Моделирование как метод познания

Рис. 3. Генеалогическое дерево Рюриковичей (X-XI века)

 

2.3. Сетевые  информационные модели

Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.

Например, различные региональные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская, австралийская и так  далее) связаны между собой высокоскоростными  линиями связи. При этом одни части (например, американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями Интернета, а другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и австралийская).

Построим граф, который  отражает структуру глобальной сети Интернет (рис. 4). Вершинами графа являются региональные сети. Связи между вершинами носят двусторонний характер и поэтому изображаются ненаправленными линиями (ребрами), а сам граф поэтому называется неориентированным.

Представленная сетевая  информационная модель является статической  моделью. С помощью сетевой динамической модели можно, например, описать процесс  передачи мяча между игроками в коллективной игре (футболе, баскетболе и т.д.).

Рис. 4. Сетевая структура глобальной сети Интернет

 

2.4.  Исследование  информационных моделей на ПК⁶

Использование компьютера для  исследования информационных моделей  различных объектов и систем позволяет  изучить их изменения в зависимости  от значения тех или иных параметров. Процесс разработки моделей и  их исследование на компьютере можно  разделить на несколько основных этапов.

Описательная  информационная модель. На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится описательная информационная модель. Такая модель выделяет существенные, с точки зрения целей проводимого исследования, параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает.

Формализованная модель. На втором этапе создается формализованная модель, т. е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений или неравенств фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

Однако далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через исходные данные. В таких случаях используются приближенные математические методы, позволяющие получать результаты с  заданной точностью.

Компьютерная  модель. На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, т. е. выразить ее на понятном для компьютера языке. Существуют различные пути построения компьютерных моделей, в том числе: 
- создание компьютерной модели в форме проекта на одном из языков программирования; 
- построение компьютерной модели с использованием электронных таблиц или других приложений: систем компьютерного черчения, систем управления базами данных, геоинформационных систем и т. д.

В процессе создания компьютерной модели полезно разработать удобный  графический интерфейс, который  позволит визуализировать формальную модель, а также реализовать интерактивный  диалог человека с компьютером на этапе исследования модели.

Компьютерный  эксперимент. Четвертый этап исследования информационной модели состоит в проведении компьютерного эксперимента. Если компьютерная модель существует в виде проекта на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение, ввести исходные данные и получить результаты.

Если компьютерная модель исследуется в приложении, например в электронных таблицах, то можно  построить диаграмму или график, провести сортировку и поиск данных или использовать другие специализированные методы обработки данных.

При использовании готовой  компьютерной визуальной интерактивной  модели необходимо ввести исходные данные, запустить модель на выполнение и  наблюдать изменение объекта  и характеризующих его величин.

В виртуальных компьютерных лабораториях можно проводить эксперименты с реальными объектами. Для этого  к компьютеру присоединяются датчики  измерения физических параметров (температуры, давления, силы и др.), данные измерений  передаются в компьютер и обрабатываются специальной программой. Результаты эксперимента в виде таблиц, графиков и диаграмм отображаются на экране монитора и могут быть распечатаны.

Анализ полученных результатов и корректировка  исследуемой модели. Пятый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели. В случае несоответствия результатов, полученных при исследовании информационной модели, измеряемым параметрам реальных объектов можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности.

Например, при построении описательной качественной модели могут  быть неправильно отобраны существенные свойства объектов в процессе формализации могут быть допущены ошибки в формулах и т. д. В этих случаях необходимо провести корректировку модели, причем уточнение модели может проводиться  многократно, пока анализ результатов  не покажет их соответствие изучаемому объекту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

     Мной проведено  исследование по данной теме. Цель работы достигнута, задачи  решены. Классификации моделей и  формализация рассмотрены, информационные  модели изучены. Данная работа  позволяет исследовать информационные  модели на компьютере, позволяет  на основе выполненной работы  различить материальные модели  от абстрактных, а так же рассмотрен системный подход в моделировании.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. КОМПЬЮТЕРНОЕ  МОДЕЛИРОВАНИЕ  Лекционный курс (М5).  Усольцев В.Л., КАГИ ВГПУ, 2004-2005.

Электронный ресурс: http://www.fizmat.vspu.ru/books/model-m5/lec1.html

2. Электронный ресурс: http://informatika.sch880.ru/p28aa1.html
3. Электронный ресурс: http://www.5byte.ru/10/

 

 

 

¹ КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Лекционный курс (М5).  Усольцев В.Л., КАГИ ВГПУ, 2004-2005.

Электронный ресурс: http://www.fizmat.vspu.ru/books/model-m5/lec1.html

² http://informatika.sch880.ru/p28aa1.html

³ http://informatika.sch880.ru/p28aa1.html

⁴ http://www.5byte.ru/10/

⁵ http://www.5byte.ru/10/

⁶ http://www.5byte.ru/10/