Врсте моделирања и њихова класификација

У чланку ће се говорити о типовима моделирања. Има их много, а свако од њих има многе карактеристике.

Моделинг

Пре него што размотримо типове процеса и феномена моделовања, хајде да говоримо о њиховој општој класификацији. То је веома сложено и збуњујуће због чињенице да сам концепт „модела“ има много значења у различитим областима науке и технологије. Класификација је могућа са нагласком на различитим основама. Може се десити:

• по природи објеката моделирања;
• по природи самих модела;
• по областима употребе (у физичким наукама, инжењерству, менталном моделирању, итд.);
• нивоима моделирања (микро ниво, макро ниво, мезо ниво).

Треба схватити да у овом случају ниједна класификација неће бити довољно комплетна. Потребно је узети у обзир чињеницу да не постоје посебна правила према којима се одвија дистрибуција група за моделирање. Најчешће се то ослања на практичне, научне или језичке традиције. Много чешће се све одређује одређеним задацима и условима у конкретном случају.

Класификација по природи модела

Врсте метода моделирања су прилично разноврсне, па ћемо размотрити не једну, већ неколико класификација. Најважније од њих односи се на дистрибуцију природе модела:

1. Моделирање знакова у којем је објект цртеж, дијаграм или формула. Такви модели постали су прилично популарни након развоја рачунара.
2. Ментална симулација, а то је да мисли постају визуелне. На пример, можете узети познати модел атом који је предложио Ниелс Бохр.
3. Аналогно моделирање у којем су оригинал и модел описани користећи исти математички однос. На пример, можете донети електричне моделе који су једноставно неопходни у проучавању механичких појава.
4. Моделирање предмета је најпопуларније. Она лежи у чињеници да физичка, геометријска, функционална или геометријска својства неког објекта могу деловати као модел. На пример, дајемо модел случаја шиваће машине или модела конструкције.
5. Модел експеримент. Овај поглед се издваја, јер у овом случају сам предмет није укључен у експеримент, већ његов модел, обдарен свим потребним квалитетима. Ова метода идеално показује колико је арбитрарна граница између емпиријског и теоријског знања.

Субјецт

У контексту типова моделирања, сваки од њих посматрамо одвојено. Техничко, односно предметно моделирање се користи у рјешавању практичних проблема. Зато је толико популаран и тражен. Она се заснива на анализи и теорији сличности. Важан услов за такву симулацију је пропорционалност величина које карактеришу стварни објекти у односу на вриједности модела. Присуство пропорционалне везе је веома важно, јер вам омогућава да варирате експерименталне резултате добијене за стварни објекат множењем вредности добијених једним фактором.

Изражавајући коефицијенте сличности одређених величина кроз коефицијенте сличности других величина, можемо добити бездимензионалне комбинације за модел и реални објект. Ове комбинације су критеријуми за сличност.

Други неопходни услов за предметно моделирање је потпуна једнакост свих параметара модела и реалног објекта. Међутим, није увијек могуће постићи такву равноправност. Зато у пракси истраживачи често користе апроксимативно објектно моделирање, при чему једнакост није међу свим елементима. Треба напоменути да је изузетно тешко, а понекад и немогуће, утврдити и утврдити све критерије сличности.

Аналог

Врсте система моделирања су изузетно различите. Аналогни модели су они који имају физичку природу, која се потпуно разликује од оригиналне, али у исто вријеме заједнички и обједињујући елемент је функционирање оригинала и модела. За овај тип моделирања неопходна је математичка компонента. Пример аналогних модела су пнеуматски, механички, електрични или хидраулични системи. Опис елемената се одвија на логичком и системском нивоу.

Користе се посебни односи који вам омогућавају да пронађете зависности између стварног објекта и његове копије. У овом случају, само овај метод може користити не један, већ неколико модела одједном. Међутим, аналогно моделирање има два значајна недостатка. Први је да изградња правог модела захтева много финансијских и менталних трошкова. Други недостатак је да је, ипак, тачност таквог моделирања прилично ниска.

Сигнс

Типови објеката за моделовање могу бити представљени у облику знакова или симбола. У овом случају, модел се може представити у облику различитих дијаграма, формула, цртежа и графова. Варијација овог типа је математичко моделирање. То су симболи математике који омогућавају врло прецизно и детаљно описивање својстава, односа и страна различитих објеката или објеката. Помоћу једначина, истраживач изражава односе који настају као резултат функционисања испитиваног субјекта.

Нумеричка симулација на рачунару, чија је основа математика, користи се у случајевима превеликих количина рачунања, које се користе за проучавање модела. Да бисте то урадили, креирајте посебан програм. У овом случају, модел је алгоритам.

Мисли

Многи могу бити изненађени, али постоји ментална симулација. Не само да су типови математичког моделирања најтежи, као што ћемо разумети у наставку.

Таква симулација не може бити у принципу ако не постоје услови за њено физичко постојање. Другачије је. Може бити визуелно или симболично. Причајмо мало о визуелном менталном моделирању. Ово је врста информационог моделирања, које је хипотетично. То јест, користи се ако нема довољно стварног и стварног знања о објекту који би створио формални модел.

Слични елементи

Често је слично аналогном моделирању када се користе аналогије на различитим нивоима. Ако је објекат сувише комплексан, онда користите различите аналогне моделе који одражавају више или једну страну објекта. Такође, ово укључује и израду прототипова, а то је да неки процеси који се дешавају у реалном објекту једноставно не могу бити подложни или претходе физичком моделирању. Симболичко моделирање је вештачки процес који ствара објекат који замењује стварни. Али то укључује и моделирање језика, које се заснива на тезаурусу. Ријеч је о рјечнику у којем нема двосмислености, тј. Само један појам одговара свакој ријечи. Разумемо да је скуп речи у тезаурусу још увек ограничен. Друге подврсте су знаковни модели, када истраживачи користе конвенције и операције на њима. Тако да можете направити одређену опис објекта.

Модел експеримент

Моделни експеримент се изводи у случају када је директан експеримент немогућ или претежак из различитих разлога. На пример, то једноставно не може бити економски одрживо. Суштина моделног експеримента је да се не истражује сам објекат, већ само његов модел. Обично је то материјално. Обично, након увођења модела у експеримент, студија постаје компликованија.

Метода екстраполације

Научници су укључени у детаљне теоријске студије о различитим аспектима објекта како би поткрепили однос између стварног објекта и вештачког објекта, а затим екстраполирали добијене податке. Имајте на уму да је метода екстраполације тај да се знање преноси из једне области у другу. То је онај који знамо и проучавамо, онај који нам је још непознат. Основна функција методе екстраполације је оптимизација самог процеса знања. Осим тога, сама процедура преношења знања само на неки дио је независна. Узгред, то укључује методе као што су аналогија, индукција, математика, моделирање, статистика.

Типови рачунарске симулације

Обратите пажњу на много модела. У компјутерском моделирању користе се углавном математички, имитацијски и графички модели. Проучавање се заснива на три фазе. Прво се креира модел, у другој фази се проучава, а на трећем у пракси примењују се добијени резултати истраживања. Математички модели су знаковни модели који могу описати неке објекте или процесе у нумеричком односу. Графички модели су визуелни приказ објекта или процеса који је толико комплексан да их је немогуће описати другачијом методом за нормално разумијевање. Симулацијски модели омогућују вам да посматрате аналогни модел, проводите експерименте на њему, промијените параметре. Због чињенице да се рачунарска технологија из године у годину побољшава и да се лични компјутери шире моћно и снажно, до моделирања настају огромни развојни изгледи. Са овим метод знања Не само да можете истраживати свет и различите процесе, већ и проучавати људско друштво.

Посебне карактеристике

Основна карактеристика компјутерске симулације је да је одређени софтвер за њега веома важан. Сам процес се одвија својим средствима. Софтвер може бити универзалан или специјализован. Универзални софтвер може да користи готово све, он је у јавном домену. Али понекад се креирају специјализовани програми за експеримент који су јединствени. Такође, компјутерска симулација је различита по томе што се овде могу разликовати различити типови. Дакле, ако је математичка формула сувише комплексна и дугачка и не може се представити за довољно разумијевање, онда се користе графички или симулацијски модели. Имајте на уму да понекад компјутерска визуализација може бити много јефтинија од стварања стварног прототипа објекта. Ако су модели сувише сложени и неопходно је истражити сваки елемент, онда употријебите имитацију. Захваљујући компјутеру, могуће је репродуковати одређени циклус привремених догађаја и уз помоћ посебних програма обрадити огроман низ информација. Овде је важно разумети да је рачунар најмоћнији алат за креирање и проучавање модела, али ипак не може да их измисли. Ова улога је још увијек у власништву човјека. Абстрактну анализу увек обавља човек.

Математичко моделирање

Размотрили смо типове модела у моделирању да бисмо схватили да је ова област веома разнолика. Могу се представити као сложене формуле, као и слике. Да резимирамо, говоримо о типовима математичког моделирања. Може бити аналитичка, комбинована или имитација. Већ смо размотрили потоњу врсту, али у мало другачијем контексту, али се нећемо задржавати на њој. Аналитичко моделирање карактерише чињеница да су различити процеси описани у форми функционалних односа, на пример, интегрални, алгебарски, диференцијални и тако даље. То је такође веома важан логички услов. У овом случају, аналитички модел се може проучавати не само аналитичким методама, већ и нумеричким и квалитативним. Комбиновано моделирање укључује елементе аналитике и имитације. Ово је процес када се дешава истовремено. анализа и синтеза информације да би се спојио у нешто комплексно. Пре изградње комбинованог модела, све компоненте су подељене у подпроцесе. Многи од њих су замењени аналитичким моделима. У случајевима када то није могуће, користи се симулација.

У моделирању смо разматрали све могуће типове модела. Из овога схватамо колико је овај процес разноврстан и сложен. Као примјери типова моделирања разматрани су најчешћи феномени.