Информационное моделирование

Информационное моделирование

Введение

Моделирование является одним из методов зания мира.

Понятие моделирования довольно сложное, оно содержит в себе большущее обилие методов моделирования: от сотворения натуральных моделей (уменьшенных и либо увеличенных копий реальных объектов) до вывода математических формул.

Для разных явлений и процессов бывают уместными различные методы моделирования с целью исследования и зания.

Объект Информационное моделирование, который выходит в итоге моделирования, именуется моделью. Должно быть понятно, что это совершенно не непременно реальный объект. Это может быть математическая формула, графическое представление и т.п. Но он полностью может поменять оригинал при его исследовании и описании поведения.

Хотя модель и может быть четкой копией оригинала, но в большинстве Информационное моделирование случаев в моделях воссоздаются какие-нибудь принципиальные для данного исследования элементы, а остальными третируют. Это упрощает модель. Но с другой стороны, сделать модель – точную копию оригинала – бывает полностью мистической задачей. К примеру, если моделируется поведение объекта в критериях космоса. Можно сказать, что модель – это определенный метод описания реального мира Информационное моделирование.

Моделирование проходит три шага:

1. Создание модели.

2. Исследование модели.

3. Применение результатов исследования на практике и/либо формулирование теоретических выводов.

Видов моделирования неограниченное количество. Вот некие примеры типов моделей:

Математические модели. Это знаковые модели, описывающие определенные числовые соотношения.

Графические модели. Зрительное представление объектов, которые так сложны, что их описание другими методами не Информационное моделирование дает человеку ясного осознания. Тут наглядность модели выходит на 1-ый план.

Имитационные модели. Позволяют следить изменение поведения частей системы-модели, проводить опыты, изменяя некие характеристики модели.

Над созданием модели могут работать спецы из различных областей, т.к. в моделировании довольно велика роль межпредметных связей.

Модель

Модель – это абстрактное (идеализированное) отображение функционирования Информационное моделирование физической системы с той либо другой точки зрения. Моделирование систем может быть в силу принципа моделируемости, который заключается в последующем: f систему можно представить конечным обилием моделей, любая из которых отражает определенную грань еѐ сути; f модель, направленная на отображение определенных параметров системы, всегда проще самой системы (принцип гомоморфизма ); f Информационное моделирование создание полной модели системы вообщем никчемно, т.к. в силу аксиомы Тьюринга,

С учетом произнесенного одна и та же физическая система может иметь огромное количество моделей собственного функционирования. Если несколько различных моделей характеризуются схожим набором входных и выходных величин и идиентично реагируют на наружные воздействия, то они именуются Информационное моделирование изоморфными . Посреди изоморфных моделей можно избрать лучшую по тому либо иному аспекту. Перед выбором модели нужно обусловиться с границами моделируемой системы, набором наблюдаемых характеристик (базой), входными и выходными воздействиями системы. В качестве базы может быть выбрано время, место, другие физические свойства либо их группа. В качестве группы может выступать набор каких-нибудь Информационное моделирование параметров, к примеру: форма, цвет, качество и т.п. Требования к базисным характеристикам: f базисные характеристики должны быть применимы ко всем свойствам системы; f база должна отвечать целям моделирования физической системы; f наблюдение за входными и выходными воздействиями системы должно совершенно точно определяться базой.

Связь с Информационное моделирование наружной средой

Связи модели с наружной средой можно подразделить на входные и возмущающие. Входные связи являются контролируемыми параметрами, возмущающие – неконтролируемыми. Независимо от типа связи, они бывают 3-х видов: f детерминированные, значения которых заблаговременно известны; f случайные, с известным законом рассредотачивания; f неопределенные, для которых известна только область деяния, но неопознаны законы рассредотачивания либо Информационное моделирование даже их вероятностные свойства. Неопределенные связи отражают недостаточную изученность физической системы. На связи модели с наружной средой могут быть наложены ограничения. Связи и характеристики системы актуализируются при помощи наблюдений.

Наблюдения

В качестве наблюдаемых нужно выбирать те характеристики, которые меняются в процессе функционирования системы. Если свойство в процессе функционирования не Информационное моделирование меняется, то никчемно вести за ним наблюдение. Для наблюдения параметров системы употребляются устройства, обычно именуемые измерительными устройствами либо инструментами. Наблюдаемое свойство и итог наблюдения связаны меж собой зависимостью: Q= Af (u)+E, где: f(u) – наблюдаемое свойство; Q – итог наблюдения; А – линейный оператор, описывающий измерительный прибор (при Информационное моделирование A = I, где I – единичный оператор, идет речь об безупречном приборе, не искажающем наблюдаемое свойство); E – погрешности измерения, именуемые шумом и понимаемые как случайный вектор с нулевым математическим ожиданием.

Хоть какой измерительный инструмент должен уметь вести взаимодействие с физической системой и преобразовывать это взаимодействие в вид, конкретно отображающий состояние соответственного наблюдаемого воздействия Информационное моделирование. Достигнуть этого можно только при безупречной характеристике прибора. Реальные приборы искажают наблюдаемое свойство. Восполнить преломления можно при использовании измерительно-вычисли-тельных комплексов. В данном случае приведенное выше выражение преобразуется к виду: RQ=RAf(u)+RE где: R – оператор, выбирающийся из критерий линеаризации черт прибора (RA) и минимизации Информационное моделирование погрешности RE.

Процедура наблюдения представляет собой набор инструкций, определяющих то, как надо использовать инструмент в разных критериях и каким образом интерпретировать итог /1 с.51/. Совокупа инструмента и набора инструкций будем именовать каналом наблюдения, который характеризуется шкалой.

Типы шкал

Шкалой именуется тройка {K,Q,f}, где f – определенный метод "гомоморфного" (т Информационное моделирование.е. конкретного в одну сторону) отображения K на Q (к примеру, отображение веса в граммах). Если при помощи преобразования f отображение f можно взаимно совершенно точно перевести в отображение f (f = ff; f = f-–1f), то шкалы числятся принадлежащими к одному типу (к примеру: вес в граммах, килограммах, тоннах). Нужно учесть Информационное моделирование, что в канале наблюдения могут употребляться разные типы шкал (номинальные, ординальные, интервальные).

Номинальная шкала (шкала наименований) базирована на любом приписывании тех либо других знаков (символов) проведенному наблюдению, которые играют ординарную роль имен. Имя служит для идентификации огромного количества наблюдений. При этом каждому огромному количеству приписывается свое имя. Различные Информационное моделирование имена приписываются различным огромным количествам, и напротив – одно имя приписывается всем элементам 1-го огромного количества. Шкала может быть категорезированной либо нет. В категорезированной шкале заблаговременно понятно количество множеств (категорий, классов, рангов, градаций), на которые может быть разбито наблюдение. В некатегорезированной шкале количество множеств разбиения наблюдения заблаговременно непонятно. Основной операцией с данным Информационное моделирование типом шкал является операция "равенства", т.е. при помощи номинальной шкалы можно установить только – относится ли данное наблюдение к огромному количеству с данным именованием либо нет. Данный тип шкал остается инвариантным относительно замен имен множеств при сохранении целостности самих множеств.

Ординальная шкала, либо шкала порядка, подразумевает упорядочение наблюдений относительно какого Информационное моделирование-нибудь их параметра и допускает действие операций "равенства" и "больше – меньше". При помощи шкалы порядка можно найти принадлежность наблюдения к тому либо иному огромному количеству и установить порядок следования множеств. Ординальная шкала может быть категорезированной либо нет. Шкала остается инвариантной относительно всякого однообразного преобразования. Время от времени выделяют Информационное моделирование отчасти упорядоченные шкалы, в каких отношение "больше –меньше" вправду только для неких частей шкалы.

Интервальная шкала, либо метрическая, подразумевает наличие единицы измерения и какого-то начала и допускает все арифметические операции, если они относятся к интервалам меж 2-мя шкальными значениями. В этих шкалах можно ассоциировать наблюдения меж собой.

Типы Информационное моделирование моделей

Модели можно подразделить на типы и виды. Один и тот же тип модели может иметь разный вид. Употребляются последующие типы моделей:

Аналитические, в каких процессы в системе показываются некими многофункциональными зависимостями и могут быть получены в очевидном виде для разыскиваемых черт либо получены численным способом при задании определенных исходных данных, либо получены Информационное моделирование высококачественные свойства для неких параметров;

Имитационные, которые воспроизводят (имитируют) функционирование всей системы через функционирование её частей с соблюдением временной, пространственной и другой последовательности взаимодействия частей и свойств связи меж ними. Имитационные модели употребляются в тех случаях, когда отсутствует целостная теория моделируемой системы. Такая модель позволяет довольно легко учесть такие причины, как Информационное моделирование наличие дискретных и непрерывных частей и связей в системе, нелинейные свойства частей и связей, случайные воздействия, представления профессионалов. В текущее время имитационное моделирование – более действенный способ исследования огромных систем;

Кибернетические, в каких отсутствует конкретное подобие физических процессов, происходящих в системе. Система отображается в виде "темного ящика" с рядом Информационное моделирование входов и выходов и исследуются его реакции на наружные воздействия. Целью исследования является установление зависимостей меж входами и выходами;

Интерактивные (игровые), которые подразумевают наличие конфликта и разных стратегий их преодоления. Конфликтом именуются взаимно-противоречивые кандидатуры решения задачки, которые не могут быть осуществлены сразу в силу ограниченности ресурса, в том числе Информационное моделирование и информационного. Стратегии решения задачки могут изменяться в процессе моделирования. Основными решаемыми задачками являются последующие

Для интерактивных моделей типично, что в качестве неких частей системы включены люди с их понятием стратегии, стратегии и реакцией на входные воздействия и внутренние состояния системы. При всем этом подразумевается, что у каждого человека есть Информационное моделирование некоторое количество стратегий либо прототипов поведения, которые они выбирают исходя из сложившейся ситуации. Сначало, игровые модели использовались для анализа конфликтов и пробы их разрешения. В текущее время игровые модели обширно употребляются в исследовательских работах соц систем и раскрытия законов их функционирования.

Зависимо от полноты познаний о физической системе, выбирается тот либо Информационное моделирование другой тип модели. Типы моделей перечислены сверху вниз в порядке убывания наших познаний о системе. Если мы о системе знаем не много, то пользуемся интерактивной моделью для получения дополнительных познаний. Дальше перебегаем к кибернетической модели, получаем познания о структуре и внутренних связях. Потом перебегаем к имитационной, корректируя Информационное моделирование внутренние многофункциональные зависимости частей и видов связи; и, в конце концов, получаем аналитическую модель системы.

Виды моделей

Модели, их элементы и модули бывают последующих видов: детерминированные, в модели отсутствуют случайные воздействия (пример: падение тела);

стохастические, которые показывают вероятностные процессы и явления (пример: броуновское движение молекул);

статические, отображающие поведение системы в какой-нибудь момент Информационное моделирование времени либо вне времени (пример: оптико-электронные преобразователи);

динамические, отображающие поведение системы во времени (пример: колебания маятника, термические процессы);

дискретные, в каких очевидно выражен дискретный нрав входных и выходных воздействий, и/либо связей, и/либо внутренних состояний (к примеру: системы массового обслуживания);

непрерывные, в каких дискретный нрав связей Информационное моделирование не выражен в силу уровня представления системы (к примеру: волновая оптика)

линейные (нелинейные) /27 с.43/, в каких выход (и/либо состояния) системы линейно (нелинейно) находится в зависимости от входных воздействий (и/либо состояний системы). Линейность может быть естественным свойством системы либо только свойством модели (к примеру: линеаризация модели оптико-электронных систем достигается Информационное моделирование методом использования однородного преобразования координат /28/). Нередко приходится сталкиваться с ситуацией, когда в модели сразу употребляются элементы и модули разных видов (статические и динамические, дискретные и аналоговые, линейные и нелинейные и т.д.).

Информационное моделирование

Табличные модели. Одним из более нередко применяемых типов информационных моделей является таблица, которая состоит из строк Информационное моделирование и столбцов.

Построим, к примеру, табличную информационную модель, отражающую цена отдельных устройств компьютера. Пусть в первом столбце таблицы содержится список объектов (устройств), входящих в состав компьютера, а во 2-м – их стоимость.

Набросок 9.2. Информационная табличная модель

При помощи таблиц создаются информационные модели в разных предметных областях. Обширно понятно табличное представление математических функций Информационное моделирование, статистических данных, расписаний поездов и самолетов, уроков и т. д.

Табличные информационные модели проще всего сформировывать и изучить на компьютере средством электрических таблиц и систем управления базами данных.

Иерархические модели

Нас окружает огромное количество разных объектов, любой из которых обладает определенными качествами. Но некие группы объектов имеют однообразные общие Информационное моделирование характеристики, которые отличают их от объектов других групп.

Группа объектов, владеющих схожими общими качествами, именуется классом объектов. Снутри класса могут быть выделены подклассы, объекты которых владеют некими особыми качествами, в свою очередь, подклассы можно разделять на еще больше маленькие группы и т. д. Таковой процесс именуется процессом систематизации.

При систематизации Информационное моделирование объектов нередко используются информационные модели, которые имеют иерархическую (древовидную) структуру. В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням, при этом элементы нижнего уровня – входят в состав 1-го из частей более высочайшего уровня. К примеру, весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род Информационное моделирование, вид), для информатики свойственна иерархическая файловая система и т. д.

Набросок 9.3. Информационная иерархическая модель

На рисунке 9.3 изображена информационная модель, которая позволяет систематизировать современные компы. Приобретенная информационная структура припоминает дерево, которое вырастает сверху вниз (вот поэтому такие информационные модели именуют время от времени древовидными). В структуре верно просматриваются три уровня: от первого, верхнего, имеющего Информационное моделирование один элемент Компы, мы спускаемся до третьего, нижнего, имеющего три элемента Настольные, Портативные, Карманные.


informacionnij-terrorizm-kak-ugroza-nacionalnoj-bezopasnosti-rossijskoj-federacii-stranica-3.html
informacionnijbyulleten-o-postuplenii-novoj-literaturi-v-selskie-biblioteki-stranica-3.html
informacionnijotchet-2011-stranica-6.html