La crearea modelelor de informații, înainte de alegerea SOI, este necesar să ne ghidăm după următoarele cerințe ergonomice:
♦ din punct de vedere al cantității de informații, acestea trebuie să asigure un echilibru informațional optim și să nu conducă la fenomene atât de nedorite precum deficitul sau excesul de informații;
♦ ca formă și alcătuire, ele trebuie să corespundă sarcinilor procesului de muncă și capacităților unei persoane de a primi, analiza, evalua informații și implementa acțiuni de control.
Luarea în considerare a acestor cerințe în procesul de proiectare a modelelor informaționale permite operatorului să îndeplinească funcțiile care îi sunt atribuite cu eficiența și acuratețea necesare, previne apariția acțiunilor eronate și asigură funcționarea eficientă a sistemului „om-mașină”.
Experiența în dezvoltarea și utilizarea modelelor informaționale, precum și analiza activităților operatorilor cu acestea, fac posibilă formularea unui număr dintre cele mai importante caracteristici ale modelelor informaționale.
Afișarea informațiilor esențiale și a situației problematice.În modelul informațional trebuie prezentate doar proprietățile de bază, relațiile, conexiunile obiectelor gestionate. În acest sens, modelul reproduce realitatea într-o formă simplificată și este întotdeauna o parte din schematizarea ei. Gradul și natura simplificării și schematizării pot fi determinate pe baza unei analize a sarcinilor sistemelor „om-mașină”.
Când apare o situație problematică în management, percepția acesteia este facilitată dacă modelul informațional prevede afișarea:
♦ modificări ale proprietăților elementelor situației care apar în timpul interacțiunii lor. În acest caz, schimbați
proprietățile elementelor individuale sunt percepute nu izolat, ci în contextul situației în ansamblu;
♦ relații dinamice ale obiectelor controlate, în timp ce legăturile și interacțiunile modelului informațional ar trebui să fie afișate în dezvoltare. Este permisă și chiar utilă exagerarea sau îmbunătățirea afișării tendințelor în dezvoltarea elementelor unei situații, a conexiunilor acestora sau a situației în ansamblu;
♦ relaţii conflictuale, în care intră elementele situaţiei.
Organizarea structurii și vizibilitatea informațiilor modele. Organizarea optimă a structurii modelului informațional vă permite să percepeți rapid și precis situația afișată în ansamblu. O modalitate de a-l organiza în acest fel este să ai un aspect bun. Modelul informațional ar trebui să reprezinte un set de informații care se află într-o interacțiune clară și evidentă.
Modelul trebuie să fie descriptiv, adică pentru a oferi operatorului capacitatea de a percepe datele rapid, precis și fără analize minuțioase. Cu toate acestea, obiectele de control, proprietățile și interacțiunile lor nu au întotdeauna semne vizuale. În acest caz, atunci când se dezvoltă modele informaționale, trebuie să se rezolve probleme apropiate de cele care sunt definite în metodologia științei drept „vizualizarea conceptelor”.
Etapele construirii unui model informatic. Ordinea construirii unui model de informații, de regulă, este următoarea:
1) determinarea sarcinilor de sistem și prioritatea soluționării acestora;
2) determinarea surselor de informare, a metodelor de rezolvare a problemelor, a timpului necesar rezolvarii acestora, precum si a acuratetii cerute;
3) alcătuirea unei liste de tipuri de obiecte de control, determinarea numărului acestora și a parametrilor sistemului;
4) compilarea unei liste de atribute ale diferitelor tipuri de obiecte de control;
5) repartizarea obiectelor și trăsăturilor în funcție de gradul de importanță, alegerea obiectelor și trăsăturilor critice, a căror luare în considerare este necesară în primul rând;
6) alegerea sistemului și metodelor de codificare a obiectelor de control, stările și caracteristicile acestora;
7) elaborarea unei compoziţii generale a modelelor informaţionale;
8) stabilirea listei de acțiuni executive ale operatorilor, efectuate în procesul de rezolvare a problemei și după luarea unei decizii;
9) realizarea unui model care simulează o situație posibilă, verificând eficacitatea opțiunilor selectate pentru modelele de informații și sistemele de codificare a informațiilor. Criteriul de eficienta este timpul, acuratetea si intensitatea muncii operatorului;
10) determinarea modificărilor pe baza rezultatelor experimentelor cu alcătuirea modelelor informaționale și a sistemelor de codificare, verificarea eficienței fiecărei versiuni noi asupra modelului;
1 1) determinarea nivelului de pregătire profesională a operatorilor pe model și conformitatea acestuia cu cel dat;
12) intocmirea instructiunilor de lucru a operatorilor din sistemul de control.
Procedura propusă pentru construirea modelelor informaționale este conturată doar în termeni generali. Poate varia în funcție de specificul anumitor sisteme de control și funcții ale operatorului.
Prezentare:2. Ce este un model? Când se folosește modelarea? Un model este un obiect nou care reflectă trăsăturile obiectului, procesului sau fenomenului care sunt esențiale din punctul de vedere al scopului modelării.
Modelarea este folosită în cazurile în care obiectul este prea mare sau prea mic, procesul decurge foarte repede sau foarte lent, studiul obiectului poate fi periculos pentru alții, etc.3. Confirmați prin exemple validitatea următoarelor afirmații:
a) unui singur obiect pot corespunde mai multe modele;
b) un model poate corespunde mai multor obiecte.
Exemple: a - Obiect: Autoturism, modele: loc parcare, desen, indicator rutier, autoturism radiocomandat.
b - Model: Schemă, obiecte: schema metrou, schema clădirii, scheme radio
4. Dați exemple de modele la scară completă și de modele informaționale.
Modele la scară largă: o jucărie, un manechin, o fotografie etc.Modele de informații: tabel, grafic, formulă etc.
5. În următoarea listă de modele, indicați cele care pot fi utilizate pentru:
a - amenajarea dezvoltării zonei rezidențiale; fotografii cu mișcarea maselor de aer.b - fotografii ale mișcării maselor de aer; un model de zbor al unei aeronave cu un design nou într-un tunel de vânt; diagrama structurii organelor interne umane.
c - fotografii ale mișcării maselor de aer; un model de zbor al unei aeronave cu un design nou într-un tunel de vânt; diagrama structurii organelor interne umane.
d - fotografii ale mișcării maselor de aer; orarul trenurilor; model de zbor al unei aeronave de design nou într-un tunel de vânt.
e - ora trenului.
6. Dați un exemplu de model informațional
a - un tip, înălțime 173 cm, ochi căprui, brunetă.b - un tip înalt, blond, atletic, abil, rapid.
c - amabil, pufos, miauna constant.
d - etajul 3, apartament spatios cu 3 camere.
d - coperta tare
f - disc CD-R cu o capacitate de 700 MB, se inregistreaza muzica rock.
g - oraș rusesc, multinațional, situat în regiunea Nijni Novgorod.
7. Descrieți etapele construirii unui model informațional. Care este esența etapei de formalizare?
Construirea unui model de informare începe cu analiza stării problemei. După analiză, se determină obiectul și scopul simulării. După aceea, sunt evidențiate trăsăturile esențiale ale modelului și, la final, formalizarea.Formalizarea este înlocuirea unui obiect real cu descrierea sa formală, adică modelul său informațional.
8. Enumeraţi tipurile de modele informaţionale în funcţie de forma de prezentare a informaţiilor despre obiectul modelării. Dați exemple de modele de informații de fiecare tip.
Schema - harta metroului, harta rutiera etc.Tabel - revistă cool, lista de prețuri pentru produse etc.
Modelul ierarhic este clasificarea speciilor de animale, amplasarea cărților în bibliotecă etc.
În această etapă, proprietățile, stările, acțiunile și alte caracteristici ale obiectelor elementare sunt clarificate sub orice formă: oral, sub formă de diagrame, tabele. Se formează o idee despre obiectele elementare care alcătuiesc obiectul original, adică modelul informațional.
Modelele ar trebui să reflecte cele mai esențiale caracteristici, proprietăți, stări și relații ale obiectelor lumii obiective. Ele oferă informații complete despre obiect. Poate fi versatil și destul de extins.
Nu trebuie să existe o mulțime de informații. Este important ca acesta să fie „pe fondul problemei”, adică să corespundă scopului pentru care este utilizat.
Pentru a studia un obiect, o persoană colectează informații despre acesta, în funcție de scopul pentru care este investigat, de ce mijloace și cunoștințe deține o persoană, se vor obține informații de volum diferit. Unul și același obiect poate fi privit din puncte de vedere diferite și, în consecință, descris în moduri diferite. Unele proprietăți ale unui obiect pot fi scrise sub formă de formule care leagă diferiți parametri. De exemplu, legea conservării masei în reacțiile chimice sau legile refracției luminii etc. Pentru a descrie obiectele, proprietățile și relațiile lor, puteți folosi diverse scheme, desene, sisteme de semne, caracteristici numerice. Și deși informațiile nu pot înlocui un obiect real, fiecare astfel de descriere îl va caracteriza cu diferite grade de acuratețe.
În modelul informațional, parametrii obiectului și componentele acestuia sunt prezentați sub formă numerică, textuală sau de altă natură, iar acțiunile din timpul studiului sunt prezentate sub forma unor procese de prelucrare a informațiilor.
Modelele informaționale joacă un rol foarte important în viața umană.
Cunoștințele pe care le primiți la institut au forma unui model informațional conceput în scopul studierii obiectelor și fenomenelor.
Modelul informațional nu caracterizează niciodată pe deplin obiectul și nu ar trebui să facă acest lucru. Pentru același obiect pot fi construite diferite modele de informații.
Să alegem un obiect precum o „persoană” pentru modelare. O persoană poate fi privită din diferite puncte de vedere: ca individ separat și ca persoană în general.
Dacă aveți în minte o anumită persoană, atunci puteți construi modele care sunt prezentate în tabel. 2.1-2.3.
Tabelul 2.1. Model informativ cadet
Tabelul 2.2. Model informativ al vizitatorului miere. cabinet
Tabelul 2.3. Modelul informațional al unui angajat al unei întreprinderi
Dacă considerăm o persoană ca o specie biologică, atunci este posibil să construim modele de informații care descriu structura sau funcționarea diferitelor sisteme ale corpului, de exemplu, sistemul nervos sau sistemul circulator.
Să luăm în considerare și alte exemple de modele de informații diferite pentru același obiect.
Numeroși martori ai crimei au raportat o varietate de informații despre presupusul atacator - acestea sunt modelele lor de informații. Reprezentantul poliției ar trebui să aleagă din fluxul de informații pe cele mai esențiale, care vor ajuta la găsirea infractorului și la reținerea acestuia. Un reprezentant al legii poate avea mai multe modele informaționale de bandit. Succesul cazului depinde de cât de corect sunt alese caracteristicile esențiale, iar cele secundare sunt eliminate.
Selectarea celor mai esențiale informații pentru creareamodelul informaţional şi complexitatea acestuia se datorează scopului modelării.
Construirea modelului informațional este punctul de plecare pentru faza de dezvoltare a modelului.
Toți parametrii de intrare ai obiectelor, selectați în timpul analizei, sunt aranjați în ordine descrescătoare a importanței și modelul este simplificat în conformitate cu scopul modelării. Aceasta elimină factorii care sunt nesemnificativi din punctul de vedere al celui care determină modelul. Dacă renunțăm la cei mai importanți factori, atunci modelul se va dovedi a fi incorect.
Se pot construi mai multe modele in functie de numarul de factori determinanti. Multe studii folosesc tehnica creării de modele pentru un obiect, începând cu cele mai simple - cu un set minim de parametri definitori. Mai departe, modelele devin mai complexe, adică sunt introduși acei parametri care au fost abandonați anterior.
Uneori, sarcina poate fi formulată inițial într-o formă simplificată. Acesta stabilește clar obiectivele și definește parametrii modelului care trebuie luați în considerare.
Toate obiectele elementare, selectate în timpul analizei, trebuie prezentate în relație. În modelul informațional sunt afișate doar relații incontestabile și acțiuni evidente. Un astfel de model oferă ideea principală care determină cursul ulterioar al simulării.
Model iconic
Modelul informațional, de regulă, este prezentat într-una sau alta formă simbolică, care poate fi computer sau non-computer. Înainte de a începe modelarea pe computer, o persoană face schițe preliminare ale desenelor sau diagramelor pe hârtie, afișează formule de calcul. Procesul de creativitate și cercetare implică întotdeauna o căutare dureroasă și un coș de ciorne aruncate. Și numai pentru sarcini simple, familiare, nu sunt necesare modele de semne non-computer. Astăzi, când computerul a devenit principalul instrument al cercetătorului, mulți preferă schițele preliminare, formulele imediat compun și scriu pe el.
Model de calculator
Acum, că modelul semnelor informaționale a fost format, se poate trece la modelarea computerizată propriu-zisă - crearea unui model computerizat. Se pune imediat întrebarea despre mijloacele necesare pentru aceasta, adică despre instrumente modelare .
Există nenumărate pachete software care permit cercetarea (modelarea) modelelor de informații. Fiecare mediu software are propriile instrumente și vă permite să lucrați cu anumite tipuri de obiecte informaționale. Prin urmare, cercetătorul se confruntă cu problema dificilă a alegerii celui mai convenabil și eficient mediu pentru rezolvarea problemei.
Unele medii software sunt folosite de oameni ca un ajutor eficient pentru implementarea propriilor idei. Cu alte cuvinte, o persoană știe deja care va fi modelul și folosește un computer pentru a-i da o formă simbolică. De exemplu, mediile grafice sunt folosite pentru a construi modele geometrice, diagrame și un mediu de editor de text pentru descrieri verbale sau tabelare.
Alte medii software sunt folosite ca mijloc de procesare a informațiilor inițiale și de obținere și analiză a rezultatelor. Aici computerul acționează ca un asistent inteligent. Acesta este modul în care cantități mari de informații sunt procesate într-un mediu de bază de date sau calculele sunt efectuate în foi de calcul.
În procesul de dezvoltare a unui model informatic, modelul inițial al semnului informațional va suferi unele modificări în forma de reprezentare, deoarece ar trebui să fie orientat către un mediu software și instrumente specifice.
De exemplu, dacă explorați un model geometric format din obiecte grafice elementare, mediul editor grafic este convenabil pentru modelare. Cu toate acestea, pentru dezvoltarea modelelor geometrice în unele cazuri, este posibil să aveți nevoie de un mediu de programare cu mijloace grafice.
Pentru modelele verbale, procesoarele de text sunt utilizate cu oportunități ample pentru proiectarea documentului de ieșire - un editor de formule, grafică de afaceri încorporată, elemente de tabel.
Există diverse programe care vă permit să includeți în descriere diagrame bloc de algoritmi, circuite electronice, diagrame etc.
Modelele informaționale, în care nu sunt afișate doar informații despre obiecte, ci și relațiile acestora sunt indicate, sunt implementate în sistemele de management al bazelor de date.
Dacă explorați un model matematic, atunci nici un mediu de editor grafic, nici un mediu de bază de date, nici un mediu de procesor de text nu sunt potrivite pentru dvs. Un instrument eficient pentru cercetarea modelelor matematice este un mediu de programare în care un model de calculator este prezentat sub forma unui program. Un alt instrument puternic pentru explorarea unor astfel de modele este mediul foilor de calcul. Aici modelul original al semnelor informaționale este prezentat sub forma unui tabel care leagă obiecte elementare conform regulilor de construire a legăturilor în acest mediu.
Model computerizat - un model implementat prin intermediul unui mediu software.
Pe baza celor de mai sus, putem concluziona că atunci când modelăm pe un computer, este necesar să avem o idee despre clasele de instrumente software, scopul lor, instrumentele și metodele tehnologice de lucru.
Reguli pentru construirea modelelor de informații.
Model informativ există un set de informaţii organizate după anumite reguli despre starea şi funcţionarea obiectului de control şi a mediului extern. Pentru operator, este un fel de simulator al proprietăților obiectelor reale care sunt esențiale pentru control, i.e. sursa de informații pe baza căreia își formează o imagine a situației reale, analizează și evaluează situația actuală, planifică acțiuni de control, ia decizii care asigură funcționarea eficientă a sistemului și, de asemenea, evaluează rezultatele implementării acestora. Cu alte cuvinte, operatorul nu se ocupă de obiectul ca atare, ci de reprezentarea lui simbolică. În orice fel de lucru cu informația, vorbim mereu despre reprezentarea acesteia sub forma anumitor structuri simbolice. Formarea prezentării informațiilor este codificarea acesteia.
Model conceptual reprezintă un set de idei ale operatorului despre sarcinile de lucru, starea și funcționarea sistemului de lucru și metodele proprii de acțiuni de control asupra acestora. Imaginile și reprezentările care compun conținutul modelului conceptual nu sunt doar o reflectare a realității. Ele joacă rolul unor scheme generalizate de activitate, formate în procesul de învățare și formare. Modelul conceptual se caracterizează printr-o redundanță informațională uriașă, dar la un moment sau altul sunt actualizate și realizate doar imagini și scheme de activitate asociate cu problema rezolvată direct. Atunci când creați modele de informații, este necesar să vă ghidați după următoarele ergonomii cerințe:
♦ din punct de vedere al conținutului, modelele informaționale ar trebui să reflecte în mod adecvat obiectele de management, mediul extern și starea sistemului de management însuși;
♦ din punct de vedere al cantității de informații, acestea trebuie să asigure un echilibru informațional optim și să nu conducă la fenomene atât de nedorite precum deficitul sau excesul de informații;
♦ ca formă și alcătuire, ele trebuie să corespundă sarcinilor procesului de muncă și capacităților unei persoane de a primi, analiza, evalua informații și implementa acțiuni de control.
Luarea în considerare a acestor cerințe în procesul de proiectare a modelelor informaționale permite operatorului să îndeplinească funcțiile care îi sunt atribuite cu viteza și acuratețea necesare, previne apariția acțiunilor eronate și asigură funcționarea eficientă a sistemului „om-mașină”. Experiența în dezvoltarea și utilizarea modelelor informaționale, precum și analiza activităților operatorilor cu acestea, fac posibilă formularea unui număr dintre cele mai importante caracteristici ale modelelor informaționale.
Afișarea informațiilor esențiale și a situației problematice.În modelul informațional trebuie prezentate doar proprietățile de bază, relațiile, conexiunile obiectelor gestionate. În acest sens, modelul reproduce realitatea într-o formă simplificată și este întotdeauna o parte din schematizarea ei. Gradul și natura simplificării și schematizării pot fi determinate pe baza unei analize a sarcinilor sistemelor „om-mașină”. Când apare o situație problematică în management, percepția acesteia este facilitată dacă modelul informațional prevede afișarea:
♦ modificări ale proprietăților elementelor situației care apar în timpul interacțiunii lor. În acest caz, trădare
proprietățile elementelor individuale sunt percepute nu izolat, ci în contextul situației în ansamblu;
♦ relații dinamice ale obiectelor controlate, în timp ce legăturile și interacțiunile modelului informațional ar trebui să fie afișate în dezvoltare. Este permisă și chiar utilă exagerarea sau îmbunătățirea afișării tendințelor în dezvoltarea elementelor unei situații, a conexiunilor acestora sau a situației în ansamblu;
♦ relaţii conflictuale, în care intră elementele situaţiei.
- Etapele construirii unui model informatic.
Ordinea construirii unui model de informații, de regulă, este următoarea:
1) determinarea sarcinilor de sistem și prioritatea soluționării acestora;
2) determinarea surselor de informare, a metodelor de rezolvare a problemelor, a timpului necesar rezolvarii acestora, precum si a acuratetii cerute;
3) alcătuirea unei liste de tipuri de obiecte de control, determinarea numărului acestora și a parametrilor sistemului;
4) compilarea unei liste de atribute ale diferitelor tipuri de obiecte de control;
5) repartizarea obiectelor și trăsăturilor în funcție de gradul de importanță, alegerea obiectelor și trăsăturilor critice, a căror luare în considerare este necesară în primul rând;
6) alegerea sistemului și metodelor de codificare a obiectelor de control, stările și caracteristicile acestora;
7) elaborarea unei compoziţii generale a modelelor informaţionale;
8) stabilirea listei de acțiuni executive ale operatorilor, efectuate în procesul de rezolvare a problemei și după luarea unei decizii;
9) realizarea unui model care simulează o situație posibilă, verificând eficacitatea opțiunilor selectate pentru modelele de informații și sistemele de codificare a informațiilor. Criteriul de eficienta este timpul, acuratetea si intensitatea muncii operatorului;
10) determinarea modificărilor pe baza rezultatelor experimentelor cu alcătuirea modelelor informaționale și a sistemelor de codificare, verificarea eficienței fiecărei versiuni noi asupra modelului;
11) determinarea nivelului de pregătire profesională a operatorilor pe model și conformitatea acestuia cu cel dat;
12) intocmirea instructiunilor de lucru a operatorilor din sistemul de control.
Procedura propusă pentru construirea modelelor informaționale este conturată doar în termeni generali. Poate varia în funcție de specificul anumitor sisteme de control și funcții ale operatorului.
Lucrarea practică nr. 14
Completat de un student cu numărul grupului ___________ Nume complet ______________________
Subiect Proiectarea programelor bazate pe dezvoltarea de algoritmi pentru procese de natura variata.
Ţintă: familiarizați-vă cu conceptele de modelare și modelare, învățați cum să creați modele pe computer.
Informații teoretice
Model - aceastaun obiect creat artificial care înlocuiește un obiect al lumii reale (obiect de modelare) și reproduce un număr limitat de proprietățile sale. Conceptul de model se referă la concepte științifice generale fundamentale, iar modelarea este o metodă de cunoaștere a realității utilizată de diferite științe.
Obiectul modelării este un concept larg care include obiecte de natură animată sau neînsuflețită, procese și fenomene ale realității. Modelul în sine poate fi fie un obiect fizic, fie un obiect ideal. Primele se numesc modele la scară reală, cele din urmă se numesc modele informaționale. De exemplu, un model de clădire este un model la scară reală al unei clădiri, iar un desen al aceleiași clădiri este modelul informativ al acesteia prezentat sub formă grafică (model grafic).
În cercetarea științifică experimentală se folosesc modele la scară reală care permit studierea tiparelor fenomenului sau procesului studiat. De exemplu, într-un tunel de vânt, procesul de zbor al unei aeronave este simulat prin suflarea unui model de aeronavă cu un flux de aer. Aceasta determină, de exemplu, încărcările pe corpul aeronavei care vor avea loc într-un zbor real.
Modelele informaționale sunt utilizate în studiile teoretice ale modelării obiectelor. În zilele noastre, principalul instrument pentru modelarea informației este tehnologia computerelor și tehnologia informației.
Modelare pe calculator include progresul realismului modelului informaţional pe calculator şi studiul cu ajutorul acestui model al obiectului modelării - un experiment de calcul.
Formalizarea
Domeniul informatic include instrumente și metode de modelare pe computer. Un model informatic poate fi creat doar pe baza unui model informațional bine formalizat. Ce este formalizarea?
Formalizarea informațiilor despre un obiect este reflectarea ei într-un anumitformă. Puteți spune și asta: formalizarea este reducerea conținutului la formă. Formulele care descriu procesele fizice sunt formalizarea acestor procese. Circuitul radio al unui dispozitiv electronic este o formalizare a funcționării acestui dispozitiv. Notele scrise pe o partitură sunt formalizarea muzicii etc.
Un model informațional formalizat este un anumit set de semne (simboluri) care există separat de obiectul de modelare și pot fi transmise și procesate. Implementarea unui model de informare pe un computer se rezumă la formalizarea acestuia în formate de date cu care un computer se poate „mânui”.
Dar putem vorbi despre cealaltă parte a formalizării aplicată unui computer. Un program într-un anumit limbaj de programare este o reprezentare oficială a procesului de prelucrare a datelor. Acest lucru nu contrazice definiția de mai sus a unui model de informații formalizate ca un set de semne, deoarece un program de mașină are o reprezentare de semne. Un program de calculator este un model de activitate umană în procesarea informațiilor, redus la o secvență de operații elementare pe care le poate efectua un procesor de calculator. Prin urmare, programarea computerelor este formalizarea procesului de prelucrare a informațiilor. Și computerul acționează ca executor formal al programului.
Etapele modelării informaționale
Construirea unui model de informare începe cu analiza de sistem obiectul modelării (vezi. "Analiza de sistem"). Imaginați-vă o firmă în creștere rapidă a cărei management se confruntă cu problema scăderii eficienței firmei pe măsură ce crește (care este o situație comună) și a decis să eficientizeze activitățile de management.
Primul lucru care trebuie făcut pe această cale este efectuarea unei analize sistematice a activităților firmei. Un analist de sisteme invitat într-o firmă ar trebui să studieze activitățile acesteia, să identifice participanții la procesul de management și relațiile lor de afaceri, de ex. obiectul de modelare este analizat ca sistem. Rezultatele unei astfel de analize sunt formalizate: sunt prezentate sub formă de tabele, grafice, formule, ecuații, inegalități etc. modelul teoretic al sistemului.
Următoarea etapă de formalizare - modelul teoretic este tradus în formatul de date și programe informatice. Pentru aceasta, „fie se folosește software gata făcut, fie sunt implicați programatori pentru a-l dezvolta. În cele din urmă, se dovedește model informatic computerizat, care va fi folosit în scopul propus.
Pentru un exemplu cu o firmă, folosind un model informatic, poate fi găsită varianta optimă de management, în care cea mai mare eficiență a firmei va fi atinsă conform criteriului stabilit în model (de exemplu, obținerea profitului maxim pe unitate). a fondurilor investite).
Clasificarea modelelor informaţionale se poate baza pe principii diferite. Dacă le clasificăm în funcție de tehnologia dominantă în procesul de modelare, atunci putem distinge modele matematice, modele grafice, modele de simulare, modele tabulare, modele statistice etc., sisteme și procese (biologice), modele de procese de planificare economică optimă, modele de activităţi educaţionale, modele de cunoaştere etc. Problemele de clasificare sunt importante pentru ştiinţă, deoarece ele vă permit să vă formați o viziune sistematică asupra problemei, dar importanța lor nu trebuie supraestimată. Diferite abordări ale clasificării modelelor pot fi la fel de utile. În plus, un anumit model nu poate fi în niciun caz atribuit întotdeauna unei clase, chiar dacă ne limităm la lista de mai sus.
Să ne oprim asupra acestei clasificări mai detaliat și să o explicăm cu exemple.
Modelând mișcarea unei comete care a invadat sistemul solar, descriem situația (prevăd traiectoria zborului cometei, distanța la care va trece de Pământ etc.), i.e. stabiliți obiective pur descriptive. Nu avem posibilități de a influența mișcarea cometei, de a schimba ceva în timpul procesului de modelare.
În modelele de optimizare, putem influența procesele, încercând să atingem un anumit scop. În acest caz, modelul include unul sau mai mulți parametri disponibili pentru influența noastră. De exemplu, prin schimbarea regimului termic în depozitul de cereale ne putem strădui să alegem unul pentru a obține o siguranță maximă a cerealelor, adică optimizăm procesul.
De multe ori este necesară optimizarea procesului prin mai mulți parametri simultan, iar obiectivele pot fi foarte contradictorii. De exemplu, cunoscând prețurile alimentelor și nevoia de hrană a unei persoane, organizați mese pentru grupuri mari de oameni (în armată, tabără de vară etc.) cât mai utile și cât mai ieftin. Este clar că aceste scopuri, în general, nu coincid deloc, adică. la modelare vor exista mai multe criterii intre care trebuie sa se caute un echilibru. În acest caz, se vorbește de modele multicriteriale.
Modelele de jocuri pot fi legate nu numai de jocurile pentru copii (inclusiv jocurile pe calculator), ci și de lucruri foarte serioase. De exemplu, un comandant înaintea unei bătălii în prezența unor informații incomplete despre armata adversă trebuie să elaboreze un plan în care pentru a intra în luptă anumite unități etc., ținând cont de posibila reacție a inamicului. În matematica modernă, există o secțiune specială - teoria jocurilor, care studiază metodele de luare a deciziilor în condițiile unei informații incomplete.
În cele din urmă, se întâmplă ca modelul să imite în mare măsură procesul real, adică. o imită. De exemplu, modelând dinamica numărului de microorganisme dintr-o colonie, se poate lua în considerare un set de obiecte individuale și se poate monitoriza soarta fiecăruia dintre ele, stabilind anumite condiții pentru supraviețuirea, reproducerea, etc. În acest caz, uneori nu se folosește o descriere matematică explicită a procesului, fiind înlocuită cu unele condiții verbale (de exemplu, după o anumită perioadă de timp, microorganismul este împărțit în două părți, iar celălalt segment moare). Un alt exemplu este modelarea mișcării moleculelor dintr-un gaz, când fiecare moleculă este reprezentată sub forma unei bile și sunt stabilite condițiile de comportare a acestor bile atunci când se ciocnesc între ele și cu pereții (de exemplu, un impact elastic); nu trebuie să utilizați nicio ecuație de mișcare.
Putem spune că cel mai adesea simularea este folosită în încercarea de a descrie proprietățile unui sistem mare, cu condiția ca comportamentul obiectelor sale constitutive să fie foarte simplu și clar formulat. Descrierea matematică se face apoi la nivelul prelucrării statistice a rezultatelor simulării în timp ce se găsesc caracteristicile macroscopice ale sistemului. Un astfel de experiment pe computer pretinde de fapt că reproduce un experiment natural. La întrebarea „de ce să faci asta?” se poate da următorul răspuns: modelarea imitației ne permite să evidențiem „într-o formă pură” consecințele ipotezelor inerente ideilor noastre despre microevenimente, curățindu-le de influența altor factori inevitabili într-un experiment natural, pe care s-ar putea să nu le putem da. chiar să fie conștient de. Dacă o astfel de modelare include și elemente ale unei descrieri matematice a evenimentelor la nivel micro și dacă cercetătorul nu stabilește sarcina de a găsi o strategie pentru reglarea rezultatelor (de exemplu, gestionarea numărului de colonii de microorganisme), atunci diferența dintre modelul de simulare și cel descriptiv este mai degrabă arbitrar; este mai degrabă o chestiune de terminologie.
O altă abordare a clasificării modelelor matematice le subîmparte în deterministe și stocastice (probabilistice). În modelele deterministe, parametrii de intrare sunt măsurabili fără ambiguitate și cu orice grad de acuratețe, adică sunt valori deterministe. În consecință, procesul de evoluție al unui astfel de sistem este determinist. În modelele stocastice, valorile parametrilor de intrare sunt cunoscute doar cu un anumit grad de probabilitate, adică. acești parametri sunt stocastici; în consecință, procesul de evoluție a sistemului va fi și el aleatoriu. În același timp, parametrii de ieșire ai modelului stocastic pot fi atât valori probabilistice, cât și determinați în mod unic.
