Файл: Моделирование в научных исследованиях стало использоваться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 103
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Классификация моделей
Классификация – это разделение объектов на группы, имеющие один или несколько общих признаков. В зависимости от признака классификации одни и те же модели могут быть отнесены к разным классам.
Классификация по области использования модели представлена на рис.
1.2.
Рис. 1.2. Классификация моделей по области использования
Учебныемодели– наглядные пособия, тренажеры, обучающие программы.
Игровыемодели– это экономические, военные, деловые игры. Они репетируют поведение объекта в различных ситуациях.
Исследовательскиемоделисоздаются для исследования процессов или явлений, например, стенды для проверки электронной аппаратуры.
Опытные модели – это уменьшенные или увеличенные копии объектов. Их используют для исследования объекта и прогнозирования его будущих характеристик (например, опытная модель проектируемого автомобиля).
Имитационныемоделиимитируют реальность, при этом, как правило, эксперимент многократно повторяется.
Классификация по отрасли представленных в модели знаний разделяет все модели на физические, биологические, социальные, экономическиеи т. д.
Классификация по способу представления модели
Отразить в модели признаки оригинала можно разными способами. Можно скопировать признаки, построив натурную (материальную) модель. Примерами натурных моделей являются макеты и муляжи – уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие либо внешний вид объекта (например, глобус), либо его
структуру (например, модель Солнечной системы), либо поведение (например, радиоуправляемая модель автомобиля).
Можно построить модель объекта, описав его свойства на одном из языков кодирования информации – дать словесное описание, привести формулу, чертеж, рисунок. Такая модель называется информационной моделью. Замена реального объекта его формальным описанием, т. е. его информационной моделью, называется формализацией.Существуют разные формы представления информационных моделей: словесные (вербальные), графические, математические, табличные и др. (рис. 1.3).
Вербальнаямодель– информационная модель в мысленной или разговорной форме.
Знаковаямодель– информационная модель, выраженная знаками, т. е. средствами любого формального языка.
Математическаямодель– модель, представленная с помощью математических формул.
Логическаямодель– это модель, в которой представлены различные варианты выбора действий на основе умозаключений и анализа условий.
Специальныемодели– это, например, химические формулы, ноты и т. д.
Рис. 1.3. Классификация моделей по способу представления
Геометрическая модель – модель, представленная с помощью графических форм (граф, блок-схема алгоритма решения задачи, диаграмма).
Граф – это множество вершин и множество ребер, соединяющих между собой все или часть этих вершин. На рис. 1.5,а показана геометрическая модель в виде графа, представляющая схему дорог, соединяющих населенные
пункты. Вершины графа – это населенные пункты, ребра – дороги. Построенная модель позволяет, например, ответить на вопрос: через какие населенные пункты нужно проехать, чтобы добраться из пункта А в пункт В. Однако, эта модель не позволяет ответить на вопрос, сколько составит расстояние от одного населенного пункта до другого. На этот вопрос можно ответить с помощью модели в виде взвешенногографа, каждое ребро которого отмечено числом, равным по значению расстоянию между соответствующими населенными пунктами (рис. 1.4,б).
Рис. 1.4. Модель в виде графа
Табличнаямодель– это информация о моделируемом объекте, структурированная в виде таблицы. Различают следующие типы табличных моделей:
-
таблица типа «объект-свойство» в одной строке содержит информацию об одном объекте в виде заданного набора его свойств -
таблица типа «объект-объект» отражает взаимосвязи между разными объектами по какому-либо свойству -
таблица типа «двоичная матрица» является частным случаем таблицы
«объект-объект» и отражает наличие или отсутствие связи между объектами
Классификация по характеру отображаемых свойств объекта моделирования
По характеру отображаемых свойств выделяют два типа моделей:
-
структурные– отражают структуру (устройство) моделируемого объекта, существенные для целей исследования свойства и взаимосвязи компонентов этого объекта; -
функциональные– отражают внешне воспринимаемое поведение (функционирование) объекта.
Функциональные модели
часто строятся как модели черного ящика рис. 1.5.
Название «черный ящик» образно подчеркивает отсутствие сведений о внутреннем содержании объекта.
Рис. 1.5. Модель «черного ящика»
Наряду с моделью черного ящика по степени информированности исследователя о моделируемом объекте, выделяют еще два вида моделей:
-
«белыйящик»– известно все о внутреннем содержании объекта; -
«серыйящик»– известна структура объекта, неизвестны количественные значения параметров.
Классификация с учетом фактора времени
С учетом фактора времени модели можно разделить на два класса:
-
статическиемодели– это одномоментный срез информации по объекту; -
динамическиемоделипозволяют увидеть изменение объекта во времени.
Например, медицинская карта состояния здоровья пациента в поликлинике отражает изменение состояния здоровья человека за некоторый период времени (динамическая модель), а медицинское обследование при поступлении на работу дает картину состояния здоровья на данный момент времени (статическая модель).
Классификация по характеру изменения модели во времени охватывает динамические модели и выделяет два типа моделей:
-
непрерывные–изменяют свое состояние во времени за сколь угодно малое приращение времени; -
дискретные – изменяют свое состояние во времени дискретно, через определенный временной интервал.