Методика та організація наукових досліджень

4.8. Основні функції та етапи побудови моделей систем

Основні функції моделей систем:

- пізнавальні;

- прагматичні.

Вони можуть використовуватися як засоби:

- осмислення дійсності;

- формального опису причинно-наслідкових зв’язків та структури системи;

- спілкування;

- навчання, імітації та прогнозування поведінки системи;

- імітаційного експерименту;

- прогнозування;

- здійснення експериментів

- використання в задачах управління та оптимізації.

Моделі зручно розглядати у вигляді безперервного спектра, який починається від точних моделей чи макетів до повністю абстрактних математичних рівнянь.

Основні властивості моделі:

- скінченність (повнота) - відображається скінчена кількість відношень елементів системи;

- складність (спрощеність) - виходить із необхідності оперування моделлю;

- точність (наближеність) по відношенню до реальної системи.

Адекватність є основною характеристикою побудованої моделі. Поняття адекватності слугує для оцінки рівня виконання вимог повноти та точності, необхідного для досягнення мети моделювання. Ступінь адекватності моделі перевіряється експериментальним шляхом на основі введення міри адекватності.

Використання моделей для навчання і тренування сприяє підвищенню ефективності та скороченню тривалості навчання. Імітація різноманітних практичних ситуацій на моделі, особливо проблемних і критичних, інформація про дії попередників підвищує якість освіти. Як засіб проведення наукового експерименту модель застосовується в тих випадках, коли проведення реального експерименту неможливе або недоцільне.

Система описується як ієрархічне утворення, тобто не однією моделлю, а кількома чи групою моделей, кожна з яких описує поведінку системи з погляду різних рівнів абстрагування. Для кожного рівня ієрархії існують характерні особливості та змінні, закони та принципи, за допомогою яких описується поведінка системи.

Стратифікація системи - процес поділу системи на рівні, що характеризують різні аспекти її функціонування.

На кожній страті в ієрархії структур є власний набір змінних, які дають змогу обмежитися лише дослідженням одного аспекту системи, однієї страти.

Найпростіша модель системи - модель «чорної скрині», в якій акцент робиться на функціях і поведінці системи, а про її будову є лише опосередкована інформація, що відображається у зв’язках із зовнішнім середовищем. Зв’язки із середовищем, які йдуть у систему (входи), дають можливість впливати на неї, використовувати її як засіб, а зв’язки, що йдуть із системи (виходи), є результатами її функціонування, які або впливають на зміни в середовищі, або споживаються зовні системи.