Модели систем

Исследование структуры систем и протекающих в них процессов требует специальных методов, позволяющих их описывать и моделировать, т.е. осуществлять упрощенное имитирование.

В общем случае можно выделить четыре основных типа моделей:

§ Логические - словесные, морфологические, описательные модели;

§ Графические – рисунки, фотографии, схемы, планы, карты, изолинии, графики и диаграммы состояния контролируемых параметров;

§ Физические – натуральные аналогии систем, трехмерные изображения, макеты, гидравлические, электростатические аналоги и др.;

§ Математические – уравнения графиков или диаграмм состояния, системы уравнений, описывающие изменения отдельных параметров или состояния системы в целом.

Процесс моделирования систем сопряжен с рядом технических, концептуальных и психологических проблем, определяющих точность получаемых результатов. Поэтому любые модели неминуемо упрощены и функционально неадекватны реальному объекту по параметрам перехода количественных характеристик в качественные в соответствии с принципом внутреннего динамического равновесия. Таким образом, модели дают лишь вероятностный сценарий процесса, ограниченный действием закона неполноты информации.

Несмотря на приведенные недостатки моделирования, методы системного анализа сочетающие в себе логику системного подхода с математическим моделированием, получили в последние годы широкое распространение. Наиболее широко для описания природных и геотехнических систем применяют компартментальные модели. Эти модели подразумевают, что вещество, энергия, информация равномерно распределены в некоторых объемах пространства с постоянной концентрацией. Вещество, энергия, информация, характеризующиеся некоторой количественной мерой и участвующие в процессах транспорта и метаболизма как самостоятельные единицы, называются компартментом.

В общем случае компартментные системы содержат несколько связанных между собой компонентов. В них протекают 3 типа процессов, описываемых известными законами:

§ Обмен компонентами между отдельными компартментами или корпартментами и внешней средой.;

§ Трансформация одних компонентов в другие;

§ Процессы, приводящие к исчезновению каких-либо компонентов.

При моделировании системы, в качестве компартметов может выступать любой её элемент, обеспечивающий накопление вещества, энергии, информации.