Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (2001) (1186219), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Напомним,что под моделированием будем понимать исследование объектапосредством изучения его модели, т. е. другого объекта, болееудобного для этой цели. Под сложностью моделируемого объектабудем понимать фактически сложность сведений о нем (его описания), зависящую от целей моделирования и уровня, на которомвыполняется описание.
Таким образом, сложность возрастает не310только при введении в рассмотрение новых качеств, но и припереходе к более детальному описанию процесса функционированияобъекта моделирования, т. е. системы S.Задачу прикладной теории моделирования сформулируем, исходя из тех требований, которые будет предъявлять к ней пользователь (исследователь, разработчик системы 5), проводящий эксперименты с процессами функционирования 5 и ее элементов для решения конкретной прикладной задачи. В таком контексте основнойзадачей при решении проблем управления является выбор моделейна уровне оперативного управления, сохраняющих при этом существенные для СУ черты S с учетом ограничений реализации в РМВ(особенно при оперативном управлении). В дальнейшем модель,практически реализуемую с учетом ограниченности ресурсов, будемназывать трактабельной.
Таким образом, помимо теоретическихвопросов построения модели вообще будем рассматривать вопросытрактабельности модели, связанные с формальным представлениемее описания, его упрощением, проверкой адекватности упрощенноймодели и т. д.Тот факт, что моделируемая система S существует лишь какзамысел разработчика, вносит в проблему разработки такой теориизначительные трудности. В частности, не удается непосредственнопроверить адекватность модели процесса функционирования системы S с помощью реального объекта.
Частично эта трудностьустраняется путем проведения натурных экспериментов с элементами S. Ряд существенных трудностей возникает из-за неполнотыисходной информации об объекте моделирования.Большой объем знаний о системах и их элементах, накопленныйк настоящему времени, подлежащий объединению в рамках теориимоделирования и несоизмеримый с познавательными возможностями одного исследователя, выдвигает необходимость организациии детализации таких знаний (теории) в систему, затрагивающуюлишь существенно ограниченное число объектов при сохраненииобщности подхода. При этом развитие отдельных методов статистического моделирования, языков моделирования, теории планирования машинных эксперименов и т. д.
оказывается недостаточным.Создание прикладной теории, обеспечивающей конкретные потребности разработчика модели и охватывающей весь процесс моделирования в широком смысле этого слова, требует системногоподхода и прежде всего установления основ теории: понятий обобъекте, предмете, содержании, структуре и логике теории.Объект прикладной теории моделирования.
Объектом разрабатываемой прикладной теории является непосредственно процесс моделирования поведения системы S, т. е. процесс перехода от моделируемого объекта (системы S) сначала к статической модели 5 е ,используемой при стратегическойидентификации, а затем и к динамической модели Ds, непосредственно используемой при оператив311ном управлении с использованием методов и алгоритмов СУ. Приэтом ориентируются на критериальную систему К.
Такой переходосуществляется через описание (концептуальную модель), фиксирующее сведения об объекте S в понятиях языка L (терминах типовыхматематических схем) [41, 54]. При выборе математической схемымоделирования М вводится также понятие среды S, позволяющееиспользовать информацию прикладного характера J о целях моделирования, законах функционирования системы S, имеющемся математическом аппарате и т. д.
для исследования методов и алгоритмов управления системой А.Таким образом, так как объектом данной прикладной теориимоделирования является процесс моделирования, то возникает необходимость в построении и изучении «модели моделей», или репромодели RM (от англ. reproduce — воспроизводить, делать копию, порождать). Репромодель представляет собой упрощенныйи наглядный прототип создаваемых моделей, используемых в СУ,и дает возможность эффективного приближения к таким моделямс максимальным использованием априорной и оперативной информации о поведении системы S, поступающей в процессе ее функциЯэык (типовая матсхема)©Система(объектмоделирования)£ Л КонцептуальнаямодельКомпонентыокружающейсредыМатематические схемыДинамика RMИнформацияприкладного!характераjСтатика RMРис. 9.1. Схема разработки модели системы S312онирования.
Для решения поставленной задачи разработки моделидля СУ схема репромодеяи приведена на рис. 9.1. После того каксформулирована концептуальная модель С и введены понятия компонент сред S, основное содержание элементов прикладной теориимоделированиядля управления системой составят компоненты М,А, 5 е еи D? (критерий К считается заданным), причем переход отМ к 5 , следуя терминологии [29, 53], составит статику моделирования, а переход от М к множеству Zr с привлечением информации изкомпонент S5 и А составит динамику моделирования. Такое разделение на статику и динамику условно показано на рис. 9.1 пунктирной и сплошной линиями соответственно.Движение в пространстве статических моделей процесса функционирования системы Ss назовем эволюцией (или эволюционныммоделированием), а движение в пространстве динамических (активных) моделей /)*, используемых в контуре управления,— самоорганизацией (или моделированием с самоорганизацией).
Важноотметить, что компоненты объекта теории L, С, Е, М имеютискусственное происхождение, базирующееся на эвристическихпредставлениях, и могут при необходимости изменяться (развиваться) в интересах самой прикладной теории. Это существенно отличает прикладную теорию моделирования от естественно-научных теорий.Предмет прикладной теории моделирования. Высказывания, составляющие любую теорию, формируются относительно предметатеории, а именно системы понятий, отображающих с той илииной степенью обобщения объект теории (репромодель). Такимобразом, задание предмета прикладной теории моделированияпроцессов в системе S равносильно заданию репромоделей.
Очевидно, что вообще различным репромоделям должны соответствовать различные аспекты теории. Применительно к СУ сужаемкруг этих аспектов за счет конкретизации целей моделированияпутем введения в репромодель компонент А, ограниченных методами и алгоритмами оперативного управления. Построение репромодеяи по схеме, приведенной на рис. 9.1, позволяет использовать как информацию общего характера о процессах моделирования и управления /, так и конкретную информацию о методах и алгоритмах управления системой S* с учетом выбранныхкритериев оценки эффективности К.Содержание, структура и логика прикладной теории. Содержаниеприкладной теории моделирования охватывает две части: базистеории, включающей систему эвристических принципов, полученных при обобщении имеющегося опыта моделирования сложныхобъектов вообще, и тело теории, содержащее эвристические правиламашиннойs реализацииконкретных моделей процесса функционирования S (5 и Ds), которые будут рассмотрены в § 10.1.Предложениятеории, относящиеся к компонентам М, A, 5 ssи D или возможным переходам между ними, содержат множество313условий, позволяющих точно их сформулировать лишь для простейших случаев.
В пределе предложения сводятся к описаниюфактов, относящихся к отдельным реализациям процесса моделирования, которые назовем прецедентами Рг. Отметим, что Рг составляют эмпирическую основу прикладной теории моделирования,а множество {Рг}, классифицированное по условиям, может рассматриваться как обобщенное предложение теории, содержащеевесь зафиксированный в {Рг} опыт моделирования сложных системвообще.Более определенные предложения теории могут быть полученына основе системного подхода сs детализациейрепромодели поэтапам построения и реализации 5 и Ds, когда ставятся различныецели при моделировании процессов в системе S. В общем случаерепромодель, т. е. ее базис, задается множеством5 принципов {Иг},определяющих желаемые свойства моделей (S и D?) и другиеограничения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
