Системное моделирование

Модель (лат. modulus — мера) — это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.

Модель - создаваемый с целью получения и (или) хранения информации специфический объект (в форме мысленного образа, описания знаковыми средствами либо материальной системы), отражающий свойства, характеристики и связи объекта – оригинала произвольной природы, существенные для задачи, решаемой субъектом.

Моделирование – процесс создания и использования модели.

Цели моделирования

  • Познание действительности
  • Проведение экспериментов
  • Проектирование и управление
  • Прогнозирование поведения объектов
  • Обработка информации

Классификация по форме представления

  1. Материальные - воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение (детские игрушки, наглядные учебные пособия, макеты, модели автомобилей и зданий и прочее).
  • a) геометрически подобные масштабные, воспроизводящие пространственно - геометрические характеристики оригинала макеты зданий и сооружений или их частей;
  • b) основанные на теории подобия, воспроизводящие с масштабированием в пространстве и времени свойства и характеристики оригинала той же природы, что и модель, (гидродинамические модели мостов и плотин, продувочные модели высотных зданий и сооружений);
  • c) аналоговые приборные, воспроизводящие исследуемые свойства и характеристики объекта оригинала в моделирующем объекте другой природы на основе некоторой системы прямых аналогий (разновидности электронного аналогового моделирования).
  • Информационные - совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с внешним миром).
    • 2.1. Вербальные - словесное описание на естественном языке).
    • 2.2. Знаковые - информационная модель, выраженная специальными знаками (средствами любого формального языка).
      • 2.2.1. Математические - математическое описание соотношений между количественными характеристиками объекта моделирования.
      • 2.2.2. Графические - карты, чертежи, схемы, графики, диаграммы, графы систем.
      • 2.2.3. Табличные - таблицы: объект-свойство, объект-объект, двоичные матрицы и так далее.
  • Идеальные – материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник, идеальный газ, бесконечность, геометрическая точка и прочее...
    • 3.1. Неформализованные модели - системы представлений об объекте оригинале, сложившиеся в человеческом мозгу.
    • 3.2. Частично формализованные.
      • 3.2.1. Вербальные - описание свойств и характеристик оригинала на некотором естественном языке (текстовые материалы проектной документации, словесное описание результатов технического эксперимента).
      • 3.2.2. Графические иконические - черты, свойства и характеристики оригинала, реально или хотя бы теоретически доступные непосредственно зрительному восприятию (художественная графика, технологические карты).
      • 3.2.3. Графические условные - данные наблюдений и экспериментальных исследований в виде графиков, диаграмм, схем.
    • 3.3. Вполне формализованные (математические) модели.

    Свойства моделей

    • Конечность: модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений и, кроме того, ресурсы моделирования конечны;
    • Упрощенность: модель отображает только существенные стороны объекта;
    • Приблизительность: действительность отображается моделью грубо или приблизительно;
    • Адекватность: насколько успешно модель описывает моделируемую систему;
    • Информативность: модель должна содержать достаточную информацию о системе - в рамках гипотез, принятых при построении модел;
    • Потенциальность: предсказуемость модели и её свойств;
    • Сложность: удобство её использования;
    • Полнота: учтены все необходимые свойства;
    • Адаптивность.
    Курс: 
    5
    Литература: 

    Спиц литература

    Вопросы на зачет: 
    • Роль и место моделирования в создании и исследовании систем в строительной отрасли.
    • Критерии качества математических моделей оснований, фундаментов и зданий целиком.
    • Основы математического моделирования: требования к моделям, свойства моделей, составление моделей, примеры.
    • Классификация методов построения моделей систем.
    • Оценка точности и достоверности результатов моделирования.
    • Технология построения моделей оснований.
    • Математическое моделирование как наука и искусство.
    • Современные методы прогнозирования явлений и процессов в грунтах.
    • Методики вычислительного (компьютерного) эксперимента.
    • Перспективы развития компьютерного моделирования сложных систем.
    • Качественные методы моделирования систем.
    • Анализ сложных систем с помощью моделей автоматов.
    • Эволюционное моделировании зданий и сооружений.
    • Современные подходы имитационного моделирования.
    • Распределенные системы имитационного моделирования.
    • Способы управления временем в имитационном моделировании.
    • Методы прогнозирования на основе нечетких временных рядов.
    • Косвенные методы построения функций принадлежности нечетких множеств.
    • Методы нечеткого моделирования, классификация.
    • Использование нечетких представлений при построении и анализе моделей идентификации.
    • Определение и классификация неопределенностей в задачах моделирования систем.
    • Сети Петри для моделирования свойств грунтов
    • Математические модели грунтовых оснований.
    • Моделирование систем на основе анализа размерностей и теории подобия.
    • Нечеткие запросы к базам данных.

     

    Яндекс.Метрика