183586 (Основные этапы построения моделей), страница 2

С другой стороны, один и тот же объект может обозначаться разными знаками. Например, день, предшествующий сегодняшнему, можно назвать: «вчера», «накануне», «вторник» (если сегодня среда), «второй день после последнего выходного», «день радости» (например, потому, что в этот день у вас есть урок информатики) и так далее.

Свобода выбора обозначений и многозначность соответствия «знак — денотат» создают проблему понимания, какой объект обозначается данным знаком в конкретной ситуации. Причём это понимание должно быть более или менее одинаковым для разных людей. В противном случае общение невозможно. Следовательно, чтобы обеспечить"-нормальное общение, нужно договориться о правилах использования знаков, то есть разработать язык.

Язык — это знаковая система, используемая для целей коммуникации и познания.

Все языки можно разделить на естественные и искусственные. Естественными называются «обычные», «разговорные» языки, которые складываются стихийно и в течение долгого времени. История каждого такого языка неотделима от истории народа, владеющего им. Искусственные языки создаются людьми для специальных целей или для определённых групп людей. Примеры искусственных языков: язык математики, морской семафор, язык программирования. Характерной особенностью искусственных языков является однозначная определённость их словаря, правил образования выражений и правил придания им значений. Строго говоря, любой язык — естественный и искусственный — обладает набором определённых правил. Они могут быть явно и строго сформулированными (формализованными), а могут допускать различные варианты их использования.

Итак, язык характеризуется:

• набором используемых знаков;

• правилами образования из этих знаков таких языковых конструкций, как слова, фразы и тексты (в широком толковании этих понятий);

• набором синтаксических, семантических и прагматических правил использования этих языковых конструкций. Упорядоченный набор знаков, используемый в языке, называется алфавитом.

Пример.

Сравним два описания вечера:

1) «Стемнело. Затопили печку. Сели пить чай».

2) «Печка жарко полыхает,

По стене смола бежит,

Вечер в чашке чая тает,

Тень ложится, звук дрожит».

Пожалуй, второй отрывок можно считать менее формализованным и более информативным, поскольку он не только констатирует факт наступления вечера, но и рисует некоторую картину, затрагивая наши чувства и эмоции. Хотя и то, и другое описание выполнено в соответствии с правилами русского языка.

Язык выступает инструментом, с помощью которого можно создавать различные конструкции для описания объектов, их внешнего вида, свойств, структуры, поведения, отношений между ними и пр. Такие конструкции и являются информационными моделями.

Любое общение невозможно без того или иного уровня формализации информации. Любой язык, будь то естественный или искусственный, является одним из способов формализации. Разница в том, что специальные языки (языки формул, программирования и т. п.) — это строго формализованные системы, а естественные языки (разговорные, языки искусства, мимики и жестов и т. п.) — частично формализованные системы.

Многие проблемы представления и передачи знаний связаны с проблемами их формализации. Знания — это воспринятая, осознанная и ставшая личностно значимой информация. В процессе познания в результате непосредственных наблюдений, проведения экспериментов мы получаем информацию. Формализация полученной информации есть один из компонентов процесса её осознания.

Языковая система, в рамках которой производится формализация, имеет свои выразительные возможности и тем самым накладывает ограничения на выбор формы.

Так, словесное описание можно успешно применять при моделировании внешнего вида, менее эффективно оно при моделировании структуры. Моделирование же поведения посредством словесного описания хоть и привычно для нас, но менее наглядно по сравнению, скажем, с видеофильмом.

Пример.

Краткое изложение сюжета романа является моделью той же ситуации, что и сам роман. Но роман раскрывает эту ситуацию полнее, глубже и образнее. Фильм, снятый по роману, — модель той же ситуации. Но если образы, возникающие у вас при чтении романа — это созданная вами модель, то фильм отражает моделирование ситуации режиссером.

Язык рисунков используется в основном для моделирования внешнего вида объекта. Смоделировать поведение объекта в одном рисунке практически невозможно, для этого потребуется серия рисунков. Языки чертежей, схем, таблиц лучше всего подходят для моделирования структуры объекта.

Наибольшую сложность для информационного моделирования представляет поведение объекта, поскольку оно обязательно включает такой параметр, как время, но анализ таких моделей даёт наибольшую информацию об объекте. Именно поэтому моделирование динамических процессов и имитационное моделирование сложных биологических, технических, социальных систем представляет большой практический интерес.

Этапы моделирования

1. Постановка цели моделирования.

2. Анализ моделирования объекта и выделение всех его известных свойств.

3. Анализ выделенных свойств с точки зрения цели моделирования и определение, какие из них следует считать существенными .

4. Выбор формы представления модели.

5. Формализация.

6. Анализ полученной модели на непротиворечивость.

7. Анализ адекватности полученной модели объекту и цели моделирования.

Взаимосвязь этапов моделирования отражена на рис.4

Рис. 4 Схема взаимосвязи этапов моделирования