Компьютерная модель

Знаковая модель

Информационная модель, как правило, представляется в той или иной знаковой форме, которая может быть либо компьютерной, либо некомпьютерной. Прежде чем взяться за компьютерное моделирование, человек делает предварительные наброски чертежей либо схем на бумаге, выводит расчетные формулы. Процесс творчества и исследования всегда предполагает мучительные поиски и корзины выброшенных черновиков. И лишь для простых, знакомых по содержанию задач не нужны некомпьютерные знаковые модели. Сегодня, когда компьютер стал основным инструментом исследователя, многие предпочитают и предварительные наброски, формулы сразу составлять и записывать на нем.

Теперь, когда сформирована информационная знаковая модель, можно приступать собственно к компьютерному моделированию — созданию компьютерной модели. Сразу возникает вопрос о средствах, которые необходимы для этого, т. е. об инструментах моделирования.

Существует бесчисленное множество программных комплексов, которые позволяют проводить исследование (моделирование) информационных моделей. Каждая программная среда имеет свой инструментарий и позволяет работать с определенными видами информационных объектов. Поэтому перед исследователем возникает нелегкий вопрос выбора наиболее удобной и эффективной среды для решения поставленной задачи.

Некоторые программные среды используются человеком как эффективное вспомогательное средство для реализации собственных замыслов. Иначе говоря, человек уже знает, какова будет модель, и использует компьютер для придания ей знаковой формы. Например, для построения геометрических моделей, схем используются графические среды, для словесных или табличных описаний — среда текстового редактора.

Другие программные среды используются как средство обработки исходной информации и получения и анализа результатов. Здесь компьютер выступает как интеллектуальный помощник.

Так ведется обработка больших объемов информации в среде баз данных или проводятся вычисления в электронных таблицах.

В процессе разработки компьютерной модели исходная информационная знаковая модель будет претерпевать некоторые изменения по форме представления, т. к. должна ориентироваться на конкретную программную среду и инструментарий.

Например, если вы исследуете геометрическую модель, состоящую из элементарных графических объектов, для моделирования удобна среда графического редактора. Однако для разработки геометрических моделей в некоторых случаях может понадобиться среда программирования, обладающая графическими средствами.

Для словесных моделей используются текстовые процессоры с широкими возможностями оформления выходного документа — редактором формул, встроенной деловой графикой, элементами таблиц.

Существуют разнообразные программы, позволяющие включать в описание схемы алгоритмов, электронные схемы, диаграммы и т. п.

Информационные модели, где отображена не только информация об объектах, но и указаны их взаимосвязи, реализуются в системах управления базами данных.

Если же вы исследуете математическую модель, то вам не подходит ни среда графического редактора, ни среда базы данных, ни среда текстового процессора. Эффективное средство исследования математических моделей — среда программирования, где компьютерная модель представляется в форме программы. Другой мощный инструмент исследования таких моделей — среда электронной таблицы. Тут исходная информационная знаковая модель представляется в форме таблицы, связывающей элементарные объекты по правилам построения связей в этой среде.

Компьютерная модель — модель, реализованная средствами программной среды.

Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что при моделировании на компьютере необходимо иметь представление о классах программных средств, их назначении, инструментарии и технологических приемах работы. И тогда вы легко можете преобразовать исходную информационную знаковую модель в компьютерную и провести соответствующий эксперимент.

Исходная жизненная задача, как правило, формулируется на естественном языке.

Построение модели преследует простую цель выделения таких предположений, при которых можно будет однозначно определить, что в данной задаче служит исходными данными и что результатом.

Иными словами, построение модели сопровождается формализацией языка, посредством которого фиксируется информация, составляющая суть строящейся модели.

Это еще раз подтверждает тезис, что язык всякой науки формализован, ибо любая наука занимается тем, что создает модели, дающие человеку знания об окружающем его мире.

Привлечение компьютера для решения задачи, для которой уже проведена формализация (т.е. построена модель) требует перехода к формальному языку, поскольку компьютер, как формальный исполнитель, понимает только формальный язык.

Переход от описания объекта (процесса, явления) на естественном языке к описанию на формализованном языке является формализацией.

Переход от описания на формализованном языке к описанию на формальном языке является кодированием.