели) на этапы (подсистемы, подмодели), детальном изучении каждого этапа, взаимоотношений, связей, отношений между ними и затем эффективного описания их с максимально возможной степенью формализации и адекватности.

В случае нарушения этих правил получаем не модель системы, а модель «собственных и неполных знаний».

Моделирование рассматривается, как особая форма эксперимента, эксперимента не над самим оригиналом, т.е. простым или обычным экспериментом, а над копией оригинала. Здесь важен изоморфизм систем оригинальной и модельной.

Изоморфизм — равенство, одинаковость, подобие.