Вопросы к экзамену
Три направления в истории моделирования
Моделирование является неотъемлемой стороной человеческой деятельности — от живописи до математического моделирования сложных систем и имеет многовековую историю. По существу, сама история науки и техники — это история развития моделирования явлений, процессов и объектов. Моделирование как познавательный прием неотделимо от развития знания. Поэтому понятия ≪ моделирование ≫ и ≪ модель ≫ играли жизненно важную роль в деятельности человечества с тех пор, как оно стало стремиться к пониманию и изменению окружающей среды.
Моделирование как форма отражения действительности зародилась с возникновением научного знания. Модели и моделирование широко использовались в эпоху Возрождения; так, итальянские архитекторы того времени уже создавали модели проектируемых сооружений.
Первоначально моделирование носило материальный и наглядный характер: модель представляла собой рисунок, макет, схему,чертеж и т. п. Возможность (и необходимость) представления знанийв виде моделей была понята не сразу, например, древние философы
считали, что отобразить явления природы можно только с помощью словесных моделей (по современной терминологии — вербальных).
В истории моделирования можно выделить три направления. Первое из них связано с технологией литья в формы, которые создавались по соответствующим образцам-моделям. Второе направление связано с материальными макетами объектов, которые
Использовались при решении архитектурно-строительных и технических задач. Третье направление образовано научными знаниями, для осознания модельного характера которых потребовалось двадцать с лишним веков развития науки.
Основные понятия моделирования
Объект моделирования и (оригинал) – некий объект реального мира, который может быть рассмотрен, как единое целое.
Модель – объект произвольной природы, отражающий свойства, характеристики и связи моделируемого объекта, являющийся существенным для решения поставленных задач.
Главное назначение модели состоит в упрощении получения информации о свойствах объекта-оригинала для решения конкретных практических задач. Полное соответствие модели оригиналу невозможно по определению, поскольку в этом случае теряются все преимущества моделей, так как мы фактически получим второй экземпляр объекта-оригинала с малодоступным для изучения бесконечным набором свойств.
Самое распространенное представление о модели связано с материальной моделью, — например, с макетом. Однако моделями также являются экспериментальная установка, словесное описание объекта-оригинала, его мысленный образ и т. д.
Понятие модели включает в себя следующие основные компоненты: объект-оригинал, решаемую задачу, характер отражаемых свойств объекта-оригинала, способ построения и способ реализации модели. При этом решаемая задача является одним из главных элементов, определяющим характер создаваемой модели. Именно решаемая задача определяет выбор существенных свойств моделируемого объекта, вид и способ построения модели. Без связи с конкретной задачей понятие модели не имеет смысла.
Следующие факторы определяют множественность моделей, используемых для описания и исследования объекта.
1. Любой объект имеет бесконечное количество свойств; следовательно, для его разностороннего изучения необходимо построить множество моделей, каждая из которых будет отображать определенную группу его свойств.
2. Для одного и того же объекта, для отображения одних и тех же его свойств можно разными способами построить множество моделей в зависимости от целей моделирования и доступных средств.
3. Так как созданием моделей занимается конкретный человек (либо коллектив), построенная модель зачастую существенно зависит от его субъективных предпочтений.
4. В зависимости от решаемой задачи для одного и того же объекта одним и тем же способом, для отображения одних и тех же свойств можно построить множество моделей с разной степенью детализации описания свойств этого объекта.
Назначение модели – упростить получение информации об оригинале для решения некоторых задач.
Условно можно разделить модели на две группы: познавательные и прагматические.
Познавательные модели являются формой представления знаний, поэтому при обнаружении расхождения между моделью и реальностью возникает задача устранения этого расхождения путем изменения модели. Познавательная деятельность ориентирована в основном на приближение модели к реальности, которую отображает модель. Познавательные модели широко используются в естественных науках; примером познавательной модели может служить модель солнечной системы.
Прагматические модели являются средством организации практических действий, отображением цели. Примерами прагматических моделей могут служить проекты, рабочие чертежи и т. п. Прагматические модели носят нормативный характер, играют роль стандарта, образца, под который ≪подгоняются≫ как сама деятельность, так и ее
результат: действительно, при создании нового объекта (например, строительстве здания) отклонение от проекта является недопустимым.
Факторы, определяющие множественность моделей.
Понятие модели включает в себя следующие основные компоненты: объект-оригинал, решаемую задачу, характер отражаемых свойств объекта-оригинала, способ построения и способ реализации модели. При этом решаемая задача является одним из главных элементов, определяющим характер создаваемой модели. Именно решаемая задача определяет выбор существенных свойств моделируемого объекта, вид и способ построения модели. Без связи с конкретной задачей понятие модели не имеет смысла.
Следующие факторы определяют множественность моделей, используемых для описания и исследования объекта.
1. Любой объект имеет бесконечное количество свойств; следовательно, для его разностороннего изучения необходимо построить множество моделей, каждая из которых будет отображать определенную группу его свойств.
2. Для одного и того же объекта, для отображения одних и тех же его свойств можно разными способами построить множество моделей в зависимости от целей моделирования и доступных средств.
3. Так как созданием моделей занимается конкретный человек (либо коллектив), построенная модель зачастую существенно зависит от его субъективных предпочтений.
4. В зависимости от решаемой задачи для одного и того же объекта одним и тем же способом, для отображения одних и тех же свойств можно построить множество моделей с разной степенью детализации описания свойств этого объекта.
Таким образом, технология моделирования подразумевает вариативность в выборе типов моделей и получении ряда моделей, которые различаются степенью детализации описания объекта моделирования.
