Modell ( fr. modèle från lat. modul "mått, analog, prov") - ett system , vars studie fungerar som ett sätt att få information om ett annat system [1] ; representation av någon verklig process , enhet eller koncept [2] .
En modell är en abstrakt representation av verkligheten i någon form (till exempel i matematisk, fysisk, symbolisk, grafisk eller beskrivande), utformad för att beakta vissa aspekter av denna verklighet och låta dig få svar på frågorna som studeras [3] : 80 .
Termen modellering betecknar både konstruktion (skapande) av modeller och deras studie. Flera modeller av olika typer kan kopplas till samma system.
Modellering innebär alltid att göra antaganden av olika grad av betydelse. I detta fall måste följande krav för modeller vara uppfyllda:
Valet av modell och säkerställandet av simuleringens noggrannhet anses vara en av modelleringens viktigaste uppgifter.
Modellnoggrannhet och simuleringsfelModelleringsfel orsakas både av objektiva skäl förknippade med förenklingen av verkliga system, och subjektiva, på grund av brist på kunskap och färdigheter, karaktärsdrag hos en viss person. Fel kan förhindras, kompenseras, beaktas. Det är alltid nödvändigt att utvärdera riktigheten av de erhållna resultaten. Inom teknik görs en snabb bedömning av en modells noggrannhet ofta på följande sätt:
Det är känt att genom grova mätningar , användning av instrumentering med låg noggrannhet eller ungefärliga initiala data, är det omöjligt att få exakta resultat. Å andra sidan är det meningslöst att utföra till exempel en beräkning med en noggrannhet på ett gram, om resultatet sedan behöver avrundas (säg, anges i formuläret ) med en noggrannhet på hundra gram, eller för att bestämma medelvärdet mer exakt än dess ingående värden, etc. Därför är det viktigt att komma ihåg följande:
Tre huvudtyper av modeller särskiljs efter sättet att visa verkligheten - heuristisk, fullskalig och matematisk.
Heuristiska modellerHeuristiska modeller är som regel bilder ritade i den mänskliga fantasin. Deras beskrivning utförs i naturliga språkord (till exempel en verbal informationsmodell) och är vanligtvis tvetydig och subjektiv. Dessa modeller är icke-formaliserbara, det vill säga de beskrivs inte av formella logiska och matematiska uttryck, även om de är födda på basis av representationen av verkliga processer och fenomen.
Heuristisk modellering är det främsta sättet att bryta ut det vanliga och etablerade. Men förmågan till sådan modellering beror först och främst på rikedomen i en persons fantasi, hans erfarenhet och lärdom. Heuristiska modeller används i de inledande stadierna av design eller andra aktiviteter, när information om systemet som utvecklas fortfarande är knapphändig. I efterföljande designstadier ersätts dessa modeller av mer specifika och exakta.
LivsmodellerEtt utmärkande drag för dessa modeller är deras likhet med verkliga system (de är materiella), och skillnaden ligger i storlek, antal och material på element etc. Genom att tillhöra ämnesområdet delas modellerna in i följande:
Fysisk modellering är grunden för vår kunskap och ett sätt att testa våra hypoteser och beräkningsresultat. En fysisk modell låter dig täcka ett fenomen eller en process i all dess mångfald, den mest adekvata och korrekta, men ganska dyr, tidskrävande och mindre universell. I en eller annan form arbetar de med fysiska modeller i alla skeden av designen;
Matematiska modeller är formaliserbara, det vill säga de är en uppsättning sammankopplade matematiska och formellt-logiska uttryck, som i regel reflekterar verkliga processer och fenomen (fysiska, mentala, sociala, etc.). Presentationsformen är:
Till exempel:
Konstruktionen av matematiska modeller är möjlig på följande sätt (för mer information, se Matematisk modell ):
Matematiska modeller är mer mångsidiga och billigare, de låter dig sätta upp ett "rent" experiment (det vill säga, inom modellens noggrannhet, undersöka påverkan av någon individuell parameter medan andra förblir konstant), förutsäga utvecklingen av ett fenomen eller process och hitta sätt att kontrollera dem. Matematiska modeller är grunden för konstruktion av datormodeller och användning av datorteknik.
Resultaten av matematisk modellering kräver en obligatorisk jämförelse med fysiska modelleringsdata för att verifiera erhållna data och för att förfina själva modellen. Å andra sidan är vilken formel som helst en sorts modell och är därför inte en absolut sanning , utan bara ett steg på vägen till dess kunskap.
Mellanliggande typer av modellerMellanliggande typer av modeller inkluderar:
Det finns andra typer av "gränsmodeller", till exempel ekonomisk-matematiska , etc.
Valet av typ av modell beror på volymen och arten av den initiala informationen om enheten som övervägs och ingenjörens, forskarens kapacitet. Enligt den ökande graden av överensstämmelse med verkligheten kan modellerna ordnas i följande rad: heuristisk (figurativ) - matematisk - fullskalig (experimentell).
Antalet parametrar som kännetecknar beteendet hos inte bara det verkliga systemet utan även dess modell är mycket stort. För att förenkla processen att studera verkliga system urskiljs fyra nivåer av deras modeller, som skiljer sig åt i antalet och graden av betydelse för de egenskaper och parametrar som beaktas. Dessa är funktionella, grundläggande, strukturella och parametriska modeller.
Den funktionella modellen är utformad för att studera funktionerna i systemets funktion (funktion) och dess syfte i samband med interna och externa element.
Funktion - den viktigaste egenskapen hos något system, återspeglar dess syfte, vad det behövs för. Sådana modeller arbetar främst med funktionella parametrar . Den grafiska representationen av dessa modeller är blockdiagram . De visar ordningen på åtgärder som syftar till att uppnå de angivna målen (det så kallade "funktionsdiagrammet"). Den funktionella modellen är den abstrakta modellen .
Funktionsprincipmodellen ( principmodell , konceptuell modell ) kännetecknar de mest betydande (huvudsakliga) sambanden och egenskaperna hos ett verkligt system. Dessa är de grundläggande fysiska, biologiska, kemiska, sociala och liknande fenomen som säkerställer att systemet fungerar, eller andra grundläggande bestämmelser som den planerade aktiviteten eller processen som studeras bygger på . De strävar efter att säkerställa att antalet egenskaper som tas i beaktande och parametrarna som kännetecknar dem är små (de viktigaste är kvar), och modellens synlighet är maximal, så att mödan i att arbeta med modellen inte distraherar uppmärksamheten från essensen av de fenomen som studeras. Som regel är parametrarna som beskriver sådana modeller funktionella, liksom fysiska egenskaper hos processer och fenomen. Grundläggande antaganden (metoder, sätt, anvisningar och så vidare) ligger till grund för varje aktivitet eller arbete.
Sålunda är driftsprincipen för ett tekniskt system en sekvens av att utföra vissa åtgärder baserade på vissa fysiska fenomen (effekter) som säkerställer den erforderliga funktionen hos detta system. Exempel på principer för handlingsmodeller: grundläggande och tillämpade vetenskaper (till exempel principen för att bygga en modell, de första principerna för att lösa ett problem), socialt liv (till exempel principer för att välja kandidater, tillhandahålla hjälp), ekonomi (till exempel , principer för beskattning, beräkning av vinster), kultur (till exempel konstnärliga principer).Att arbeta med modeller av driftprincipen låter dig bestämma lovande utvecklingsområden (till exempel mekanik eller elektroteknik) och krav på möjliga material (fasta eller flytande, metalliska eller icke-metalliska, magnetiska eller icke-magnetiska, och så vidare ).
Det korrekta valet av de grundläggande fundamenten för att fungera förutbestämmer livskraften och effektiviteten hos den utvecklade lösningen. Så, oavsett hur mycket designen av ett flygplan med propellermotor förbättras, kommer det aldrig att nå överljudshastighet, för att inte tala om att flyga på höga höjder. Endast användningen av en annan fysisk princip, till exempel jetframdrivning och en jetmotor skapad på grundval av den , kommer att göra det möjligt att övervinna ljudbarriären.En grafisk representation av modeller av driftprincipen är ett blockschema , funktionsdiagram , kretsschema .
Till exempel, för tekniska modeller, återspeglar dessa diagram processen för omvandling av materia, som den materiella basen för enheten, genom vissa energieffekter för att implementera de nödvändiga funktionerna ( funktionellt-fysiskt diagram ). I diagrammet är till exempel typerna och riktningarna för påverkan avbildade med pilar, och påverkansobjekten representeras av rektanglar.Det finns ingen tydlig definition av den strukturella modellen . Så under den strukturella modellen av enheten kan betyda:
Under processens strukturella modell avser de vanligtvis sekvensen och sammansättningen av de stadier och stadier av arbetet som kännetecknar den, uppsättningen av procedurer och involverade tekniska medel, interaktionen mellan processdeltagare.
Det kan till exempel vara en förenklad bild av länkarna till en mekanism i form av stavar, platta figurer ( mekanik ), rektanglar med linjer med pilar ( automatisk kontrollteori , flödesscheman av algoritmer), en plan för ett litterärt verk eller en räkning , etc. Graden av förenkling beror på fullständigheten av de initiala uppgifterna på enheten som studeras och den erforderliga noggrannheten av resultaten. I praktiken kan typerna av blockdiagram variera från enkla små diagram (minsta antal delar, enkelheten i formerna på deras ytor) till bilder som är nära ritade (en hög detaljgrad i beskrivningen, komplexiteten av ytformerna som används).Modellen av systemstrukturen (strukturell modell av systemet) beskriver systemets sammansättning och förhållandet mellan systemets objekt och sambandet med omgivningen, det vill säga ingångar och utgångar [5] . Ofta avbildas ett sådant system som en graf (typer av relationer kan anges) och beskrivs som ett blockschema [5] .
Kanske bilden av blockdiagrammet i skala. En sådan modell kallas strukturell-parametrisk . Dess exempel är det kinematiska diagrammet av mekanismen, på vilken dimensionerna för de förenklade länkarna (längden på linjerna-stavarna, radierna på hjulcirklarna, etc.) är ritade på en skala, vilket gör det möjligt att ge en numerisk bedömning av några av de studerade egenskaperna.
För att öka fullständigheten av uppfattningen på blockdiagram i en symbolisk form (bokstav, konventionella tecken) kan parametrar som kännetecknar egenskaperna hos de visade systemen indikeras. Studien av sådana scheman låter dig upprätta samband (funktionella, geometriska, etc.) mellan dessa parametrar, det vill säga att representera deras förhållande i form av likheter f (x 1 , x 2 , ...) = 0, ojämlikheter f (x 1 , x 2 , …) > 0 och i andra uttryck.
En parametrisk modell förstås som en matematisk modell som gör det möjligt att etablera ett kvantitativt samband mellan systemets funktionella och hjälpparametrar. En grafisk tolkning av en sådan modell inom teknik är en ritning av en enhet eller dess delar som anger parametrarnas numeriska värden.
Beroende på syftet med studien särskiljs följande modeller:
För att understryka modellens särdrag delas de in i enkla och komplexa, homogena och inhomogena, öppna och slutna, statiska och dynamiska, probabilistiska och deterministiska , etc. När man till exempel talar om en teknisk anordning som enkel eller komplexa, stängda eller öppna och etc., i själva verket betyder inte själva enheten, utan det möjliga utseendet på dess modell, vilket betonar det speciella med kompositionen eller arbetsförhållandena.
Kunskap om dessa funktioner underlättar modelleringsprocessen, eftersom det låter dig välja den typ av modell som bäst passar de givna förhållandena. Detta val baseras på urvalet av väsentliga faktorer i systemet och förkastandet av mindre faktorer och måste bekräftas av forskning eller tidigare erfarenhet. Oftast, i modelleringsprocessen, styrs de av skapandet av en enkel modell, vilket sparar tid och pengar för dess utveckling. Att öka modellens noggrannhet är dock som regel förknippat med en ökning av dess komplexitet, eftersom det är nödvändigt att ta hänsyn till ett stort antal faktorer och samband. En rimlig kombination av enkelhet och erforderlig noggrannhet indikerar den föredragna formen av modellen.
Inom psykologi är modellering studiet av mentala fenomen och processer med hjälp av verkliga (fysiska) eller ideala modeller.
Psykologisk modellering betraktas som skapandet av en formell modell av ett mentalt eller sociopsykologiskt fenomen , det vill säga en formaliserad abstraktion av detta fenomen, som återger de viktigaste, nyckel-, - enligt denna forskares åsikt , - ögonblicken. Syftet med sådan modellering kan vara både en experimentell studie av fenomenet på modellen, och användningen av modellen i yrkesutbildningen (träning, träning). I detta avseende finns det två typer av modeller [6] :
Enligt K. K. Platonov (1970) finns det tre typer av professionella modeller :
I moderna koncept inkluderar specialistmodellen följande komponenter [13] [14] :
När man utvecklar en modell av en specialist i denna form, menar man [15] att särskild uppmärksamhet bör ägnas utvecklingen av kvalitativa (i motsats till kvantitativa) och referenskrav för en professionell. Modellen av en specialist framstår som en bild av en professionell, som den ska uttryckas verbalt (verbalt) och fixerad i viss normativ dokumentation.
Den psykologiska modellen för yrket, enligt S. A. Druzhilov, inkluderar tre komponenter (undermodeller) [6] :
Aktivitet som objekt för modellering är specifik genom att den kan representeras både som en struktur och som en process [20] .
![]() |
|
---|---|
I bibliografiska kataloger |