Понятие модели и моделирования

Термин «модель» происходит от латинского modulus – образец, норма, мера. Модель является частным случаем аналогии – важного метода научного познания. В любых отраслях знания при объяснении сложных явлений или процессов исследователь чаще всего ищет сходства с тем, что уже известно науке.

Наиболее известны три типа моделей: геометрические, физические, математические.

Геометрические модели представляют некоторый объект, геометрически подобный своему прототипу (оригиналу). Они дают внешнее представление об оригинале и большей частью служат для демонстрационных целей (демонстрационные модели деталей машин, муляжи фруктов и т.д.). При построении данного типа моделей основную роль играет их геометрическое подобие объектам, а не процессам, протекающим в них.

Физические модели отражают подобие между оригиналом и моделью не только с точки зрения их формы и геометрических пропорций, но и с точки зрения происходящих в них основных физических процессов. По своей природе они могут быть механическими, гидравлическими, электрическими.

Геометрические и физические модели относятся к классу вещественных (материальных) моделей.

Математические модели представляют собой абстрактные описания объектов, явлений или процессов с помощью знаков (символов), поэтому их называют также абстрактными или знаковыми. Обычно они имеют вид некой совокупности уравнений или неравенств, таблиц, графиков, формул и других средств математического описания моделируемых объектов, явлений и процессов.

Все модели обладают рядом общих свойств:

Ø они подобны изучаемому объекту и отражают его наиболее существенные стороны;

Ø при исследовании модели способны замещать изучаемый объект, явление или процесс;

Ø они дают информацию не только о самом моделируемом объекте, но и о его предполагаемом поведении при изменяющихся условиях.

Таким образом, основное назначение модели – служить средством познания оригинала.

Под моделированием в узком смысле слова понимают построение модели изучаемого объекта, явления или процесса.

Объект – этофизическое (материальное) тело, вещь. Для его изучения используются, как правило, геометрические модели.

Явление – это внешние свойства и признаки предмета, постигаемые через ощущение, восприятие, представление. Например, цветок – это объект (предмет), а его свойства проявляются через форму, цвет, запах. Поэтому можно сказать, что в парфюмерной промышленности «моделируют запахи».

Процесс – это ход, развитие явления, последовательная смена состояний объекта. Если явление представляет статическое, постоянное качество, то процесс всегда обладает динамическими характеристиками.

Термины «модель» и «моделирование» относятся к понятиям кибернетики – науки, изучающей общие закономерности строения и функционирования сложных систем управления. Так как любые процессы управления связаны с принятием решений на основе получаемой информации, то кибернетику часто определяют как науку об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах. Само слово «кибернетика» происходит от греческого cybernetes, что означает «рулевой», «кормчий».

Экономическая кибернетика использует наряду с понятиями «модель», «моделирование» и ряд других терминов: «система», «информация», «управление».

Системой называется относительно обособленная и упорядоченная совокупность обладающих особой связностью и целесообразно взаимодействующих элементов, способных реализовать определенные функции. Более кратко система определяется как упорядоченная совокупность элементов, рассматриваемых во взаимодействии.

Информация – это совокупность сведений о состоянии системы, ее подсистем и элементов, а также о происходящих в них процессах.

Управление – это процесс целенаправленного воздействия на управляемую систему на основе имеющейся информации с целью обеспечить ее контролируемое поведение при изменяющихся внешних условиях.

С точки зрения кибернетики объектами моделирования являются системы, а само моделирование предполагает, что имеются две системы:

система-оригинал, которой мы управляем или должны управлять;

модель системы, ее аналог, который позволяет раскрыть свойства системы-оригинала, изучить закономерности ее поведения и получить информацию, которая поможет управлять системой-оригиналом в желаемом направлении.