Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ћоделирование как метод познани€




 

¬ повседневной жизни, на производстве, в научно-исследовательской, инженерной или любой другой де€тельности человек посто€нно сталкиваетс€ с решением задач. ¬се задачи по своему назначению можно разделить на две категории: вычислительные задачи, целью которых €вл€етс€ определение некоторой величины, и функциональные задачи, предназначенные дл€ создани€ некого аппарата, выполн€ющего определЄнные действи€ Ц функции.

Ќапример, проектирование нового здани€ требует решени€ задачи расчЄта прочности его фундамента, несущих опорных конструкций, расчЄта финансовых затрат на строительство, определение оптимального числа работников и т.д. ƒл€ повышени€ производительности труда строителей создано немало машин функционального назначени€ (решены функциональные задачи), такие как экскаватор, бульдозер, подъЄмный кран и др.

 омпьютеры первого и второго поколени€ использовались в основном дл€ решени€ вычислительных задач: проведени€ инженерных, научных, финансовых расчЄтов. Ќачина€ с третьего поколени€, область применени€ Ё¬ћ включает и решение функциональных задач: это ведение баз данных, управление, проектирование. —овременный компьютер может использоватьс€ дл€ решени€ практически любых задач.

„еловеческа€ де€тельность и, в частности, решение задач неразрывно св€заны с построением, изучением и использованием моделей различных объектов, процессов и €влений. ¬ своей де€тельности Ц в практической сфере, художественной, научной Ц человек всегда создаЄт некий слепок, заменитель того объекта, процесса или €влени€, с которым ему приходитс€ иметь дело. Ёто может быть картина, чертЄж, скульптура, макет, математическа€ формула, словесное описание и др.

ќбъектом (от лат. objectum Ц предмет) называетс€ всЄ то, что противостоит субъекту в его практической и познавательной де€тельности, всЄ то, на что направлена эта де€тельность. ѕод объектами понимаютс€ предметы и €влени€, как доступные, так и недоступные чувственному воспри€тию человека, но имеющие видимое вли€ние на другие объекты (например, гравитаци€, инфразвук или электромагнитные волны). ќбъективна€ реальность, существующа€ независимо от нас, €вл€етс€ объектом дл€ человека в любой его де€тельности и взаимодействует с ним. ѕоэтому объект всегда должен рассматриватьс€ во взаимодействии с другими объектами, с учЄтом их взаимовли€ни€.

ƒе€тельность человека обычно идЄт по двум направлени€м: исследование свойств объекта с целью их использовани€ (или нейтрализации); создание новых объектов, имеющих полезные свойства. ѕервое направление относитс€ к научным исследовани€м и большую роль при их проведении имеет гипотеза, т.е. предсказание свойств объекта при недостаточной его изученности. ¬торое направление относитс€ к инженерному проектированию. ѕри этом важную роль играет пон€тие аналогии Ц суждении о каком-либо сходстве известного и проектируемого объекта. јналоги€ может быть полной или частичной. Ёто пон€тие относительно и определ€етс€ уровнем абстрагировани€ и целью построени€ аналогии.

ћоделью (от лат. modulus Ц образец) какого-либо объекта, процесса или €влени€ называетс€ заменитель (образ, аналог, представитель), используемый в качестве оригинала. ћодель даЄт нам представление реального объекта или €влени€ в некоторой форме, отличной от формы его реального существовани€. Ќапример, в разговоре мы замещаем реальные объекты их наименовани€ми, словами. » от замещающего имени в этом случае требуетс€ самое основное Ц обозначить необходимый объект. “аким образом, мы с детства сталкиваемс€ с пон€тием Ђмодельї (сама€ перва€ модель в нашей жизни Ц соска).

ћодель Ц это мощное орудие познани€.   созданию моделей прибегают, когда исследуемый объект либо очень велик (модель солнечной системы), либо очень мал (модель атома), когда процесс протекает очень быстро (модель двигател€ внутреннего сгорани€) или очень медленно (геологические модели), исследование объекта может привести к его разрушению (учебна€ граната) или создание модели очень дорого (архитектурный макет города) и т.д.

 аждый объект имеет большое количество различных свойств. ¬ процессе построени€ модели выдел€ютс€ главные, наиболее существенные, свойства, те, которые интересуют исследовател€. ¬ этом главна€ особенность и главное назначение моделей. “аким образом, под моделью понимаетс€ некоторый объект, замещающий реальный исследуемый объект с сохранением наиболее существенных его свойств.

Ќе бывает просто модели, Ђмодельї Ц это термин, требующий уточн€ющего слова или словосочетани€, например: модель атома, модель ¬селенной. ¬ каком-то смысле моделью можно считать картину художника или театральный спектакль (это модели, отражающие ту или иную сторону духовного мира человека).

»сследование объектов, процессов или €влений путЄм построени€ и изучени€ их моделей дл€ определени€ или уточнени€ характеристик оригинала называетс€ моделированием. ћоделирование может быть определено как представление объекта моделью дл€ получени€ информации об этом объекте путЄм проведени€ экспериментов с его моделью. “еори€ замещени€ объектов-оригиналов объектом-моделью называетс€ теорией моделировани€. ¬сЄ многообразие способов моделировани€, рассматриваемого теорией моделировани€, можно условно разделить на две группы: аналитическое и имитационное моделирование.

јналитическое моделирование заключаетс€ в построении модели, основанной на описании поведени€ объекта или системы объектов в виде аналитических выражений Ц формул. ѕри таком моделировании объект описываетс€ системой линейных или нелинейных алгебраических или дифференциальных уравнений, решение которых может дать представление о свойствах объекта.   полученной аналитической модели, с учЄтом вида и сложности формул примен€ютс€ аналитические или приближЄнные численные методы. –еализаци€ численных методов обычно возлагаетс€ на вычислительные машины, обладающие большими вычислительными мощност€ми. “ем не менее, применение аналитического моделировани€ ограничено сложностью получени€ и анализа выражений дл€ больших систем.

»митационное моделирование предполагает построение модели с характеристиками, адекватными оригиналу, на основе какого-либо его физического или информационного принципа. Ёто означает, что внешние воздействи€ на модель и объект вызывают идентичные изменени€ свойств оригинала и модели. ѕри таком моделировании отсутствует обща€ аналитическа€ модель большой размерности, а объект представлен системой, состо€щей из элементов, взаимодействующих между собой и с внешним миром. «адава€ внешние воздействи€, можно получить характеристики системы и провести их анализ. ¬ последнее врем€ имитационное моделирование всЄ больше ассоциируетс€ с моделированием объектов на компьютере, что позвол€ет в интерактивном режиме исследовать модели самых разных по природе объектов.

≈сли результаты моделировани€ подтверждаютс€ и могут служить основой дл€ прогнозировани€ поведени€ исследуемых объектов, то говор€т, что модель адекватна объекту. —тепень адекватности зависит от цели и критериев моделировани€.

ќсновные цели моделировани€:

7. ѕон€ть, как устроен конкретный объект, какова его структура, основные свойства, законы развити€ и взаимодействи€ с окружающим миром (понимание).

8. Ќаучитьс€ управл€ть объектом (процессом) и определить наилучшие способы управлени€ при заданных цел€х и критери€х (управление).

9. ѕрогнозировать пр€мые и косвенные последстви€ реализации заданных способов и форм воздействи€ на объект (прогнозирование).

ѕрактически любой объект моделировани€ может быть представлен совокупностью элементов и св€зей между ними, т.е. €вл€тьс€ системой, взаимодействующей с внешней средой. —истема (от греч. system Ц целое) есть целенаправленное множество взаимосв€занных элементов любой природы. ¬нешн€€ среда представл€ет собой множество существующих вне системы элементов любой природы, оказывающих вли€ние на систему или наход€щихс€ под еЄ воздействием. ѕри системном подходе к моделированию, прежде всего, чЄтко определ€етс€ цель моделировани€. —оздание модели полного аналога оригинала дело трудоЄмкое и дорогое, поэтому модель создаЄтс€ под определЄнную цель.

≈щЄ раз отметим, что люба€ модель не €вл€етс€ копией объекта, а отражает лишь наиболее важные, существенные черты и свойства, пренебрега€ остальными характеристиками объекта, которые несущественны в рамках поставленной задачи. Ќапример, моделью человека в биологии может €вл€тьс€ система, стрем€ща€с€ к самосохранению; в химии Ц объект, состо€щий из различных веществ; в механике Ц точка, обладающа€ массой. ќдин и тот же реальный объект может быть описан разными модел€ми (в разных аспектах и с разными цел€ми). ј одна и та же модель может рассматриватьс€ как модель совершенно разных реальных объектов (от песчинки до планеты).

Ќикака€ модель не может полностью заменить сам объект. Ќо при решении конкретных задач, когда нас интересуют определЄнные свойства изучаемого объекта, модель оказываетс€ полезным, простым, а подчас и единственным инструментом исследовани€.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-01-29; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1626 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—вобода ничего не стоит, если она не включает в себ€ свободу ошибатьс€. © ћахатма √анди
==> читать все изречени€...

1308 - | 1219 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.