Реферат: Назначение, связь и взаимодействие компонент в триаде «объект-эксперт-модель»

Назначение, связь и взаимодействие компонент в триаде «объект-эксперт-модель»


Место моделирования в познании.

Теория познания выделяет два фундаментальных метода и рассматривает их как раздельно, так и в сочетании.

Теория.

Экспериментальные методы познания.

Они формируют еще два метода: теоретико-экспериментальный и экспериментально-теоретический.





М
оделирование занимает промежуточное положение между теоретическим и экспериментальным методами познания.





Структура системы моделирования.

В моделировании обязательно присутствие человека. Человек является основным компонентом системы моделирования. Моделирование – это творческая форма умственной деятельности человека. Это одна из базовых информационных технологий. Вся технология моделирования состоит из информационных процессов и, как следствие, системология в минимальном составе включает три компоненты. Ведущей (главной) компонентой является человек. Это человек, являющийся специалистом в области моделирования – эксперт по моделированию (ЭМ). ЭМ взаимодействует с объектом моделирования. Это следующая компонента. Эксперт создает модель (М). Это третья компонента.





Между объектом и моделью всегда существуют отношения. Это гомоморфные отношения. Система «Субъект – объект – модель» - базовая система в моделировании. Объект должен рассматриваться во взаимосвязи с окружающей средой, а модель должна учитывать в своей структуре связь с окружающей средой. Σ r – окружающая среда.






При построении модели обязателен учет влияния окружающей среды. Моделирование – это инструмент в руках инженера.


Анализ взаимосвязи. Система «эксперт – объект».








Эксперт формирует модель. Процесс создания модели. Результат отображается в виде знаний о соответствующей модели оригинала.


Взаимоотношения между объектом и моделью.


Объект оригинал может быть как материальным (вещественным), так и идеальным. Принципиально важным при соотношении объекта оригинала и модели является степень соответствия модели оригиналу. Если модель неадекватна оригиналу (неадекватна в соответствии с поставленными целями), то она недейственна.


Классы задач, решаемых на основе методов моделирования


Наука начинается с классификации. Прежде чем приступать к построению модели необходимо определить те существенные признаки, в которых эта наука формируется. Классификация должна опираться на некоторые фундаментальные положения, которые инвариантны каждому конкретному элементу классификации (модели или методу), однако дают возможность генерировать (порождать) любую, в рамках данной классификационной системы, локальную модель. Одной из важнейших функций классификационной системы является ее активность. Классификационные системы должны не только систематизировать, подводя итог уже существующей информации, но и давать возможность формировать новые классы, виды или типы моделей.

В качестве основания классификации мы будем использовать:

Технический процесс моделирования.

Системный и комплексный подходы (дают возможность детализировать каждый этап, и на этой базе строить классификационные деревья).

На основании первого положения в основу классификации можно положить:

Цели и задачи моделирования.

Взаимодействие объекта и модели.

Языки описания объекта.

Методы моделирования.

Способы и средства построения модели.

Методы эксперимента на моделях (модельное исследование).


1. Классификация моделей в зависимости от целей и задач.

Модели целесообразно подразделять на:

а) научные (теоретические)

Проверка на модели гипотез.

Подтверждение модели законов (физических и др.).

Определение границ применимости теории.

Перенос положения теорий из одной в другую.

Участие в формировании непосредственно самих теорий (эвристические методы решения задач)

б) инженерные (технические)

Построение модели, как инструмента для проверки технических решений.

Как средство для синтеза технических решений (в частности автоматизированного проектирования).

Построение моделей для отладки реального оборудования.

Для проведения экспериментальных исследований в случаях, когда таковые невозможны на реальном оборудовании.


2. Классификация моделей в зависимости от их взаимоотношения с объектом моделирования.

2.1. Предметная область – совокупность однородных объектов, отвечающих определенным признакам, свойствам, характеристикам.

Можно различить модели:

Ориентированные на предметную область (универсальные).

Настраиваемые на предметную область.

Неориентированные на предметную область (независимые от предметной области).

2.2. Степень замещения объекта моделирования ОМ→S(0)

Полностью замещаемый объект. Рассматривается полный объект, как единое целое, как он ведет себя. Фактически это моделирование по принципу «вход – выход».

Объект, настраиваемый на предметную область. Строим модель по компонентам. Из компонент выделим ту, которая подвергается моделированию, а остальной объект рассматриваем, как натурную (незаменяемую) часть.

2.3. Классификация в зависимости от выделяемых сторон (аспектов) объекта моделирования.

В зависимости от физических свойств объектов (материальная, энергетическая, информационная, организационная, экономическая).

Для физических систем:


а) Модели структуры (строения)

б) Модели функции (поведения)

в) Модели управления (организации)

2.4. В зависимости от природы объекта моделирования

Естественные и искусственные объекты. Естественные: физические, химические, физико-химические, биологические объекты. Искусственные: технические устройства и системы, теоретические представления, АСУ, телефонные и телеграфные сети, сети нефтепровода и т.п.

Материальные (физические) и концептуальные (мысленно представляемые) объекты.

^ 3. Языки описания объектов моделирования.

Язык – совокупность элементов, посредством которых осуществляется информационный обмен в биологических, технических или биотехнических системах. Язык должен включать алфавит, грамматику и синтаксис, на основе которых формируются слова, фразы, предложения, т.е. более крупные лексические (в естественном языке) и синтаксические (в искусственном языке) группы. Язык – знаковая система, предназначенная для информационного обмена. Алфавит – слова – фразы (словосочетания) – предложения – тексты.

^ Языки описания:

3.1. Естественные. Описания, составленные на естественном языке, принято называть лингвистическими моделями (описательные модели на естественные языки). Естественный узкопрофессиональный язык – надмножество естественного языка. Естественные языки мало используются для моделирования, т.к. они не способны к преобразованию, не однозначны. При моделировании они используются только на начальном этапе, при составлении первичного описания.

3.2. Искусственные. Они более применимы для моделирования. Пример искусственного языка – эсперанто (международный язык).

Искусственные языки ориентированы на различные технические приложения:

а) логический язык.

б) математический язык.

в) графический язык.

г) знаково-символьный язык.

^ Модели в соответствии с языком описания.

а) Логические модели: модели булевой алгебры логики, предикатные модели.

б) Математические модели: простые арифметические и алгебраические конструкции, вероятностные модели.

Y(r) = { yi(r), i=1, m(r)}

X(r) = { xj(r), j=1, n(r)}

в) Графические модели: структурные модели, модели типа блок-схема, структурная схема алгоритма, сетевые модели, графовые модели, отображаемые граф схемами.

г) Знаково-символьные модели: специальные методы кодирования сообщений, операторные схемы алгоритмов.


^ 4. Классификация методов моделирования систем.





ТМ – теоретические модели, построенные на основе знаний физико-химических и информационных законов. Это модель теории. Модель и теория не совпадают. Теория – более точная, полная, общая. Модель – приближенный фрагмент теории.

ФМК – физические модели копии. Эти модели являются наиболее близкими по своей физической и функциональной сущности к объектам оригиналам.

ФМА – физические модели аналоги.

КАМ – квазианалоговые модели.

МТЭМ – математические теоретико-экспериментальные модели.

В
се модели в зависимости от методов разделяются. Методы можно разбить на два класса.

4.1. Физические методы моделирования.

ФМГП – физические модели геометрического подобия.

ФМАП – физические модели аналогового подобия.

К
физическим относятся такие модели, которые требуют для исследований некоторых физических объектов.

П
ример: самолет → уменьшенная копия самолета; плотина → уменьшенная копия плотины.

Когда объект и модель имеют одну и ту же физическую природу, то имеют место модели геометрического подобия. Если все размеры, характеристики и параметры модели геометрического подобия имеют одни и те же коэффициенты пропорциональности с соответствующими показателями объекта оригинала, то имеют место модели прямого геометрического подобия (МПГП) или модели копии. Если хотя бы один коэффициент пропорциональности отличается от другого, то имеют место модели аффинного геометрического подобия (МАГП).

М1=М2=М3=М, то МПГП

М1≠М2≠М3≠М, то МАГП






^ Физические модели аналоги. К данному классу моделей относят такие, физическая природа которых отличается от физической природы объектов оригиналов. Моделирование таких объектов называется моделирование по аналогии.

Ремарка: не путать названия аналогового моделирования и моделирования по аналогии. Аналогового моделирования нет! Есть реализация на средствах АВТ.

Переход от физического объекта оригинала к модели осуществляется на основе изофункционального математического моделирования.





Физические модели аналоги подразделяются на две группы. Когда объект оригинал моделируется в целом, его внутренняя структура не рассматривается, а реализация осуществляется на аналоговых вычислительных устройствах, имеет место моделирование структуры уравнения (МСУ) или структурные модели уравнений.

Пример: если при моделировании учитывается внутреннее строение объекта и каждой компоненте этого объекта ставится в прямое соответствие элемент модели, то имеет место модели, то имеет место моделирование по методу прямых аналогий (МПА). МПА перспективен в случае его сочетания с методами имитации на ЦВМ. В задачах моделирования организационно экономических систем (АСУ различных уровней) рассмотренные физические методы практического применения не находят.

^ 4.2. Математические методы моделирования.






Аналитические методы предполагают получение на основе математического описания решения (результата) в общем виде. Такое решение справедливо при любых ограничениях и исходных данных. Формульное представление → преобразование из одной формулы в другую.

^ Численные методы дают возможность получить количественный результат только для некоторых определенных исходных данных и ограничений.

Количественные методы позволяют определить некоторые общие свойства результата и подхода к его получению.


Методы моделирования сложных систем.





Методы строятся на основе спектров систем. И насколько модель относится к идеализации. При классификации учитываются цели и задачи, и насколько адекватны целям методы классификации. Классификации дают возможность упорядочивать знания. Отсюда их важность. Такой подход дает возможность использовать в моделировании классификации, упорядочивающие знания в данной области.

Известные виды классификаций:

Карл Линней – растительная жизнь (флора)

Чарльз Дарвин – фауна (животный мир)

Менделеев – химия.

Классификация по функциональному назначению может быть пассивной и активной. Пассивные классификации отражают в определенно упорядоченном виде уже существующие знания в той или иной сфере (Линней, Дарвин). Активные классификации дают возможность отражать не только известные знания, но прогнозировать существование неизвестных объектов познания и даже по аналогии, в соответствии с принципами, заложенными в классификационную систему, прогнозировать те или иные свойства неизвестных объектов (Менделеев). Следовательно, наиболее практичны активные классификационные системы.

В области моделирования классификационную систему целесообразно формулировать в соответствии со следующими основными классификациями:

Цели и задачи моделирования.

Объекты моделирования.

Методы моделирования.

Языки описания модели.

Средства реализации моделей.

Степень адекватности и релевантности моделей.

Цели и задачи моделирования. Из определения модели мы можем рассматривать методы моделирования в соответствии с теми целями и задачами, на достижение которых направлен процесс моделирования. Необходимо решить некоторую принципиальную задачу (проблему), которую иными методами решить невозможно или решение возможно, но очень трудоемко по сравнению с моделированием. С помощью моделирования решаются не доопределенные, неформализованные задачи, связанные с микро- и макромирами (непосредственными задачами не решаются), большие сложные задачи.

В зависимости от прикладных результатов определяются задачи моделирования. Выделяются спектры задач (например, по областям применения). Анализ этих задач дает возможность либо использовать уже известные, либо разрабатывать новые методы решения таких задач средствами моделирования. Задача и метод ставятся в соответствие. Затем рассматривается адекватность метода.

Объекты моделирования.

Объектами моделирования могут быть материальные и идеальные предметы. Рассматривать те и другие следует в зависимости от целей и задач моделирования. Но всегда возможно устанавливать соответствие между материальными и идеальными объектами моделирования.

Н
а основе соответствия можем выделить методы моделирования. Прежде всего, устанавливаются:

Природа объекта моделирования, виды:

Вещественные объекты

Энергетические

Информационные

Э
то базовые виды, всего 15 классов объектов.

Инвариантные свойства объекта моделирования.

В качестве инвариантов объектов выделяются:

μ – строение объекта.

φ – поведение (функция).

ω – организация (управление).

Если строение – общий термин, то морфология используется для живых систем (но это широкий термин – морфология рассматривает не только объекты, но и их свойства), для машин используется – структура. Организация – реализуется через функции управления. Управление – это механизм, через который реализуется организованность. Через комбинирование инвариантных свойств получим отличие:

φ- μ – структурно-морфологические свойства.

μ- φ – морфологически функциональные свойства.

Бинарные комбинации:

С
учетом рассматриваемых инвариантов моделирования мы имеем разные аспекты объекта, отраженные в модели.

Предметом моделирования может быть каждый из инвариантов, а так же бинарные и тернарные комбинации. В соответствии с выбором инварианта выбирается метод моделирования.

По полноте отображаемых свойств в модели. Различают категории:

полное моделирование.

Частичное моделирование.

При полном моделировании объект моделирования отображается в модели целиком (все компоненты и свойства).

При неполном моделировании отражается часть оригинала, при этом допускается сопряжение оставшихся частей с созданной моделью. Такие модели называются полунатурными.

По степени ориентации на объект моделирования.

Различают:

модели, ориентированные на один единственный Σ0.

Когда модель ориентированна на совокупность аналогичных Σ0.

Модель не ориентирована на конкретные объекты, а принадлежит определенной сфере деятельности.

Модель параметрически настраивается на оригинал.

Модель интерпретируется на конкретный объект предметной области, а далее сводится к 1.

Модель интерпретируется на предметную область, интерпретируется на конкретный объект, настраивает на конкретное состояние объекта.

Интерпретация, как правило, осуществляется по уровням:

Семантическая.

Синтаксическая.

Качественная.

Количественная.

Анализ и описание функционирования объектов моделирования на основе концептуальной модели

Структурный анализ системы моделирования.

Конкретизировать и детализировать соответствующую компоненту триады.





Анализ компоненты эксперт (ее функционального значения в системе моделирования)





Эксперт может быть представлен некоторым коллективом специалистов в указанных предметных областях.

Эксперт – специалист в предметной области моделирования и заказчика. Эксперт по моделированию должен обладать соответствующей системой восприятия.

Может иметь различные степени соответствия оригиналу в зависимости от компетенции, уровня знаний эксперта. Полнота ментальной модели определяется экспертами по моделированию.

Основной критерий моделирования – знания эксперта и верно построенное мышление.



Анализ объекта оригинала

Осуществляется по иерархической схеме определяющей структуру сферы деятельности эксперта. Анализ объекта не зависимо от его природы осуществляется традиционными методами в зависимости от реализуемых целей и задач моделирования.

Стратификация и декомпозиция. На основе стратификации вычленяются базовые аспекты объекта моделирования, как некоторые «независимые» слаборазвитые подсистемы оригинала, при этом «тело» системы даже концептуально не разрезается, происходит как бы проецирование базовых объектов на соответствующее производство.





Представление объекта моделирования в качестве результата анализа дает описание, однако, такое описание нужно строить целенаправленно. К моделированию приступают, обладая минимально необходимой информацией для создания (построения) модели.



Модель.

Под моделью принято понимать идеальный объект на определенных этапах познания замещающий оригинал и дающий о нем новую информацию. Модель может генерировать новую информацию об объекте оригинале, это ее основная функция, т.е. такая информация, о какой не имеют понятия разработчики, и позволяет раскрыть неизвестные данные об объекте. Новизна информации генерируемой моделью является ее основным атрибутом.





С точки зрения познания используются подходы:

Теоретические.

Экспериментальные.

В соответствии с этими подходами виды деятельности эксперта различаются на теоретические и экспериментальные.

^ Теоретическая деятельность предполагает использование фундаментальных законов природы, принципов и методов для решения задачи моделирования. При этом непосредственно могут использоваться уже существующие теории или специально разрабатываемые для целей моделирования. При теоретической форме деятельности могут использоваться различные гипотезы.

^ Экспериментальная деятельность реализуется тремя возможными способами:

Эксперимент с реальным объектом моделирования.

Эксперимент с моделью объекта оригинала (в том числе и с виртуальной).

Мысленный эксперимент (осуществляется в процессе умственной деятельности).

Результаты таких экспериментов могут быть использованы для осуществления других видов деятельности, необходимых для решения задач моделирования. С точки зрения реализуемых целей деятельность эксперта по моделированию имеет два основных аспекта:

Познавательный.

Созидательный.

П
ознавательная деятельность предполагает использование теоретических и экспериментальных методов, а так же эмпирические знания эксперта с целью расширения знания об объекте оригинале в процессе создания модели и ее использования.

При этом познавательный процесс направлен на объект оригинал и его аналог, а так же на модель, выступающую в качестве инструментального средства познания оригинала.

^ Созидательная деятельность ориентирована на построение адекватной модели, а так же на разработку плана, программы, проведения эксперимента с моделью.

Модель – это инструмент, средство для которого создается план, программа проведения эксперимента для получения дополнительной информации об объекте.

Полная схема взаимодействия.

Схема для Σ0.






Для формирования релевантного (адекватного) Σ0, для необходимого создания модели.


Аналогично можно записать для модели:

В
такой системе деятельность эксперта по моделированию направлено на модель. При чем в зависимости от вида этой деятельности мы имеем две фазы, реализующие различные цели моделирования.

На создание модели.

На использование для решения задач.

Т.о. цикл моделирования связанный с Σ0 может быть описан такой схемой, которая все учитывает.

Получим схему, полностью описывающую моделирование, в зависимости от целей, которые необходимо реализовывать эксперту по моделированию.

И

спользуя теоретические и экспериментальные методы, мы реализуем различные задачи моделирования.

^ Диаграмма модельной деятельности:


Диаграмма определяет полный комплекс задач, реализуемых ЭМ, в процессе модельной деятельности. К числу таких задач относятся: однофазные и двухфазные задачи.


П
рямых связей нет (только у гибридов), существует только опосредованные связи, которые определяются гомоморфными отношениями (в одну сторону). Модель всегда (по определению) проще оригинала – она отображает только те аспекты оригинала, которые определяются целями и задачами моделирования. При моделировании систем, при исследовании оригинала, надо выделить только существенное, главное и именно это отобразить в модели. Такой подход оправдан тем, что в сложных системах согласно принципу Паретто – 20% существенных факторов определяют 80% свойств системы и 20% несущественных факторов определяют 20% свойств системы. Именно этот принцип помогает минимально исказить оригинал.

Главная проблема – определить существенные факторы для моделирования, в соответствии с целями и задачами. Хотя бывает, что для решения требуются несущественные факторы (исключение).

Степень соответствия модели оригинала:

Количественное соответствие параметров и характеристик при качественной оценке, если величина безразмерна, то соответственно определена категорией точности.

При качественном соответствии можно говорить о релевантности (модель релевантна оригиналу – существует информационное соответствие, семантическое соответствие). Но! Если задача решается на основе методов аналогии, то между моделью и оригиналом устанавливаются оптимальные аналогии в различных предметных областях.

Статическое соответствие. (Определяется через теорию вероятности и семантику.)

Если степень соответствия М и Σ0 совпадают, то модель адекватна. На практике для оценки адекватности модели используют:

Критерий Стьюдента (нижняя грань).

Критерий Чебышева (верхняя грань).

Для реализации используются математические методы поиска адекватной модели.

^ Основные функции и назначения модели.

Модель инструментальное средство, дающее решать сложные, не доопределенные, некорректные, неформальные задачи – это задачи моделирования.

^ Моделирование ориентированно на:

Решение задач научного исследования (проверка любых гипотез).

Проведение инженерного эксперимента.

Задача моделирования состоит в том, что выдвинутая гипотеза, описанная тем или иным способом, закладываются в имитационную модель. В модели отображается существо той задачи, на которую направлена гипотеза. Результатом такого моделирования должно быть подтверждение гипотезы.

Функции:

Прогностическая функция моделирования предполагает прогноз решения задачи. Разрабатывается программа модели прогнозирования – закладывается задача, и предполагаемая модель определяет спектр факторов, характеристик и параметров прогнозируемой ситуации и их комбинации, модель апробируется. Результатом является ответ на вопрос «Что будет если?» Такая методология позволяет дать корректные заключения на любые вопросы без особых материальных затрат.

Модель, как средство накопления, организации и хранения информации. Моделирования – одна из базовых информационных технологий, т.к. в системе идут информационные связи (например, система «субъект-объект»). Модель мира не идеальна и информационна – это база для моделирования. Рассмотрим процессы:

Накопление информации – связано с познанием оригинала, аналогов оригинала, полученной информации о них и фиксации ее, актуализировать знания об объектах и сформировать информационную базу об объекте оригинале.

Организация информации (упорядочивание) – ориентированно на создание модели (в будущем).

Фиксация информации (хранение) – упорядоченная информация хранится в исследуемой модели.

Использование информации для решения задач моделирования.

Генерация информации – модель генерирует новую информацию (результат моделирования – новая информация для исследования)

Модель, как «усилитель» умственной деятельности человека. Модель усиливает творческую деятельность (расширение спектра решаемых задач). При рассмотрении модели необходимо учитывать ее целесообразность с экономической точки зрения.



Системно-комплексный принцип и моделирование


Принципы моделирования.

Включает две фазы:

Создание модели.

Использование модели.

Эти фазы различаются, следовательно, принципы, методы и средства, которые необходимы для реализации этих фаз, так же имеют различия. Некоторые принципы моделирования для этих фаз могут быть общими, другие различны.

Принцип – это основное исходное положение, какой либо теории, учение, руководящая идея, основное правило деятельности. Принцип – это первоначало, исходный пункт, предпосылка какой-либо теории или концепции.

Роль принципов в познании, их значимость в очень сжатой форме отражают следующие высказывания:

Карл Гельвеций. «Знания некоторых принципов легко возмещает незнание некоторых фактов».

Н.Н. Моисеев. «Без общих принципов человек слеп, как без фонаря в темную, беззвездную ночь».



Э
→П→ПΣ→Σ΄→Э→П→См→М

В основе лежат пять компонент в основе принципы познавательно-созидательной деятельности в сфере модулирования. Используются теоретический и экспериментальный подходы. Объекты, на которые направлена деятельность – это оригинал Σ и модель М. Т.о. мы переходим от понятия принципы моделирования к понятию принципы модельной деятельности эксперта по моделированию. И эта модельная деятельность направлена на две фазы: создание модели и ее дальнейшее использование. Создание модели и ее использование реализуется через посредство модели жизненного цикла или на основе жизненного цикла модели.

Развитие непосредственно конкретной модели определяется, как онтогенетические (онтогенез), от идеи ее рождения до завершения использования. Онтогенетическое развитие включает следующую последовательность фаз:

Исследование (анализ).

Проектирование.

Конструирование.

Реализация.

Эксплуатация.

Деградация.

Модернизация.

Филогенетическое развитие (филогенез) развитие по поколениям, в биологии это развитие популяции с приобретением новых свойств. Принципиальное изменение качественных свойств. Спиралевидное развитие имеет тенденцию к сжиманию, т.е. уменьшение периода времени каждого последующего поколения.





Э→П→ПΣ→Σ΄→Э→П→См→М



^ Принцип системности.

Свойство целенаправленности в субъектном восприятии производится частью системы. Совокупность системных методов, признаков, способов анализа и синтеза различных объектов образуют системный подход, а системный подход определяет методологию создания и использования модели в частном случае и методологию анализа и синтеза сложных систем в общем случае. Принцип является базисом системного подхода.

^ Формулировка принципа системности:

Рассмотрение объекта оригинала и создание модели этого объекта должно осуществляться исходя из представлений о способности составляющих такой объект компонент, а как следствие и моделей этих компонент вступать в такого рода отношения (взаимосвязи и взаимодействия) в результате которых порождаются целостные свойства системы (модели) в том числе и интегративные (эмерджентные), т.е. такие которые не присущи не одному из отдельно взятых компонент или их локальных совокупностей.

^ Принцип комплексности.

Он близок к принципу системности. Принцип системности работает, когда система однородна, когда не надо определенных методов для взаимосвязи компонент, это класс гомогенных систем. Принцип комплексности доминирует в тех случаях, когда объект исследования неоднороден или существенно неоднороден. Сложность может определяться различным образом (через информационную меру на основе количества состояний, энтропией). Отображение этого свойства реализуется через комплексность. С точки зрения комплексности мы рассматриваем уровень целостности более низкой целостности (от конгломерата до аддитивной целостности). Использование такого взгляда в реальной деятельности реализуется через комплексный подход. В силу того, что системность и комплексность является характеристиками одного и того же объекта оригинала системность и комплексность взаимозависимы и взаимосвязаны представления субъекта об объекте оригинале.

^ Формулировка принципа комплексности.

П
ринцип комплексности предполагает всестороннее, многоаспектное, многофакторное рассмотрение системы (объекта оригинала), как неоднородной, взаимосвязанной и взаимодействующей совокупности компонент избирательно вовлеченных в единое целое в соответствии с определенными исходными концепциями, причем согласованное функционирование исходных компонент направлено на достижение единой глобальной цели.

Комплексный подход представляет методологическую базу для анализа и синтеза сложных систем.

Уровни реализации системно комплексного подхода.

1 уровень:

когда системный и комплексный подходы формируются и используются безотносительно, независимо друг от друга.

2 уровень:


К
огда в качестве базового подхода рассматривается системный подход, а второстепенным, поддерживающим является комплексный подход.

3 уровень:

К
огда в качестве базового подхода рассматривается комплексный подход, а второстепенным, поддерживающим является системный подход.

4 уровень:

Когда системный и комплексный подходы равноправны, используются для решения одной задачи параллельно, с учетом того, что они оба существуют и оба используются.

5
уровень:

Когда используются и системный и комплексный подходы, но каждый из них помимо самостоятельного имеет еще и некоторую общую компоненту, называемую системно комплексным подходом, но степень делегирования каждого из подходов друг к другу модет быть равна.





6 уровень:

Компоненты практически полностью делегированы (совпадают).

Четвертый и шестой уровни чисто теоретические.

^ Системно комплексный подход:

При моделировании или анализе (синтезе) сложных систем рассмотрение такой системы, а как следствие и соответствующей модели, должно осуществляться с единых методологических и системологических позиций через посредстСтепень детализации описания зависит от цели моделирования и от доступности информации об Σº, его аналогах и соответствующих окружающих средах. Если описание среды существующей задачи неполное, то реализуется итеративный процесс уточнения, конкретизации модели (строится грубая модель Σº и с её помощью описание уточняется), в последующем используется для уточнения информации.
Определение и формулирование целей моделирования (Zр). Возможно формулирование двух несовпадающих целей:

задачи моделирования;

моделирование.

При чём первая цель может быть шире второй. Это наиболее важный этап – постановка целей, так как получен не только конечный результат, но и модель, которая может быть использована не для одной задачи моделирования.

Условия, при которых намеченная цель будет достигнута. Условия могут содержать несколько компонент: ограничение, обеспечение и действие. Обозначение: Ср – условия достижения целей моделирования.

Исходные данные задачи моделирования (Јр). Исходя из описания задачи можно сказать, что задача моделирования определяется концептуальной моделью задачи моделирования в кортежном описание:

Ρм = < Σрº, Zр, Cр, Jр >

Раскрытие содержания элементов кортежа составляет описание задачи моделирования. В данном случае мы строим описание на основе дедуктивного подхода, по схеме: «от общего к частному». Содержание кортежа можно конкретизировать совокупностью кортежей:

* Σр = (Σрº, Σрr ; (Σрνº, Σр1r: ν =1, …N)

* Zр = (Zрм; Zрνº: ν = 1, …W)

* Cр= < Mр, Aр, Ρр, Гр >

где Mр – методы моделирования;

Aр – алгоритм действий;

Ρр – реализация алгоритма в программе;

Гр – показатель адекватности модели (это условия достижения целей задач моделирования).

Данный кортеж определяет необходимые и достаточные условия достижения целей задач моделирования.

Второй подход связан с анализом и синтезом. Методы моделирования, в их формализованной и описательной формах представления, расчленяются на отдельные компоненты – этапы (декомпозиция каждого метода на логически связанное число фрагментов). Библиотека методов трансформируется в библиотеку фрагментов – модулей моделирования (в библиотеке должны быть ссылки на возможную сопрягаемость, непротиворечивость модулей моделирования). Тогда, в зависимости от исходных модулей моделирования, если не найдено прямого метода реализации задачи, решается задача синтеза метода моделирования данной задачи на основе модулей, используются рекурсивные задачные технологии, в основе которых концептуальная модель задачи.

Если исходный метод и из библиотеки не подходят для решения задачи моделирования, то специалистами разрабатываются дополняющие модули методов моделирования для решения исходных задач.

Если методов для задачи не существует вообще, то методы моделирования создаются специально заново.

Замечание:

При решение задач 2 – 4 случая результаты заносятся в библиотеку методов и модулей.


Для уровня алгоритмов и программ используются аналогичные подходы, но содержание различно.

Представление показателей адекватности может быть представлено в форме соответствующей базы данных, куда заносятся методы формирующие показатели адекватности, формы их представления и реализации, в зависимости от реализуемых методов моделирования.

* Jр = < Др, Кр >

где Д – данные;

К – знания.

^ Показатель адекватности будем рассматривать как оценку качества рез