logo
Лекция 2

Классификация по форме представления

  1. Материальные- воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение (детские игрушки, наглядные учебные пособия, макеты, модели автомобилей и самолетов и прочее).

  • Информационные- совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с внешним миром).

    • 2.1. Вербальные- словесное описание на естественном языке).

    • 2.2. Знаковые- информационная модель, выраженная специальными знаками (средствами любого формального языка).

      • 2.2.1. Математические - математическое описание соотношений между количественными характеристиками объекта моделирования.

      • 2.2.2. Графические - карты, чертежи, схемы, графики, диаграммы, графы систем.

      • 2.2.3. Табличные - таблицы: объект-свойство, объект-объект, двоичные матрицы и так далее.

  • Идеальные– материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник, идеальный газ, бесконечность, геометрическая точка и прочее...

    • 3.1. Неформализованныемодели - системы представлений об объекте оригинале, сложившиеся в человеческом мозгу.

    • 3.2. Частично формализованные.

      • 3.2.1. Вербальные - описание свойств и характеристик оригинала на некотором естественном языке (текстовые материалы проектной документации, словесное описание результатов технического эксперимента).

      • 3.2.2. Графические иконические - черты, свойства и характеристики оригинала, реально или хотя бы теоретически доступные непосредственно зрительному восприятию (художественная графика, технологические карты).

      • 3.2.3. Графические условные - данные наблюдений и экспериментальных исследований в виде графиков, диаграмм, схем.

    • 3.3. Вполне формализованные(математические) модели.

    Классификация по способу отображения действительности:

    1. Эвристические модели, как правило, представляют собой образы, рисуемые в воображении человека. Их описание ведется словами естественного языка (например,вербальнаяинформационная модель) и, обычно, неоднозначно и субъективно. Эти модели неформализуемы, то есть не описываются формально-логическими и математическими выражениями, хотя и рождаются на основе представления реальных процессов и явлений.

    Эвристические модели используют на начальных этапах проектирования или других видов деятельности, когда сведения о разрабатываемой системе ещё скудны. На последующих этапах проектирования эти модели заменяют на более конкретные и точные.

    2. Натурные модели. Отличительной чертой этих моделей является их подобие реальным системам (они материальны), а отличие состоит в размерах, числе и материале элементов и т. п. По принадлежности к предметной области модели подразделяют на следующие:

    • Физические модели. Это — реальные изделия, образцы, экспериментальные и натурные модели, когда между параметрами системы и модели одинаковой физической природы существует однозначное соответствие. Выбор размеров таких моделей ведется с соблюдениемтеории подобия. Физические модели подразделяются на объемные (модели и макеты) и плоские (тремплеты):

      • в данном случае под модельюпонимают изделие или устройство, являющееся упрощенным подобием исследуемого объекта или позволяющее воссоздать исследуемый процесс или явление (глобус как модель Земли, игрушечный самолёт с учётом его аэродинамики);

      • под тремплетомпонимают изделие, являющееся плоским масштабным отображением объекта в виде упрощенной ортогональной проекции или его контурным очертанием;

      • под макетомпонимают изделие, собранное из моделей и/или тремплетов.

    3. Математические модели—формализуемые, то есть представляют собой совокупность взаимосвязанных математических и формально-логических выражений, как правило, отображающих реальные процессы и явления (физические, психические, социальные и т. д.). По форме представления бывают:

    • аналитические модели. Их решения ищутся в замкнутом виде, в виде функциональных зависимостей. Удобны при анализе сущности описываемого явления или процесса и использовании в других математических моделях, но отыскание их решений бывает весьма затруднено;

    • численные модели. Их решения — дискретный ряд чисел (таблицы). Модели универсальны, удобны для решения сложных задач, но не наглядны и трудоемки при анализе и установлении взаимосвязей между параметрами. В настоящее время такие модели реализуют в виде программных комплексов — пакетов программ для расчета на компьютере.Программные комплексыбывают прикладные, привязанные к предметной области и конкретному объекту, явлению, процессу, и общие, реализующие универсальные математические соотношения (например, расчет системы алгебраических уравнений);

    • формально-логические информационные модели— это модели, созданные на формальном языке.

    Построение математических моделей возможно следующими способами:

    • аналитическим путем, то есть выводом из физических законов, математических аксиом или теорем;

    • экспериментальным путем, то есть посредством обработки результатов экспериментаи подборааппроксимирующих(приближенно совпадающих) зависимостей.

    Математические модели более универсальны и дешевы, позволяют поставить «чистый» эксперимент (то есть в пределах точности модели исследовать влияние какого-то отдельного параметрапри постоянстве других), прогнозировать развитие явления или процесса, отыскать способы управления ими. Математические модели — основа построения компьютерных моделей и применения вычислительной техники.

    По целям использованиявыделяются моделиучебные, опытные, имитационные, игровые, научно-технические.

    По области знанийвыделяются моделибиологические, экономические, исторические, социологическиеи т.д.

    По фактору времениразделяются моделидинамическиеистатические. Статическая модель отражает строение и параметры объекта, поэтому ее называют такжеструктурной. Она описывает объект в определенный момент времени, дает срез информации о нем. Динамическая модель отражает процесс функционирования объекта или изменения и развития процессаво времени.