Основні поняття моделювання
Модель- образ (зокрема умовний чи уявний — зображення, опис, схема, креслення, графік, план, карта тощо.) чи прообраз якогось об'єкта або системи об'єктів, що використовується за певних умов як їх «заступник» або «представник».
Математична модель Мописує систему S (x1,x2. xn; R), має вигляд: М=(z1,z2. zm; Q), де ziÎZ, i=1, 2. n, Q, R - множини відносин над X - безліччю вхідних, вихідних сигналів і станів системи і Z - безліччю описів, уявлень елементів і підмножин X, відповідно.
Система– сукупність елементів, об'єднаних загальним функціональним середовищем та метою функціонування.
Структура системи– сукупність зв'язків, за якими забезпечується енерго-, масо- та інформаційний обмін між елементами системи, що визначає функціонування системи в цілому та способи її взаємодії із зовнішнім середовищем.
Стан системи- режим її функціонування, коли її інтегральні показники перебувають у гомеостазі з навколишнім середовищем, а узагальнена структура системи залишається незмінною у часі та просторі.
Складними системаминазиваються системи, що складаються з великої кількості взаємозалежних і взаємодіючих між собою елементів
Основні вимоги до моделі: наочність побудови; оглядовість основних його властивостей та відносин; доступність її для дослідження чи відтворення; простота дослідження, відтворення; збереження інформації, що містилися в оригіналі (з точністю розглянутих при побудові моделі гіпотез) та отримання нової інформації.
Декомпозиція- розкладання цілого на частини: завдання - на підзавдання; системи – на підсистеми. Це дає можливістьспростити загальне завдання, скоротити його розмірність та використовувати простіші моделі.
Агрегування- об'єднання частин у ціле, що часто дає можливість отримати нові якісні та кількісні показники системи. При цьому нове об'єднання (нова система) може мати такі властивості, яких немає жодного з елементів, що об'єднуються.
Проблема моделюванняскладається з трьох завдань:
побудова моделі (це завдання менш формалізується і конструктивна, у тому сенсі, що немає алгоритму для побудови моделей);
дослідження моделі (це завдання більш формалізується, є методи дослідження різних класів моделей);
використання моделі (конструктивне та конкретизоване завдання).
. Принципи системного підходу у моделюванні систем
В даний час при аналізі та синтезі складних (великих) систем набув розвитку системний підхід, який відрізняється від класичного (або) індивідуального підходу. Останній розглядає систему шляхом переходу від приватного до загального та синтезує (конструює) систему шляхом злиття її компонентів, що розробляються окремо. На відміну від цього, системний підхід передбачає послідовний перехід від загального до приватного, коли в основі розгляду лежить мета, причому досліджуваний об'єкт виділяється з навколишнього середовища.
Методи дослідження складних систем
Однією з важливих проблем у галузі розробки та створення сучасних складних технічних систем є дослідження динаміки їхнього функціонування на різних етапах проектування, випробування та експлуатації. При дослідженні складних систем виникають завдання дослідження як окремих видів обладнання та апаратури, що входять до системи, так і системи загалом. До розряду складних систем відносятьсявеликі технічні, технологічні, енергетичні та виробничі комплекси. p align="justify"> При проектуванні складних систем ставиться завдання розробки систем, що задовольняють заданим технічним характеристикам. Поставлене завдання може бути вирішене одним із наступних методів:
методом синтезу оптимальної структури системи із заданими характеристиками;
методом аналізу різних варіантів структури системи задля забезпечення необхідних технічних характеристик.
Оптимальний синтез систем у більшості випадків практично неможливий через складність поставленого завдання та недосконалість сучасних методів синтезу складних систем. Методи аналізу складних систем, що включають елементи синтезу, в даний час досить розвинені і набули широкого поширення.
Будь-яка синтезована або певна іншим чином структура складної системи для оцінки її показників повинна бути піддана випробуванням. Проведення випробувань системи є завданням аналізу її характеристик. Отже, кінцевим етапом проектування складної системи, здійсненого як методом синтезу структури, і методом аналізу варіантів структур, є аналіз показників ефективності проектованої системи.
Серед відомих методів аналізу показників ефективності систем та дослідження динаміки їх функціонування слід зазначити:
метод натуральних випробувань;
метод напівнатурального моделювання;
моделювання процесу функціонування системи на ЕОМ
Суворе аналітичне дослідження процесу функціонування складних систем практично неможливе. Визначення аналітичної моделі складної системи утруднюється безліччю умов, що визначаються особливостями роботи системи, взаємодією її складових частин,впливом довкілля тощо. Натуральні випробування складних систем пов'язані з великими витратами часу та коштів. Проведення випробувань передбачає наявність готового зразка системи чи її фізичної моделі, що виключає чи утрудняє використання цього на етапі проектування системи.