Презентация СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ Модели систем онлайн

Содержание слайда: Тема 3 Модели систем

Содержание слайда: Некоторые определения понятия «модель» (слайд 1) Некоторое вспомогательное средство, объект, который в определенной ситуации заменял другой объект. Объект-заместитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, имея существенные удобства (наглядность, доступность, обозримость, легкость оперирования с ним и пр.). Реальные объекты искусственного происхождения, воплощающие абстракцию объекта-оригинала довольно высокого уровня (карты, чертежи, рисунки). Результат отображения одной абстрактной математической структуры на другую, также абстрактную, либо результат интерпретации первой модели в терминах и образах второй.

Содержание слайда: Некоторые определения понятия «модель» (слайд 2) Представление реального объекта, выраженное в той или иной форме. Надлежащая абстракция реального процесса, сохраняющая существенную структуру задачи таким образом, чтобы ее анализ давал возможность проникнуть в сущность как первоначальной конкретной ситуации, так и других ситуаций, аналогичных ей по своей формальной структуре. Специфическая, качественная, своеобразная форма и одновременно средство научного познания. Созданная или выбранная субъектом система, воспроизводящая существенные для данной цели познания стороны (элементы, свойства, отношения, параметры) изучаемого объекта и в силу этого находящаяся с ним в таком отношении замещения и сходства (в частности изоморфизма), что исследование ее служит опосредованным способом получения знания об этом объекте”

Содержание слайда: Некоторые определения понятия «модель» (слайд 3) Абстрактное описание системы (объекта, процесса, проблемы, понятия) в некоторой форме, отличной от формы их реального существования. Один из основных методов познания, является формой отражения действительности и заключается в выяснении или воспроизведении тех или иных свойств реальных объектов, предметов и явлений с помощью других объектов, процессов, явлений, либо с помощью абстрактного описания в виде изображения, плана, карты, совокупности уравнений, алгоритмов и программ. Объект или описание объекта, системы для замещения (при определенных условиях предложениях, гипотезах) одной системы (т.е. оригинала) другой системы для изучения оригинала или воспроизведения его каких - либо свойств.

Содержание слайда: Некоторые определения понятия «модель» (слайд 4) объект, который имеет сходство в некоторых отношениях с прототипом и служит средством описания и/или объяснения, и/или прогнозирования поведения прототипа. Модель как правило представляет собой упрощенный образ оригинала, и это упрощение (огрубление) осуществляется отображением оригинала на модель, при котором, сознательно удаляя из системы оригинала некоторые компоненты и связи, мы получаем подсистему модели. Упрощенный аналог реального объекта или явления, представляющий законы поведения входящих в объект частей и их связи.

Содержание слайда: Признаки модели между моделью и оригиналом имеется отношение сходства, форма которого явно выражена и точно зафиксирована (условия отражения или уточненной аналогии); модель в процессе научного познания является заместителем изучаемого объекта (условие репрезентации); изучение модели позволяет получить информацию (сведения) об оригинале (условия экстраполяции).

Содержание слайда: Классификация моделей (слайд 1) (целевой признак) Познавательная – форма организации и представления знаний, средство соединения новых знаний с имеющимися. Познавательные модели, как правило, подгоняются под реальность, и является теоретической моделью. Прагматическая – средство управления, средство организации практических действий, способ представления образцово правильных действий или их результатов, то есть являются рабочим представлением целей. Реальность в них подгоняется под некоторую прагматическую модель.

Содержание слайда: Классификация моделей (слайд 2) (предполагаемое состояние объекта) Статическая – модель конкретного состояния объекта в данный момент времени, его «моментальная фотография». Среди параметров, участвующих в описании такой модели, нет временного параметра. Динамические – модель отображения процесса изменения состояния объекта, когда наши цели связаны с различием между его состояниями.

Содержание слайда: Классификация моделей (слайд 3) (способ репрезентации (форма воспроизведения) Абстрактные (мысленные, идеальные) – модели, являющиеся идеальными конструкциями, построенными средствами мышления. Материальные (предметные, реальные, вещественные) – материальные конструкции, являющиеся отображением оригинала, когда между оригиналом и моделью установлено отношения похожести (подобия).

Содержание слайда:

Содержание слайда: Процесс построения моделей или моделирование основано на наличии у многообразия естественных и искусственных систем, отличающихся как целевым назначением, так и физическим воплощением, сходства или подобия некоторых свойств: геометрических, структурных, функциональных, поведенческих. Это сходство может быть полным (изоморфизм) и частичным (гомоморфизм). Прямое подобие (устанавливается в результате физического взаимодействия в процессе создания модели) – фото, модели самолетов, макеты зданий, куклы и т.д. Косвенное подобие (реально существует в природе, обнаруживается в виде совпадения или достаточной близости их абстрактных моделей и после этого используется в практике реального моделирования). Пример: электромеханические аналогии, модели – электрические схемы. Часы – аналог времени. Автопилот – аналог летчика и т.д. Условное подобие (устанавливается в результате соглашения). Деньги – модель стоимости, паспорт – модель владельца и т.д.

Содержание слайда: Математические модели (слайд 1) Математическая модель – любая математическая структура, в которой ее объекты, а также отношения между объектами могут интерпретироваться разными способами. Можно сказать, что такая модель есть абстрактная или знаковая модель, построенная средствами математики.

Содержание слайда: Классификация математических моделей (по характеру решаемых проблем) (слайд 1)

Содержание слайда: Классификация математических моделей (игровые модели) (слайд 2) Игровые – модели, использующие теорию игр и применяющиеся при описании конфликтных ситуаций, возникающих у двух или более участников ситуаций различных, часто противоположных целей.

Содержание слайда: Классификация математических моделей (по характеру посылок математической модели и результатов их предсказания) (слайд 3)

Содержание слайда: Существуют еще достаточно много классификационных признаков моделей, например, по назначению: Существуют еще достаточно много классификационных признаков моделей, например, по назначению: гносеологические (для установления законов природы); сенсуальные (для описания эмоциональной сферы); информационные (для разработки ). по способу построения модели: аналитические; формальные; комбинированные. по типу описания языка модели: текстовые, математические, графические, смешанные.

Содержание слайда: Модель «черного ящика»

Содержание слайда: Модель состава системы

Содержание слайда: Модель состава системы (пример построения)

Содержание слайда: Модель структуры системы Структура системы – совокупность отношений, заданных на множестве подсистем и элементов, образующих некоторую систему. Пример (структура часов)

Содержание слайда:

Содержание слайда: Пример модели состава системы

Содержание слайда: Модель «белого ящика» (пример – структурная схема часов)

Содержание слайда: До сих пор основное внимание было уделено понятию системы, ее составу и устройству. Были рассмотрены модели, которые являются как бы "фотографиями" системы, отображают ее в некоторый момент времени. В этом смысле рассмотренные варианты моделей могут быть названы статическими моделями. Следующий шаг в исследовании систем состоит в том, чтобы понять и описать, как система "работает", что происходит с ней самой и окружающей средой в ходе реализации поставленной цели. Системы, в которых происходят какие бы то ни было изменения со временем, как мы уже отмечали, называются динамическими, а модели, отображающие эти изменения, - динамическими моделями систем. Для разных объектов и систем разработано большое количество динамических моделей, описывающих процессы с различной степенью детализации. Однако всегда развитие моделей происходит в той же последовательности, как это было изложено выше: от "черного ящика" к "белому".

Содержание слайда: Уже на этапе "черного ящика" различают два типа динамики системы: функционирование и развитие. Под функционированием подразумевают процессы, которые происходят в системе, стабильно реализующей фиксированную цель. Функционируют, например, часы, городской транспорт, радиоприемник и т.д. "Развитием" называют то, что происходит с системой при изменении ее целей. Характерной чертой развития является тот факт, что существующая структура перестает соответствовать новой цели. Для обеспечения новой функции приходится изменять структуру, а иногда и состав системы, т.е. перестраивать всю систему. Возможны и такие системы, для функционирования которых какие-то ее подсистемы должны быть постоянно в развитии.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Таким образом, моделирование представляет собой один из основных методов познания, является формой отражения действительности и заключается в выяснении или воспроизведении тех или иных свойств реальных объектов, предметов и явлений с помощью других объектов, процессов, явлений, либо с помощью абстрактного описания в виде изображения, плана, карты, совокупности уравнений, алгоритмов и программ.

Содержание слайда: Виды моделирования концептуальное моделирование, при котором совокупность уже известных фактов или представлений относительно исследуемого объекта или системы истолковывается с помощью некоторых специальных знаков, символов, операций над ними или помощью естественного или искусственного языков; физическое (натурное) моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в объекте-оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения подобия, вытекающие из схожести физических явлений; структурно-функциональное моделирование, при котором моделями являются схемы (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения и преобразования; математическое (логико-математическое) моделирование, при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики и логики; имитационное (компьютерное) моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.