Моделирование систем при индуктивном и системном подходах

Синтез модели при индуктивном подходе:

Процесс синтеза модели М с позиций индуктивного подхода осуществляется таким способом. Реальный объект, для которого разрабатывается модель, разбивается на отдельные элементы, подсистемы (факторы). Для каждого такого самостоятельного звена, реализующего конкретную функцию (или их набор), подбирается состав исходных данных Д и формулируются их частичные цели Цч. Совокупность подобных звеньев, их данные и частичные цели определяют цель высшего порядка Ц, соответствующего отдельной стороне реального объекта и ее компоненту Д0 на модели. И в конце концов, сбор всех таких компонентов К дает нам всю модель М реального объекта.

Характерные особенности индуктивного подхода:

· переход от частного к общему, при котором модель образуется как сумма изолированных компонентов, которые решают свои задачи;

· появление общесистемного эффекта не предполагается.

В меру повышения сложности реальных объектов разработка их моделей не может осуществляться на основе индуктивного подхода.

Использование системного подхода при разработке модели означает прежде всего четкое и корректное определение цели моделирования, то есть нужно ответить на вопрос, для чего создается модель реальной системы, кто ею будет пользоваться и что от нее можно ожидать. При этом система изучается с двух сторон в таких аспектах:

· как организационная структура – набор элементов (подсистем) и отношений между ними (так называемое внешнее познание системы);

· как функциональная структура – когда система изучается изнутри по составу ее функций.

Функциональное описание оценивает функции, которые выполняет система, то есть свойства, с помощью которых достигается поставленная цель, выраженные в виде некоторых характеристик элементов, подсистем или системы в целом. Процесс реализации функций, который протекает во времени, носит название «функционирования системы» и означает последовательный переход системы из одного состояния в другое. Качество функционирования системы определяется показателем или показателями (критериями) эффективности (в последнем случае можно вывести единый интегральный критерий). При системном подходе сложный объект изучают (на модели) не изолировано, а во взаимодействии с внешней средой и в совокупности с другими компонентами некоторой метасистемы (системы высшего ранга, то есть такой, в которую эта система входит отдельным компонентом).

Синтез модели при системном подходе:

При разработке модели прежде всего формулируется цель (Ц) функционирования объекта. Далее на основе исходных данных Д, полученных путем анализа внешней метасистемы, ограничений, которые накладываются сверху на условия функционирования рассмотренного объекта, и поставленной цели формулируются исходные требования Тр к модели системы М. Выполняя эти требования, формируются соответствующие подсистемы П, функции F и функциональные задачи (ф.з.), и с учетом установленных критериев КВ выбираются составные части системы В – разрабатываются элементы обеспечивающей части ОЧ ИС.

Две основные стадии проектирования моделей (системный подход):

· Стадия макропроектирования, на которой разрабатывается модель внешней среды, определяются ресурсы и ограничения для создания модели объекта, и выбирается самая модель с критериями, которые дают возможность оценить ее адекватность реальной системе.

· Стадия микропроектирования, особенность которой главным образом зависит от типа избранной прежде модели. На этой стадии устанавливаются основные характеристики разработанной прежде модели, затраты времени и ресурсов на его доведение к необходимому уровню адекватности реальному объекту.

Три этапа макропроектирования:

· Определение целей создания системы и круга решаемых ею задач. Очень важно правильно и четко сформулировать главную цель разработки новой системы, ведь пока ее нет, неизвестно, что и в каком направлении надо решать.

· Вторым этапом является описание действующих на систему факторов, которые подлежат обязательному учету при ее разработке, то есть надо выделить те связи с внешней средой, которые являются самыми существенными, и хотя бы приблизительно описать их (с использованием имеющегося опыта, статистических материалов, данных специально поставленного эксперимента).

· Выбор показателя или совокупности показателей эффективности системы: под этим понимается обобщенное свойство системы, которая характеризует степень ее приспособляемости к выполнению поставленных задач. Для количественной оценки эффективности выбирают один или несколько показателей (критериев).

Микропроектирование (внутреннее проектирование), связанное с разработкой функциональных элементов и элементов системы как физических единиц оборудования и с получением технических решений по основным элементам (их конструкции и параметры, режимы эксплуатации).