Системный подход в моделировании

Классификация моделей

Чтобы ориентироваться в их многообразии, необходимо все это классифицировать, то есть каким-либо образом упорядочить, систематизировать. При классификации объектов по "родственным" группам необходимо правильно выделить некий единый признак (параметр, а затем объединим, те объекты, у которых он совпадает). Рассмотрим наиболее распространенные признаки, по которым можно классифицировать модели.

С учетом фактора времени (отражают динамику происходящих процессов)

1. Статические. Одномоментный (на данный момент времени) срез информации по объекту. Пример. Обследование учащихся в поликлинике дает картину физического состояния детей на данный момент времени. Расчет прочности и устойчивости к постоянной нагрузке на фундамент, на стены, на балки при строительстве здания.

2. Динамические. Позволяют увидеть изменения состояния объекта во времени. Пример. Карточка школьника, отражающая состояние здоровья ребенка в течение многих лет при воздействии экологических, экономических и социальных факторов. Учет противодействия ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям при строительстве здания

По способу представления (из чего сделаны).

1. Материальные. Воспроизводят геометрические и физические свойства объекта и всегда имеют реальное воплощение. Пример. Детские игрушки, чучела птиц, карты, схемы, макеты, опыты и.т.д.

2. Информационные. Нельзя потрогать или увидеть воочию, так как они не имеют материальной основы, а строятся только на информации. Пример. Любое описание объекта на одном из разговорных или формальных языков

· Знаковые. Информационная модель, выраженная средствами формального языка. Пример. Рисунки, тексты, графики, схемы и т.д.

· Вербальные. Информационная модель в мысленной или разговорной форме. Пример. Мысленный образ объекта

Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в голове человека, может быть облечен в знаковую форму. Например, мелодия, родившаяся в голове композитора, будет представлена в виде нот на бумаге.

Системный подход в моделировании

Окружающий нас мир состоит из множества различных объектом, каждый из которых имеет разнообразные свойства, и при этом объекты взаимодействуют между собой. Например, такие объекты, как планеты нашей Солнечной системы, имеют различные свойства (массу, геометрические размеры и т. д.) и по закону всемирного тяготения взаимодействуют с Солнцем и друг с другом.

Планеты входят в состав более крупного объекта – Солнечной системы, а Солнечная система – в состав нашей галактики Млечный Путь. Вместе с тем, планеты состоят из атомов различных химических элементов, а атомы – из элементарных частиц. Можно сделать вывод, что практически каждый объект состоит из других объектов, т. е. представляет собой систему.

Системасостоит из объектов, которые называются элементамисистемы.

Системы бывают:

1. Материальные (человек, компьютер, дерево, дом).

2. Нематериальные (человеческий язык, математика)

3. Смешанные (школьная система, так как включает в себя как материальные элементы (здание, оборудование, школьников, учебники), так и нематериальные (расписание занятий, темы уроков, устав школы).

Важным признаком системы является ее целостное функционирование. Система является не набором отдельных элементов, а совокупностью взаимосвязанных элементов. Например, компьютер является системой, состоящей из различных устройств, при этом устройства связаны между собой и аппаратно (физически подключены друг к другу), и функционально (между устройствами происходит обмен информацией).

Состояние системы характеризуется ее структурой, т. е. составом и свойствами элементов, их отношениями и связями между собой. Система сохраняет свою целостность под воздействием различных внешних воздействий и внутренних изменений до тех пор, пока она сохраняет неизменной свою структуру. Если структура системы меняется (например, удаляется один из элементов), то система может перестать функционировать как целое. Так, если удалить одно из устройств компьютера (например, процессор), компьютер выйдет из строя, т. е. прекратит свое существование как система.

Составные части системы называются элементами или компонентами системы. Каждый такой элемент может в свою очередь являться системой, Тогда по отношению к исходной системе ее называют подсистемой, а систему, включающую в себя подсистему как элемент, рассматривают как надсистему.

Чтобы описать систему, недостаточно только перечислить ее элементы. Еще необходимо указать, как эти элементы связаны друг с другом. Именно наличие связей превращает набор элементов в систему Система – это порядок и организация, а антисистема – это хаос, путаница, беспорядок.

Если графически представить связи между элементами системы, то получится ее структура. Структура может определять пространственное взаиморасположение элементов (цепочка, звезда, кольцо), их вложенность или подчиненность (дерево), хронологическую последовательность (линейную, ветвящуюся, циклическую).

Когда вы опишите элементы системы и укажите их взаимосвязи, тем самым вы проведете системный анализ.

Систематизация – это процесс превращения множества объектов в систему. Систематизация имеет огромное значение. В повседневной жизни каждый из нас занимается систематизацией – разделяет одежду на зимнюю и летнюю, посуду – на стаканы, тарелки, кастрюли и т.д.

Неоценима систематизация знаний в различных науках. Начало многих наук связано с именем великого древнегреческого ученого Аристотеля, который жил в 4 в. до н.э. Вместе со своими учениками Аристотель проделал колоссальную работу по классификации накопленных знаний, разделил их на несколько частей и дал каждой свое название. Именно тогда на свет появились физика, биология, экономика, логика и другие наука. Математические знания классифицировал Евклид в 3 в. до н.э. Живых существ классифицировал Карл Линней (1735 г.). Химические вещества классифицировал Ч.И.Менделеев. Звездное небо было разделено на созвездия, причем эта классификация отличается тем, что признаки, по которым были классифицированы звезды, к ним самим не имеют никакого отношения.

Задание 1

Попробуйте повторить подвиг вышеназванных знаменитых людей, систематизировав перечисленные факты и определив основание систематизации.

А) Подвиг Аристотеля

1.«Жи»-«ши» – пиши с буквой «и».

2.Амазонка – это река.

3.Тела тяжелее воды тонут.

4.Прилагательное выражает свойство.

5.Бермудские острова омываются Атлантическим океаном.

6.Разноименные полюса магнита притягиваются, а одноименные –отталкиваются.

7.Высочайшая вершина мира – Эверест.

8.«Мама» – существительное первого склонения.

9.Антарктида покрыта вечным льдом.

10.Для того, чтобы найти время пути, необходимо пройденное расстояние разделить на скорость.

11.Вода закипает при температуре 100°С.

12.Чем сильнее предмет давит на опору, тем сильнее опора давит на предмет.

13.Столица России – Москва.

14.«Не» с глаголами пишется раздельно.

15.Существительные бывают следующих падежей: именительного, родительного, дательного, винительного, творительного, предложного.