Substituierendes Objekt im Forschungsprozess. Ein Modell ist ein solches materielles oder mental repräsentiertes Objekt, das im Verlauf des Studiums das ursprüngliche Objekt ersetzt und einige seiner typischen Merkmale beibehält, die für dieses Studium wichtig sind. Sichtbarkeit, Sichtbarkeit

Modellierung als Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis

Die Modellierung in der wissenschaftlichen Forschung begann in der Antike und eroberte nach und nach alle neuen Bereiche der wissenschaftlichen Erkenntnis: technisches Design, Konstruktion und Architektur, Astronomie, Physik, Chemie, Biologie und schließlich die Sozialwissenschaften. Der Begriff "Modell" wird in verschiedenen Bereichen der menschlichen Tätigkeit weit verbreitet und hat viele Bedeutungen.

Modell- dies ist ein solches materielles oder mental repräsentiertes Objekt, das im Prozess der Forschung das ursprüngliche Objekt ersetzt, so dass sein direktes Studium neue Erkenntnisse über das ursprüngliche Objekt liefert.

Unter Modellieren der Prozess des Bauens, Studierens und Anwendens von Modellen wird verstanden. Es ist eng mit Kategorien wie Abstraktion, Analogie, Hypothese usw. verbunden. Der Modellierungsprozess umfasst notwendigerweise die Konstruktion von Abstraktionen und Schlussfolgerungen durch Analogie sowie die Konstruktion wissenschaftlicher Hypothesen.

Das Hauptmerkmal der Modellierung ist, dass es sich um eine Methode der indirekten Erkenntnis mit Hilfe von Proxy-Objekten handelt. Das Modell fungiert als eine Art Erkenntniswerkzeug, das der Forscher zwischen sich und den Gegenstand stellt und mit dessen Hilfe er den ihn interessierenden Gegenstand studiert. Es ist dieses Merkmal der Modellierungsmethode, das die spezifischen Formen der Verwendung von Abstraktionen, Analogien, Hypothesen und anderen Kategorien und Methoden der Erkenntnis bestimmt.

Die Modellierung ist ein zyklischer Prozess. Das bedeutet, dass auf den ersten vierstufigen Zyklus ein zweiter, ein dritter usw. folgen kann. Gleichzeitig wird das Wissen über das Untersuchungsobjekt erweitert und verfeinert und das ursprüngliche Modell schrittweise verbessert. Die nach dem ersten Modellierungszyklus festgestellten Mängel aufgrund geringer Kenntnis des Objekts und Fehlern bei der Konstruktion des Modells können in nachfolgenden Zyklen korrigiert werden. Die Methodik des Modellierens birgt daher große Möglichkeiten zur Selbstentfaltung.

Modellbau ist ein Prozess. Die Hauptschritte in diesem Prozess sind Problemdefinition, Konstruktion, Validierung, Anwendung und Aktualisierung des Modells.

Formulierung des Problems. Der erste und wichtigste Schritt beim Aufbau eines Modells, das eine korrekte Lösung für ein Managementproblem bieten kann, besteht darin, ein Problem zu formulieren. Der richtige Einsatz von Mathematik oder Computern ist nutzlos, wenn das Problem selbst nicht genau diagnostiziert wird. Noch wichtiger als die Lösung ist die richtige Formulierung des Problems. Um eine akzeptable oder optimale Lösung für ein Problem zu finden, müssen Sie wissen, woraus es besteht. So einfach und transparent diese Aussage auch ist, zu viele Experten ignorieren das Offensichtliche. Jedes Jahr werden Millionen von Dollar ausgegeben, um nach eleganten und durchdachten Antworten auf die falschen Fragen zu suchen. Nur weil der Manager sich der Existenz eines Problems bewusst ist, folgt daraus noch lange nicht, dass das wahre Problem identifiziert wurde. Der Leiter muss in der Lage sein, Symptome von Ursachen zu unterscheiden.

Modellbau. Nach der korrekten Formulierung des Problems besteht der nächste Schritt im Prozess darin, ein Modell zu erstellen. Der Entwickler muss den Hauptzweck des Modells bestimmen, welche Ausgabestandards oder Informationen unter Verwendung des Modells erhalten werden sollen, um dem Management bei der Lösung des Problems zu helfen, mit dem sie konfrontiert sind. Es ist auch notwendig zu bestimmen, welche Informationen erforderlich sind, um ein Modell zu erstellen, das diese Ziele erfüllt und die gewünschten Informationen am Ausgang erzeugt.

Überprüfung des Modells auf Gültigkeit. Nachdem das Modell gebaut wurde, sollte es auf Gültigkeit überprüft werden. Ein Aspekt der Validierung besteht darin, festzustellen, wie gut das Modell mit der realen Welt übereinstimmt. Der Betriebswissenschaftler muss feststellen, ob alle wesentlichen Komponenten der realen Situation in das Modell eingebaut sind. Das Testen vieler Managementmodelle hat gezeigt, dass sie nicht perfekt sind, weil sie nicht alle relevanten Variablen abdecken. Je besser das Modell die reale Welt widerspiegelt, desto größer ist natürlich sein Potenzial als Werkzeug, um dem Manager zu helfen, eine gute Entscheidung zu treffen, vorausgesetzt, das Modell ist nicht zu schwierig zu verwenden. Der zweite Aspekt der Modellvalidierung hat damit zu tun, inwieweit die bereitgestellten Informationen dem Management bei der Bewältigung des Problems helfen.

Anwendung des Modells. Nach der Validierung ist das Modell einsatzbereit. Kein Modell der Managementwissenschaft kann als erfolgreich aufgebaut angesehen werden, bis es akzeptiert, verstanden und in der Praxis angewendet wird. Das scheint offensichtlich, stellt sich aber oft als einer der beunruhigendsten Aspekte eines Builds heraus.

Ein Modell ist ein solches materielles oder mental repräsentiertes Objekt, das während des Studiums das ursprüngliche Objekt ersetzt und einige seiner typischen Merkmale beibehält, die für dieses Studium wichtig sind. Ein Modell ist eine vereinfachte Darstellung eines realen Objekts, Prozesses oder Phänomens. Was ist ein Modell?

Das Modell ist notwendig, um: zu verstehen, wie ein bestimmtes Objekt angeordnet ist – was sind seine Struktur, grundlegende Eigenschaften, Entwicklungsgesetze und Wechselwirkungen mit der umgebenden Welt; Lernen, ein Objekt oder einen Prozess zu verwalten und die besten Managementmethoden für vorgegebene Ziele und Kriterien zu bestimmen (Optimierung); Prognostizieren Sie die direkten und indirekten Folgen der Implementierung der angegebenen Methoden und Wirkungsformen auf das Objekt; Kein Modell kann das Phänomen selbst ersetzen, aber wenn wir ein Problem lösen, wenn wir an einer bestimmten Eigenschaft des zu untersuchenden Prozesses oder Phänomens interessiert sind, erweist sich das Modell als nützlich und manchmal als einziges Werkzeug für die Forschung, das Wissen.

Der Prozess des Bauens eines Modells wird als Modellieren bezeichnet, mit anderen Worten, Modellieren ist der Prozess, die Struktur und Eigenschaften des Originals mit Hilfe eines Modells zu untersuchen. Die Modellierungstechnologie erfordert, dass der Forscher in der Lage ist, Probleme und Aufgaben zu stellen, Forschungsergebnisse vorherzusagen, vernünftige Schätzungen vorzunehmen, die Haupt- und Nebenfaktoren für den Aufbau von Modellen hervorzuheben, Analogien und mathematische Formulierungen auszuwählen, Probleme mit Computersystemen zu lösen und Computerexperimente zu analysieren. Modellieren

Materialmodellierung Es ist üblich, Material (physikalische) Modellierung zu nennen, bei der ein reales Objekt seiner vergrößerten oder verkleinerten Kopie gegenübergestellt wird, was die Forschung (in der Regel unter Laborbedingungen) mit Hilfe der anschließenden Übertragung der Eigenschaften des Objekts ermöglicht untersuchte Prozesse und Phänomene vom Modell zum Objekt auf der Grundlage der Ähnlichkeitstheorie.

Arten der Modellierung Die ideale Modellierung basiert nicht auf der materiellen Analogie von Objekt und Modell, sondern auf der Analogie des idealen, vorstellbaren. Vorzeichenbehaftete Modellierung ist eine Modellierung, die Vorzeichentransformationen jeglicher Art als Modelle verwendet: Diagramme, Graphen, Zeichnungen, Formeln, Symbolsätze. Mathematische Modellierung ist eine Modellierung, bei der die Untersuchung eines Objekts mittels eines in der Sprache der Mathematik formulierten Modells durchgeführt wird: eine Beschreibung und Untersuchung der Gesetze der Newtonschen Mechanik mittels mathematischer Formeln.

Anwendungsbereich Pädagogisch: Sehhilfen, Trainingsprogramme, verschiedene Simulatoren; Erfahren: Ein Schiffsmodell wird im Pool getestet, um die Stabilität des Schiffs beim Rollen zu bestimmen; Wissenschaftlich und technisch: ein Elektronenbeschleuniger, ein Gerät, das eine Blitzentladung simuliert, ein Ständer zum Testen eines Fernsehers; Gaming: Militär-, Wirtschafts-, Sport-, Planspiele; Simulation: Das Experiment wird entweder viele Male wiederholt, um die Auswirkungen jeglicher Aktionen auf die reale Situation zu untersuchen und zu bewerten, oder es wird gleichzeitig mit vielen anderen ähnlichen Objekten durchgeführt, jedoch unter unterschiedlichen Bedingungen).

Arten von Modellen Materielle Modelle können auch Gegenstand, physisch genannt werden. Sie bilden die geometrischen und physikalischen Eigenschaften des Originals nach und haben immer eine reale Verkörperung. Informationsmodelle sind eine Reihe von Informationen, die die Eigenschaften und Zustände eines Objekts, Prozesses, Phänomens sowie die Beziehung zur Außenwelt charakterisieren.

Arten von Modellen Ein Zeichenmodell ist ein Informationsmodell, das durch spezielle Zeichen ausgedrückt wird, dh durch eine beliebige formale Sprache. Ein Computermodell ist ein Modell, das mittels einer Softwareumgebung implementiert wird. Verbales (vom lateinischen "verbalis" - mündliches) Modell - ein Informationsmodell in mentaler oder Gesprächsform.

Modelle nach ihrem Zweck Ein kognitives Modell ist eine Organisations- und Präsentationsform von Wissen, ein Mittel, neues und altes Wissen zu kombinieren. Das kognitive Modell ist in der Regel der Realität angepasst und ist ein theoretisches Modell. Das pragmatische Modell ist ein Mittel zur Organisation praktischer Aktionen, eine funktionierende Darstellung der Ziele des Systems für seine Verwaltung. Die Realität wird einem pragmatischen Modell angepasst. Dies ist in der Regel das angewandte Modell. Ein instrumentelles Modell ist ein Mittel zum Konstruieren, Erforschen und/oder Verwenden pragmatischer und/oder kognitiver Modelle. Kognitive Modelle spiegeln bestehende und pragmatische, wenn auch nicht vorhandene, aber erwünschte und möglicherweise realisierbare Beziehungen und Verbindungen wider.

Die Haupteigenschaften jedes Modells sind: Die Endlichkeit des Modells spiegelt das Original nur in einer endlichen Anzahl seiner Beziehungen wider, und außerdem sind die Modellierungsressourcen endlich; Vereinfachung des Modells zeigt nur die wesentlichen Aspekte des Objekts und sollte außerdem leicht zu studieren oder zu reproduzieren sein; Annäherung Realität wird durch das Modell grob oder annähernd abgebildet; Angemessenheit des modellierten Systems das Modell sollte das modellierte System erfolgreich beschreiben; Sichtbarkeit, Sichtbarkeit der wichtigsten Eigenschaften und Beziehungen;

Die Haupteigenschaften jedes Modells sind: Zugänglichkeit und Herstellbarkeit für Forschung oder Reproduktion; ein informatives Modell sollte ausreichende Informationen über das System enthalten (im Rahmen der bei der Konstruktion des Modells angenommenen Hypothesen) und die Möglichkeit bieten, neue Informationen zu erhalten; Bewahrung der im Original enthaltenen Informationen (mit der Genauigkeit der bei der Konstruktion des Modells berücksichtigten Hypothesen); die Vollständigkeit des Modells sollte alle wichtigen Verbindungen und Beziehungen berücksichtigen, die notwendig sind, um den Zweck der Modellierung sicherzustellen; die Stabilität des Modells sollte das stabile Verhalten des Systems beschreiben und sicherstellen, auch wenn es anfänglich instabil ist; Das Abschlussmodell berücksichtigt und bildet ein geschlossenes System notwendiger Grundhypothesen, Zusammenhänge und Zusammenhänge ab

Die Ziele der Modellierung des Wissens der umgebenden Welt. Warum erstellt eine Person Modelle? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir in die ferne Vergangenheit blicken. Vor mehreren Millionen Jahren, zu Beginn der Menschheit, studierten primitive Menschen die sie umgebende Natur, um zu lernen, wie man natürlichen Elementen widersteht, natürliche Vorteile nutzt und einfach überlebt. Das gesammelte Wissen wurde von Generation zu Generation mündlich, später schriftlich und schließlich mit Hilfe von Fachmodellen weitergegeben. So entstand zum Beispiel ein Globusmodell des Globus, das Ihnen eine visuelle Darstellung der Form unseres Planeten, seiner Drehung um seine eigene Achse und der Lage der Kontinente ermöglicht. Solche Modelle ermöglichen es zu verstehen, wie ein bestimmtes Objekt angeordnet ist, seine grundlegenden Eigenschaften herauszufinden, die Gesetze seiner Entwicklung und Interaktion mit der umgebenden Welt der Modelle festzulegen.

Modellierungsziele Erstellung von Objekten mit festgelegten Eigenschaften (eine Aufgabe wie „How to make...“). Nachdem er genügend Wissen gesammelt hatte, stellte sich eine Person die Frage: „Ist es möglich, ein Objekt mit den gegebenen Eigenschaften und Fähigkeiten zu schaffen, um den Elementen entgegenzuwirken oder Naturphänomene in seinen Dienst zu stellen?“ Der Mensch begann, Modelle von Objekten zu bauen, die noch nicht existierten. So wurden die Ideen geboren, Windmühlen, verschiedene Mechanismen und sogar einen gewöhnlichen Regenschirm zu bauen. Viele dieser Modelle sind inzwischen Realität geworden. Dies sind Objekte, die von Menschenhand geschaffen wurden.

Modellierungsziele Bestimmen der Folgen des Einschlags auf das Objekt und Treffen der richtigen Entscheidung (ein Problem wie „Was passiert, wenn …“: Was passiert, wenn der Fahrpreis erhöht wird, oder was passiert, wenn Atommüll vergraben wird? in diesem und jenem Gebiet?) Um beispielsweise St. Petersburg vor ständigen Überschwemmungen zu bewahren, die enorme Schäden verursachen, wurde beschlossen, einen Damm zu bauen. Während seines Entwurfs wurden viele Modelle gebaut, darunter auch maßstabsgetreue, genau um die Folgen von Eingriffen in die Natur vorherzusagen.

Modellierungsziele Effizienz des Objekt- (oder Prozess-) Managements. Da die Kriterien für das Management sehr widersprüchlich sind, wird es nur dann effektiv sein, wenn "sowohl die Wölfe gefüttert als auch die Schafe in Sicherheit sind". Zum Beispiel müssen Sie Essen in der Schulcafeteria arrangieren. Einerseits muss es den Altersansprüchen genügen (kalorienreich, vitamin- und mineralstoffhaltig), andererseits soll es den meisten Kindern gefallen und zudem für die Eltern „bezahlbar“ sein, und drittens das Kochen Technik muss den Möglichkeiten von Schulkantinen entsprechen. Wie kombiniert man das Unvereinbare? Das Erstellen eines Modells hilft, eine akzeptable Lösung zu finden.

Objektanalyse In dieser Phase werden das modellierte Objekt, seine Haupteigenschaften, seine Elemente und die Beziehungen zwischen ihnen klar unterschieden. Ein einfaches Beispiel für untergeordnete Objektbeziehungen ist das Parsen eines Satzes. Zuerst werden die Hauptglieder (Subjekt, Prädikat) unterschieden, dann die zu den Hauptgliedern gehörigen Nebenglieder, dann die zu den Nebengliedern gehörigen Wörter usw.

Stufe 2. Modellentwicklung In dieser Stufe werden Eigenschaften, Zustände, Aktionen und andere Merkmale elementarer Objekte in beliebiger Form geklärt: mündlich, in Form von Diagrammen, Tabellen. Es wird eine Vorstellung von den elementaren Objekten gebildet, aus denen das ursprüngliche Objekt, d. h. das Informationsmodell, besteht. Modelle sollten die wichtigsten Merkmale, Eigenschaften, Zustände und Beziehungen von Objekten der objektiven Welt widerspiegeln. Sie geben vollständige Informationen über das Objekt.

Stufe 3. Computerexperiment Computermodellierung ist die Grundlage für die Repräsentation von Wissen in einem Computer. Die Computermodellierung für die Geburt neuer Informationen verwendet alle Informationen, die mit Hilfe eines Computers aktualisiert werden können. Der Fortschritt der Modellierung ist mit der Entwicklung von Computermodellierungssystemen verbunden, und der Fortschritt in der Informationstechnologie besteht in der Aktualisierung der Erfahrungen mit der Modellierung auf einem Computer, mit der Erstellung von Modellbanken, Methoden und Softwaresystemen, die das Sammeln neuer Modelle aus der Bank ermöglichen Modelle.

Stufe 4. Analyse der Simulationsergebnisse Das ultimative Ziel der Simulation ist es, eine Entscheidung zu treffen, die auf der Grundlage einer umfassenden Analyse der erhaltenen Ergebnisse entwickelt werden sollte. Diese Phase ist entscheidend, ob Sie das Studium fortsetzen oder beenden. Vielleicht kennen Sie das erwartete Ergebnis, dann müssen Sie die erhaltenen und erwarteten Ergebnisse vergleichen. Im Falle einer Übereinstimmung können Sie eine Entscheidung treffen.

Labor Nr. 4

Informationsmodellierung

Theoretische Grundlagen der Modellierung

Modellieren ist eine Erkenntnismethode, die in der Erstellung und Untersuchung von Modellen besteht, d.h. Untersuchung von Objekten durch den Bau und das Studium von Modellen.

Modell- Dies ist eine vereinfachte Ähnlichkeit eines realen Objekts, die die wesentlichen Merkmale (Eigenschaften) des untersuchten realen Objekts, Phänomens oder Prozesses widerspiegelt.

Modell- dies ist ein solches materielles oder mental repräsentiertes Objekt, das das ursprüngliche Objekt zum Zwecke seiner Untersuchung ersetzt, wobei einige der typischen Merkmale und Eigenschaften des Originals beibehalten werden, die für diese Untersuchung wichtig sind.

Ein Objekt ist ein Teil der umgebenden Welt, betrachtet von einer Person als Ganzes. Jedes Objekt hat einen Namen und Parameter, d.h. Zeichen oder Größen, die eine Eigenschaft des Objekts charakterisieren und verschiedene Werte annehmen.

Das Modell sollte so aufgebaut sein, dass es die Qualitäten des zu untersuchenden Objekts möglichst vollständig wiedergibt, um das Ziel zu erreichen. In jeder Hinsicht sollte das Modell einfacher als das Objekt und bequemer zu studieren sein. So kann es für ein und dasselbe Objekt verschiedene Modelle, Klassen von Modellen geben, die verschiedenen Zwecken seiner Untersuchung entsprechen.

Modellierungsschritte:

1. Problemstellung: Beschreibung des Problems, Zweck der Modellierung, Formalisierung des Problems

2. Modellentwicklung: Informationsmodell, Computermodell

3. Computerexperiment - Versuchsplan, Recherche

4. Analyse der Simulationsergebnisse

Ein gut gebautes Modell ist der Forschung in der Regel besser zugänglich als ein reales Objekt (zB die Wirtschaft eines Landes, das Sonnensystem etc.). Ein weiterer, nicht weniger wichtiger Zweck des Modells besteht darin, dass es hilft, die wichtigsten Faktoren zu identifizieren, die bestimmte Eigenschaften des Objekts bilden. Mit dem Modell können Sie auch lernen, wie man ein Objekt steuert, was in Fällen wichtig ist, in denen das Experimentieren mit einem Objekt unbequem, schwierig oder unmöglich ist (z. B. wenn das Experiment lange dauert oder wenn das Risiko besteht, das Objekt mitzubringen in einen unerwünschten oder irreversiblen Zustand).

Daraus können wir schließen, dass das Modell notwendig ist, um:

- zu verstehen, wie ein bestimmtes Objekt angeordnet ist - was sind seine Struktur, grundlegende Eigenschaften, Entwicklungsgesetze und Wechselwirkungen mit der Außenwelt;

- lernen, ein Objekt oder einen Prozess zu verwalten und die besten Managementmethoden für vorgegebene Ziele und Kriterien zu bestimmen (Optimierung);

- Vorhersage direkter und indirekter Folgen der Umsetzung der angegebenen Methoden und Formen der Auswirkungen auf das Objekt, den Prozess.

Aspekte der Modellierung können das Aussehen, die Struktur, das Verhalten des Modellierungsobjekts sowie deren verschiedene Kombinationen sein.

Die Struktur eines Objekts ist die Gesamtheit seiner Elemente und der zwischen ihnen bestehenden Verbindungen.

Das Verhalten eines Objekts ist die Änderung seines Aussehens und seiner Struktur im Laufe der Zeit als Ergebnis der Interaktion mit anderen Objekten.

Das Modellieren des Aussehens eines Objekts wird verwendet, um:

Identifizierung (Erkennung) eines Objekts;

Langzeitspeicherung des Bildes.

Die Objektstrukturmodellierung wird verwendet, um:

seine visuelle Darstellung;

Studium der Eigenschaften eines Objekts;

Identifizierung signifikanter Beziehungen;

· Studieren der Stabilität des Objekts.

Verhaltensmodellierung wird verwendet für:

· Planung, Vorhersage;

Herstellen von Verknüpfungen mit anderen Objekten;

Identifizierung kausaler Zusammenhänge;

Management;

Entwerfen von technischen Geräten usw.

Während des Modellierungsprozesses wird jeder Aspekt der Modellierung durch eine Reihe von Eigenschaften offenbart.

Die Modelle spiegeln nicht alle Eigenschaften des Objekts wider, sondern nur diejenigen, die aus Sicht des Modellierungszwecks wesentlich sind.

Jeder Aspekt der Modellierung ist durch seine eigenen Eigenschaften gekennzeichnet:

Aussehen - eine Reihe von Funktionen;

Struktur - eine Liste von Elementen und eine Angabe der Beziehung zwischen ihnen;

Verhalten - eine Veränderung des Aussehens und der Struktur im Laufe der Zeit.

Einige Eigenschaften des Modellierungsobjekts können als Werte ausgedrückt werden, die numerische Werte annehmen. Solche Größen werden als Modellparameter bezeichnet.

Ein Informationsmodell kann als ein neues Informationsobjekt betrachtet werden, das wiederum auch ein Modellierungsobjekt sein kann.

Grundbegriffe der Modellierung

Das Konzept eines Modells

Modell- Dies ist eine vereinfachte Ähnlichkeit eines realen Objekts, Phänomens oder Prozesses.

Modell- dies ist ein solches materielles oder mental repräsentiertes Objekt, das das ursprüngliche Objekt zum Zwecke seiner Untersuchung ersetzt, wobei einige der typischen Merkmale und Eigenschaften des Originals beibehalten werden, die für diese Untersuchung wichtig sind.

Ein gut gebautes Modell ist der Forschung in der Regel besser zugänglich als ein reales Objekt (zB die Wirtschaft eines Landes, das Sonnensystem etc.). Ein weiterer, nicht weniger wichtiger Zweck des Modells besteht darin, dass es hilft, die wichtigsten Faktoren zu identifizieren, die bestimmte Eigenschaften des Objekts bilden. Mit dem Modell können Sie auch lernen, wie man ein Objekt steuert, was in Fällen wichtig ist, in denen das Experimentieren mit einem Objekt unbequem, schwierig oder unmöglich ist (z. B. wenn das Experiment lange dauert oder wenn das Risiko besteht, das Objekt mitzubringen in einen unerwünschten oder irreversiblen Zustand).

Daraus lässt sich also schließen Modell benötigt damit:

• verstehen, wie ein bestimmtes Objekt angeordnet ist - was sind seine Struktur, grundlegende Eigenschaften, Entwicklungsgesetze und Wechselwirkungen mit der Außenwelt;
• lernen, ein Objekt oder einen Prozess zu verwalten und die besten Managementmethoden für vorgegebene Ziele und Kriterien zu bestimmen (Optimierung);
• Vorhersage der direkten und indirekten Folgen der Umsetzung der angegebenen Methoden und Formen der Auswirkung auf das Objekt, den Prozess.

Strukturist eine spezielle Art, Elemente zu kombinieren, die ein einzelnes komplexes Objekt bilden.

Systemist ein komplexes Objekt, das eine Sammlung miteinander verbundener Elemente ist, die zu einer bestimmten Struktur kombiniert sind.

In dem Lehrbuch "Informatics Grade 9" von N. V. Makarova wird die folgende Klassifizierung von Modellen vorgeschlagen.

Ausbildung: Sehhilfen, verschiedene Simulatoren, Trainingsprogramme.

Erfahren: verkleinerte oder vergrößerte Kopien des Untersuchungsobjekts zum weiteren Studium (Schiffs-, Auto-, Flugzeug-, Wasserkraftwerksmodelle).

Wissenschaftlich und technisch Modelle werden für die Untersuchung von Prozessen und Phänomenen erstellt (ein Ständer zum Testen von Fernsehgeräten; ein Synchrotron - ein Elektronenbeschleuniger usw.).

Spielen: Militär, Wirtschaft, Sport, Planspiele.

Nachahmung: spiegeln die Realität mit unterschiedlicher Genauigkeit wider (Testen eines neuen Medikaments in einer Reihe von Experimenten an Mäusen; Experimente, um eine neue Technologie in die Produktion einzuführen).

Statisches Modell- Modell des Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Dynamisches Modell ermöglicht es Ihnen, Änderungen an einem Objekt im Laufe der Zeit zu sehen.

materielles Modell ist das physische Abbild eines Objekts. Sie reproduzieren die geometrischen und physikalischen Eigenschaften des Originals (ausgestopfte Vögel, Tierattrappen, innere Organe des menschlichen Körpers, geografische und historische Karten, ein Diagramm des Sonnensystems).

Informationsmodell- Dies ist eine Reihe von Informationen, die die Eigenschaften und Zustände eines Objekts, Prozesses, Phänomens sowie die Beziehung zur Außenwelt charakterisieren.

Jedes Informationsmodell enthält unter Berücksichtigung des Zwecks, für den es erstellt wurde, nur wesentliche Informationen über das Objekt. Informationsmodelle desselben Objekts, die für unterschiedliche Zwecke entworfen wurden, können völlig unterschiedlich sein.

verbales Modell- Informationsmodell in mentaler oder Gesprächsform.

Kultmodell- Informationsmodell, ausgedrückt durch Sonderzeichen, d.h. mittels irgendeiner formalen Sprache. Ikonische Modelle sind Zeichnungen, Texte, Grafiken, Diagramme, Tabellen...

Computermodell- ein mittels der Softwareumgebung implementiertes Modell.

Bevor ein Modell eines Objekts (Phänomen, Prozess) erstellt wird, ist es notwendig, seine konstituierenden Elemente und die Beziehungen zwischen ihnen zu identifizieren (um eine Systemanalyse durchzuführen) und die resultierende Struktur in eine vorbestimmte Form zu „übersetzen“ - um die Informationen zu formalisieren.

Formalisierung- dies ist der Vorgang des Hervorhebens und Übersetzens der inneren Struktur eines Objekts, Phänomens oder Prozesses in eine bestimmte Informationsstruktur - eine Form.

Der Modellbildungsprozess wird aufgerufen Modellieren.

Die Simulation hat inzwischen eine ungewöhnlich breite Anwendung in vielen Wissensgebieten gefunden: von philosophischen und anderen humanitären Wissenszweigen bis zur Kernphysik und anderen Zweigen der Physik, von den Problemen der Funktechnik und Elektrotechnik bis zu den Problemen der Mechanik und Strömungsmechanik, Physiologie und Biologie usw. Modellieren ist die wichtigste Art, die Welt zu kennen.

Modellierungsfragen wurden in den Werken von Philosophen (V. A. Shtof, I. B. Novikov, N. A. Uemov und anderen), Spezialisten für Pädagogik und Psychologie (L. M. Fridman, V. V. Davydov, B. A. Glinsky, S. I. Arkhangelsky und anderen) berücksichtigt.

Der Begriff "Modell" wird in verschiedenen Bereichen menschlicher Aktivität weit verbreitet und hat viele semantische Bedeutungen. Das modellierte Objekt wird als Original bezeichnet, das modellierende Objekt wird als Modell bezeichnet.

Der Begriff „Modell“ entstand im Prozess der experimentellen Erforschung der Welt, und das Wort „Modell“ selbst stammt von den lateinischen Wörtern „modus“, „modulus“, was Maß, Bild, Methode bedeutet. In fast allen europäischen Sprachen wurde es verwendet, um ein Bild oder einen Prototyp oder eine Sache zu bezeichnen, die einer anderen Sache in gewisser Hinsicht ähnlich ist.

Zur Definition des Begriffs „Modell“ gibt es unterschiedliche Standpunkte.

So versteht beispielsweise V. A. Shtof unter einem Modell ein solches gedanklich repräsentiertes oder materiell realisiertes System, das einen Gegenstand so darstellt und reproduziert, dass seine Untersuchung neue Informationen über diesen Gegenstand liefert.

A. I. Uemov definiert ein Modell als ein System, dessen Untersuchung dazu dient, Informationen über ein anderes System zu erhalten.

Charles Lave und James March definieren ein Modell wie folgt: „Ein Modell ist ein vereinfachtes Bild der realen Welt. Es hat einige, aber nicht alle Eigenschaften der realen Welt. Es ist eine Reihe miteinander verbundener Annahmen über die Welt. Ein Modell ist einfacher als die Phänomene, die es darzustellen oder zu erklären vorgibt.

V. A. Polyakov glaubt, dass „ein Modell eine ideale formalisierte Darstellung eines Systems und der Dynamik seiner schrittweisen Entstehung ist. Das Modell sollte reale Aufgaben und Situationen integriert simulieren, kompakt sein, Zustandsübergänge adäquat wiedergeben und mit der betrachteten Aufgabe oder Situation übereinstimmen.“

Die meisten Psychologen verstehen ein „Modell“ als ein System von Objekten oder Zeichen, das einige der wesentlichen Eigenschaften des ursprünglichen Systems reproduziert. Das Vorhandensein einer partiellen Ähnlichkeitsbeziehung („Homomorphismus“) ermöglicht es, das Modell als Ersatz oder Repräsentant des untersuchten Systems zu verwenden.

Manchmal wird ein Modell als ein solches materielles oder mental repräsentiertes Objekt verstanden, das im Prozess der Erkenntnis (Studie) das ursprüngliche Objekt ersetzt, wobei es einige für diese Studie wichtige typische Merkmale beibehält.

Hier einige Beispiele für Modelle:

1) Ein Architekt bereitet den Bau eines Gebäudes vor, das noch nie zuvor gesehen wurde. Aber bevor er es errichtet, baut er dieses Gebäude mit Würfeln auf dem Tisch, um zu sehen, wie es aussehen wird. Dies ist ein Modell.

2) An der Wand hängt ein Gemälde, das ein tobendes Meer darstellt. Dies ist ein Modell.

„Modellierung ist der Prozess der Verwendung von Modellen (des Originals), um bestimmte Eigenschaften des Originals zu untersuchen (Transformation des Originals) oder das Original durch Modelle im Laufe einer Aktivität zu ersetzen“ (z. B. um einen arithmetischen Ausdruck, seine Komponenten, zu transformieren kann vorübergehend mit Buchstaben markiert werden).

„Modellierung ist eine indirekte praktische oder theoretische Untersuchung eines Objekts, bei der nicht das für uns interessante Objekt direkt untersucht wird, sondern ein künstliches oder natürliches Hilfssystem:

1) in einer gewissen objektiven Übereinstimmung mit dem erkennbaren Objekt stehen;

2) in der Lage, ihn in gewisser Hinsicht zu ersetzen;

3) Geben Sie während seiner Untersuchung letztendlich Informationen über das modellierte Objekt selbst "

(Die drei aufgeführten Merkmale sind tatsächlich die definierenden Merkmale des Modells).

Basierend auf dem oben Gesagten können wir die folgenden Modellierungsziele unterscheiden:

1) Verständnis das Gerät eines bestimmten Systems, seine Struktur, Eigenschaften, Entwicklungsgesetze und Interaktion mit der Außenwelt;

2) Verwaltung System, Bestimmung der besten Managementmethoden für vorgegebene Ziele und Kriterien;

3) Prognose direkte und indirekte Folgen der Umsetzung der angegebenen Methoden und Einwirkungsformen auf das System.

Alle drei Ziele implizieren bis zu einem gewissen Grad das Vorhandensein eines Rückkopplungsmechanismus, dh es ist notwendig, nicht nur die Elemente, Eigenschaften und Beziehungen des modellierten Systems auf das modellierende System zu übertragen, sondern auch umgekehrt.

Die wissenschaftliche Grundlage der Modellierung ist die Theorie der Analogie, in der das Hauptkonzept - das Konzept der Analogie - die Ähnlichkeit von Objekten in Bezug auf ihre qualitativen und quantitativen Merkmale ist. Alle diese Typen werden durch das Konzept der verallgemeinerten Analogie - Abstraktion - vereint. Die Analogie drückt eine besondere Art der Entsprechung zwischen den verglichenen Objekten, zwischen dem Modell und dem Original aus.

Im Allgemeinen ist Analogie das mittlere, vermittelnde Bindeglied zwischen Modell und Objekt. Die Funktion eines solchen Links ist:

a) im Vergleich verschiedener Objekte, Erkennung und Analyse der objektiven Ähnlichkeit bestimmter Eigenschaften, Beziehungen, die diesen Objekten innewohnen;

b) in Operationen des Denkens und Analogieschlusses, dh in Analogieschlussfolgerungen.

Die Literatur weist zwar auf die untrennbare Verbindung zwischen Modell und Analogie hin, aber „Analogie ist kein Modell“. Unsicherheiten werden durch Fuzzy-Unterscheidung erzeugt:

a) Analogie als Begriff, der die tatsächliche Ähnlichkeitsbeziehung zwischen verschiedenen Dingen, Prozessen, Situationen, Problemen ausdrückt;

b) Analogie als besondere Logik des Denkens;

c) Analogie als heuristische Erkenntnismethode;

d) Analogie als Möglichkeit der Wahrnehmung und des Verständnisses von Informationen;

e) Analogie als Mittel zur Übertragung bewährter Methoden und Ideen von einem Wissenszweig auf einen anderen, als Mittel zum Aufbau und zur Entwicklung einer wissenschaftlichen Theorie.

Inferenz durch Analogie beinhaltet die Interpretation der Informationen, die aus der Untersuchung des Modells gewonnen wurden. Die Besonderheit der Methode, Analogieschlüsse in der logischen Literatur zu erhalten, wird genannt Übersetzung- Übertragung von Beziehungen (Eigenschaften, Funktionen usw.) von einem Objekt auf ein anderes. Die traduktive Argumentationsmethode wird verwendet, wenn verschiedene Objekte in Bezug auf Quantität, Qualität, räumliche Position, zeitliche Eigenschaften, Verhalten, funktionale Parameter der Struktur usw. verglichen werden.

Modellierung ist multifunktional, d. h. sie wird vielfältig für unterschiedliche Zwecke auf unterschiedlichen Ebenen (Stufen) der Forschung oder Transformation eingesetzt. Dabei hat die jahrhundertealte Modellpraxis eine Fülle von Formen und Typen von Modellen hervorgebracht.

Modelle werden basierend auf den wichtigsten Merkmalen von Objekten klassifiziert. In der Literatur, die sich den philosophischen Aspekten der Modellierung widmet, werden verschiedene Klassifikationsmerkmale vorgestellt, nach denen verschiedene Typen von Modellen unterschieden werden. Betrachten wir einige von ihnen.

V. A. Shtof bietet die folgende Klassifizierung von Modellen an:

1) nach der Methode ihrer Konstruktion (der Form des Modells);

2) durch qualitative Besonderheiten (Inhalt des Modells).

Je nach Bauweise unterscheiden sie sich Material und Ideal Modelle. Materielle Modelle existieren objektiv, obwohl diese Modelle von Menschen geschaffen wurden. Ihr Zweck ist spezifisch - die Struktur, das Wesen, den Verlauf und das Wesen des untersuchten Prozesses wiederzugeben - die räumlichen Eigenschaften widerzuspiegeln - die Dynamik der untersuchten Prozesse, Abhängigkeiten und Verbindungen widerzuspiegeln.

Materielle Modelle sind untrennbar mit imaginären verbunden (bevor man etwas bauen kann, muss man ein theoretisches Verständnis, eine Begründung haben). Diese Modelle bleiben mental, auch wenn sie in irgendeiner materiellen Form verkörpert sind. Die meisten dieser Modelle erheben nicht den Anspruch, eine materielle Verkörperung zu sein.

Materialmodelle wiederum sind unterteilt in:

· bildlich (konstruiert aus sinnlich visuellen Elementen);

· ikonisch (in diesen Modellen werden die Elemente der Beziehung und die Eigenschaften der modellierten Phänomene durch bestimmte Zeichen ausgedrückt);

· gemischt (Kombination der Eigenschaften von figurativen und ikonischen Modellen).

Der Vorteil dieser Klassifizierung liegt darin, dass sie eine gute Grundlage für die Analyse der beiden Hauptfunktionen des Modells bietet:

Praktisch (als Werkzeug und Mittel eines wissenschaftlichen Experiments);

Theoretisch (als spezifisches Bild der Wirklichkeit, das Elemente des Logischen und Sinnlichen, Abstrakten und Konkreten, Allgemeinen und Singularen enthält).

B. A. Glinsky hat in seinem Buch „Modeling as a method of scientific research“ eine andere Einteilung vorgenommen. Neben der üblichen Einteilung von Modellen nach der Methode ihrer Umsetzung unterteilt er die Modelle auch nach der Art der Reproduktion der Seiten des Originals in:

· erheblich ;

· strukturell;

· funktionell;

gemischt.

Betrachten Sie eine andere von L. M. Fridman vorgeschlagene Klassifizierung. Unter dem Gesichtspunkt des Klarheitsgrades teilt er alle Modelle in zwei Klassen ein:

· Material (wirklich, wirklich);

· Ideal.

Materialmodelle umfassen solche, die aus beliebigen materiellen Objekten, aus Metall, Holz, Glas und anderen Materialien gebaut sind. Sie umfassen auch Lebewesen, die zur Untersuchung bestimmter Phänomene oder Prozesse verwendet werden. Alle diese Modelle sind direkt sinnlich wahrnehmbar, weil sie real, objektiv existieren. Sie sind das materielle Produkt menschlicher Aktivität.

Materialmodelle wiederum können unterteilt werden in statisch (fest) und dynamisch (aktiv) .

Der Autor der Klassifizierung bezieht sich auf die ersten Typenmodelle, die den Originalen geometrisch ähnlich sind. Diese Modelle vermitteln nur die räumlichen (geometrischen) Merkmale der Originale in einem bestimmten Maßstab (z. B. Modelle von Häusern, Gebäuden von Städten oder Dörfern, verschiedene Modelle, Modelle von geometrischen Formen und Körpern aus Holz, Draht, Glas, räumliche Modelle). von Molekülen und Kristallen in der Chemie, Modelle von Flugzeugen, Schiffen und anderen Maschinen usw.).

Dynamische (wirkende) Modelle umfassen solche, die einige Prozesse, Phänomene reproduzieren.Sie können den Originalen physikalisch ähnlich sein und die simulierten Phänomene in gewissem Maßstab reproduzieren. Um zum Beispiel das geplante Wasserkraftwerk zu berechnen, bauen sie ein Betriebsmodell des Flusses und des zukünftigen Staudamms; Mit dem Modell des zukünftigen Schiffes können Sie einige Aspekte des Verhaltens des entworfenen Schiffes im Meer oder auf dem Fluss in einem gewöhnlichen Bad usw. untersuchen.

Die nächste Art von Betriebsmodellen sind alle Arten analog und simulierend , die dieses oder jenes Phänomen mit Hilfe eines anderen reproduzieren, in gewissem Sinne bequemer. Dies sind zum Beispiel elektrische Modelle verschiedener Arten von mechanischen, thermischen, biologischen und anderen Phänomenen. Ein weiteres Beispiel ist das Nierenmodell, das in der medizinischen Praxis weit verbreitet ist. Dieses Modell – eine künstliche Niere – funktioniert genauso wie eine natürliche (lebende) Niere und entfernt Giftstoffe und andere Stoffwechselprodukte aus dem Körper, ist aber natürlich völlig anders aufgebaut als eine lebende Niere.

Ideale Modelle werden normalerweise in drei Typen unterteilt:

· ob-anders (ikonisch);

· ikonisch (zeichensymbolisch);

· geistig (mental).

Figurative oder ikonische (Bild-)Modelle umfassen verschiedene Arten von Zeichnungen, Zeichnungen, Diagrammen, die in einer bildlichen Form die Struktur oder andere Merkmale der simulierten Objekte oder Phänomene vermitteln. Auch Landkarten, Pläne, Strukturformeln in der Chemie, das Atommodell in der Physik usw. sind dieser Art von Idealmodellen zuzurechnen.

Zeichensymbolische Modelle sind eine Aufzeichnung der Struktur oder einiger Merkmale der modellierten Objekte unter Verwendung von Zeichensymbolen einer künstlichen Sprache. Beispiele für solche Modelle sind mathematische Gleichungen, chemische Formeln.

Letztendlich sind mentale (mentale, imaginäre) Modelle Ideen über jedes Phänomen, jeden Prozess oder jedes Objekt, die das theoretische Schema des zu modellierenden Objekts ausdrücken. Ein mentales Modell ist jede wissenschaftliche Darstellung eines Phänomens in Form seiner Beschreibung in natürlicher Sprache.

Wie Sie sehen, hat der Begriff eines Modells in Wissenschaft und Technik viele verschiedene Bedeutungen, unter Wissenschaftlern gibt es keinen einheitlichen Standpunkt zur Klassifizierung von Modellen, und daher ist es unmöglich, die Arten der Modellierung eindeutig zu klassifizieren. Die Einstufung kann aus verschiedenen Gründen erfolgen:

1) durch die Art der Modelle (d. h. durch Modellierungswerkzeuge);

2) durch die Art der simulierten Objekte;

3) nach Anwendungsbereichen der Modellierung (Modellierung in den Ingenieurwissenschaften, in den Naturwissenschaften, in der Chemie, Modellierung lebender Prozesse, Modellierung der Psyche etc.)

4) nach Ebenen ("Tiefe") der Modellierung, beginnend zB mit der physikalischen Zuordnung der Modellierung auf der Mikroebene.

Am bekanntesten ist die Klassifizierung nach Art der Modelle. Demnach werden folgende Arten der Modellierung unterschieden:

1. Objektmodellierung, bei der das Modell die geometrischen, physikalischen, dynamischen oder funktionalen Eigenschaften des Objekts wiedergibt. Zum Beispiel ein Modell einer Brücke, eines Damms, ein Modell einer Flugzeugtragfläche usw.

2. Analoge Modellierung, bei der das Modell und das Original durch eine einzige mathematische Beziehung beschrieben werden. Ein Beispiel sind die elektrischen Modelle, die zur Untersuchung mechanischer, hydrodynamischer und akustischer Phänomene verwendet werden.

3. Zeichenmodellierung, bei der die Modelle Zeichenformationen irgendeiner Art sind: Diagramme, Grafiken, Zeichnungen, Formeln, Grafiken, Wörter und Sätze in irgendeinem Alphabet (natürliche oder künstliche Sprache)

4. Mentales Modellieren ist eng mit dem Zeichen verbunden, in dem Modelle einen mental visuellen Charakter erhalten. Ein Beispiel hierfür ist das seinerzeit von Bohr vorgeschlagene Atommodell.

5. Eine besondere Art der Modellierung schließlich ist die Einbeziehung des Versuchsgegenstandes nicht in das Experiment selbst, sondern seines Modells, wodurch letzteres den Charakter eines Modellversuchs erhält. Diese Art der Modellierung weist darauf hin, dass es keine scharfe Grenze zwischen den Methoden des empirischen und des theoretischen Wissens gibt.