Понятие моделирования и классификация моделей

Моделирование — это создание модели, т. е. образа объекта, заменяющего его, для получения информации об этом объекте путем проведении экспериментов с его моделью.

Модели объектов являются более простыми системами, с четкой структурой, точно определенными взаимосвязями между составными частями, позволяющими более детально проанализировать свойства реальных объектов и их поведение в различных ситуациях. Таким образом, моделирование представляет собой инструмент анализа сложных систем и объектов.
К моделям выдвигается ряд обязательных требований.
Во-первых, модель должна быть адекватной объекту, т. е. как можно более полно соответствовать ему с точки зрения выбранных для изучения свойств.
Во-вторых, модель должна быть полной. Это означает, что она должна давать возможность с помощью соответствующих способов и методов изучения модели исследовать и сам объект, т. е. получить некоторые утверждения относительно его свойств, принципов работы, поведения в заданных условиях.
Множество применяющихся моделей можно классифицировать по следующим критериям:
- способ моделирования;
- характер моделируемой системы;
- масштаб моделирования. По способу моделирования различают следующие типы моделей:
- аналитические, когда поведение объекта моделирования описывается в виде функциональных зависимостей и логических условий;
- имитационные, в которых реальные процессы описываются набором алгоритмов, реализуемых на ЭВМ.
По характеру моделируемой системы модели делятся:
- на детерминированные, в которых все элементы объекта моделирования постоянно четко определены;
- на стохастические, когда модели включают в себя случайные элементы управления. В зависимости от фактора времени модели делятся на статические и динамические. Статические
модели (схемы, графики, диаграммы потоков данных) позволяют описывать структуру моделируемой системы, но не дают информации о ее текущем состоянии, которое изменяется во времени. Динамические модели позволяют описывать развитие во времени процессов, протекающих в системе. В отличие от статических, динамические модели позволяют обновлять значения переменных, сами модели, динамически вычислять различные параметры процессов и результаты воздействий на систему.
Сам процесс моделирования может быть представлен в виде цикла, в котором можно выделить пять этапов.
1. Постановка проблемы и ее анализ — выделяются важные черты и свойства объекта, исследуются взаимосвязи элементов в структуре объекта, формулируются гипотезы, объясняется поведение и развитие объекта.
2. Построение модели — выбирается тип модели, оценивается возможность сто применения для решения поставленных задач, уточняется перечень отображаемых параметров моделируемого объекта и связи между ними. Для сложных объектов определяется возможность построения нескольких моделей, отражающих различные аспекты функционирования объекта.
3. Подготовка исходной информации — осуществляется сбор данных об объекте (на основании изучения модели). Затем происходит их обработка с помощью методов теории вероятности, математической статистики и экспертных процедур.
4. Проведение расчетов и анализ результатов эксперимента — производится оценка достоверности результатов.
5. Применение результатов на практике — работа с моделируемым объектом с учетом его предполагаемых свойств, полученных при изучении моделей. При этом полагается, что эти свойства с достаточным уровнем вероятности действительно присущи данному объекту. Последнее положение должно основываться на результатах предыдущего этапа.
Если полученные на пятом этапе результаты недостаточны, изменился сам объект или его окружающая среда, то происходит возврат к первому этапу и новое прохождение цикла моделирования.
При построении системы информационного обеспечения управленческой деятельности обычно используют три основные модели:
- модель самой организации как объекта управления;
- модель управленческих структур организации в их связи с управляемой системой;
- модель внешней среды, с которой взаимодействует организация. Рассмотрим каждый из этих классов моделей.