Модели сложных систем
1. ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О МОДЕЛИРОВАНИИ СЛОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ Под моделированием понимается процесс исследования объекта, представляемого в виде системы, включающий построение модели, изучение ее свойств и перенос полученных сведений на моделируемый объект. Общими функциями моделирования являются описание, объяснение и прогнозирование поведения реального объекта. Типовыми целями моделирования является поиск оптимальных или близких к оптимальным решений, оценка эффективности решений, определение свойств системы, установление взаимосвязей между ее характеристиками, перенос полученной информации на реальный объект. Термин «модель» имеет весьма многочисленные трактовки; в наиболее общей формулировке модель – это объект, который имеет сходство в некоторых отношениях с прототипом и служит средством описания и/или объяснения, и/или прогнозирования поведения прототипа. Формальное определение модели определяет модель как изоморфизм А на . Частные модели могут обозначаться как гомоморфизм: , в котором оператор f указывает на способ построения требуемой модели. Важнейшим качеством модели является представление упрощенного образа реального объекта, отражающего не все свойства прототипа, а только существенные для проведения исследований. Сложные объекты характеризуются выполняемыми процессами (функциями), структурой и поведением во времени. Для адекватного моделирования этих аспектов выделяют функциональные, информационные и поведенческие модели, пересекающиеся друг с другом и формирующие на пересечении область возможных решений для поиска оптимальных свойств объекта. Функциональная модель объекта описывает совокупность выполняемых им функций, характеризует морфологию объекта (его построение) – состав функциональных элементов и их взаимосвязи. Информационная (кибернетическая) модель отражает отношения между элементами объекта в виде структур данных (состав и взаимосвязи). Поведенческая (событийная) модель описывает информационные процессы (динамику функционирования), характеризующиеся категориями «состояние объекта», «событие», «переход из одного состояния в другое», «условия перехода», «последовательность событий». Значение моделирования важно для сложных объектов, где натурные эксперименты невозможны в виду их сложности и больших затрат, уникальности, длительности эксперимента. Главная трудность состоит в многоаспектности объектов и их физической неоднородности.
