18677

Стратегия построения модели и основные этапы моделирования

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Стратегия построения модели и основные этапы моделирования. Принципы построения математической модели: 1. Адекватность соответствие модели целям исследования по уровню сложности и организации а также соответствие реальной системе относительно выбранного множест

Русский

2013-07-08

19.56 KB

7 чел.

Стратегия построения модели и основные этапы моделирования.

Принципы построения математической модели:

1. Адекватность – соответствие модели целям исследования по уровню сложности и организации, а также соответствие реальной системе относительно выбранного множества свойств.

2. Соответствие модели решаемой задаче. Модель должна строиться для решения определенного класса задач или конкретной задачи исследования системы.

3. Упрощение при сохранении существенных свойств системы (принципом абстрагирования от второстепенных деталей). Модель должна быть в некоторых отношениях проще прототипа.

4. Соответствие между требуемой точностью результатов моделирования и сложностью модели. Модели носят приближенный характер. С одной стороны, чтобы отразить все сколько-нибудь существенные свойства, модель необходимо детализировать. С другой стороны, строить модель, приближающуюся по сложности к реальной системе, не имеет смысла.

5. Баланс погрешностей различных видов. Необходимо добиваться, например, баланса систематической погрешности моделирования за счет отклонения модели от оригинала и погрешности исходных данных, точности отдельных элементов модели, систематической погрешности моделирования и случайной погрешности при интерпретации и осреднении результатов.

6. Многовариантность реализаций элементов модели. Разнообразие реализаций одного и того же элемента, отличающихся по точности (а следовательно, и по сложности), обеспечивает регулирование соотношения «точность/сложность».

7. Блочное строение. Облегчается разработка сложных моделей и появляется возможность использования накопленного опыта и готовых блоков с минимальными связями между ними. Выделение блоков производится с учетом разделения модели по этапам и режимам функционирования системы.

В зависимости от конкретной ситуации возможны следующие подходы к построению моделей:

• непосредственный анализ функционирования системы;

• проведение ограниченного эксперимента на самой системе;

• использование аналога;

• анализ исходных данных.

Этапы построения математической модели.

Сущность построения математической модели состоит в том, что реальная система упрощается, схематизируется и описывается с помощью того или иного математического аппарата. Можно выделить следующие основные этапы построения моделей.

1. Содержательное описание моделируемого объекта. Объекты моделирования описываются с позиций системного подхода. Исходя из цели исследования устанавливаются совокупность элементов, взаимосвязи между элементами, возможные состояния каждого элемента, существенные характеристики состояний и соотношения между ними.

Такое предварительное, приближенное представление системы называют концептуальной моделью. Чтобы содержательное описание служило основой для последующей формализации, требуется изучить моделируемый объект.

На этом этапе моделирования широко применяются качественные методы описания систем, знаковые и языковые модели.

2. Формализация операций. На основе содержательного описания определяется исходное множество характеристик системы. Для выделения существенных характеристик необходим хотя бы приближенный анализ каждой из них. При проведении анализа опираются на постановку задачи и понимание природы исследуемой системы. После исключения несущественных характеристик выделяют управляемые и неуправляемые параметры и производят, символизацию, определяется система ограничений на значения управляемых параметров. Если ограничения не носят принципиальный характер, то ими пренебрегают.

В соответствии с известными положениями выбираются показатели исхода операции и определяется примерный вид функции полезности на исходах. Если функция полезности близка к пороговой (или монотонной), то оценка эффективности решений возможна непосредственно по показателям исхода операции. В этом случае необходимо выбрать способ свертки показателей и произвести саму свертку. По свертке показателей формируются критерий эффективности и целевая функция.

Если при качественном анализе вида функции полезности окажется, что ее нельзя считать пороговой (монотонной), то необходимо определять функцию полезности и уже на ее основе вести формирование критерия эффективности и целевой функции.

В целом замена содержательного описания формальным - это итеративный процесс.

3. Проверка адекватности модели. Требование адекватности находится в противоречии с требованием простоты, и это нужно учитывать при проверке модели на адекватность.

Для проверки рекомендуется привлекать специалистов, которые не принимали участия в разработке модели. Они могут более объективно рассмотреть модель и заметить ее слабые стороны. Такая предварительная проверка позволяет выявить грубые ошибки. После этого приступают к реализации модели и проведению исследований. Полученные результаты моделирования подвергаются анализу на соответствие известным свойствам исследуемого объекта. Для установления соответствия создаваемой модели оригиналу используются следующие пути:

• сравнение результатов моделирования с отдельными экспериментальными результатами, полученными при одинаковых условиях;

• использование других близких моделей;

• сопоставление структуры и функционирования модели с прототипом.

По результатам проверки модели на адекватность принимается решение о возможности ее практического использования или о проведении корректировки.

4. Корректировка модели. При корректировке модели могут уточняться существенные параметры, ограничения на значения управляемых параметров, показатели исхода операции, связи показателей исхода операции с существенными параметрами, критерий эффективности. После внесения изменений в модель вновь выполняется оценка адекватности.

5. Оптимизация модели. Сущность оптимизации моделей состоит в их упрощении при заданном уровне адекватности. Основными показателями, по которым возможна оптимизация модели, выступают время и затраты средств для проведения исследований на ней. В основе оптимизации лежит возможность преобразования моделей из одной формы в другую. Преобразование может выполняться либо с использованием математических методов, либо эвристическим путем.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32303. Понятие и принципы законности 75.5 KB
  Хотя ряд ученых не считают правотворчество законотворчество элементом законности полагая законотворчество в качестве предпосылки законности. Условия законности образует определенная социальная среда ее качественное состояние обусловленное правовой культурой. Состояние законности обычно связывается с реализацией и принципом верховенства закона.
32304. Органическая связь и взаимодействие государства и права. Особенности их соотношения в различных типах государственно-правовых систем 46 KB
  Органическая связь и взаимодействие государства и права. Традиционно в науке по вопросу о соотношении государства и права различались два подхода. Первый этатистский исходивший из приоритета государства над правом. Фактическим условием для данного подхода служила политическая практика склонная видеть в праве некий придаток государства.
32305. Правовое государство и права граждан. Их понятия и взаимосвязь 30.5 KB
  История развития концепции правового государства и вместе с ним прав личности получила богатую разработку на протяжении истории человеческого общества. На протяжении нескольких столетий теория правового государства видоизменялась и трансформировалась дополнялась новыми качествами и лишь с появлением в ней принципа неотъемлемых естественных прав человека она обрела своё основное ценностное качество. Следует отметить что в юридической науке нет единого определения правового государства. Каждый правовед работающий над проблемой правового...
32306. Правовое государство 26.5 KB
  Основными признаками чертами правового государства являются следующие. Полная гарантированность и незыблемость закона в условиях существования прав и свобод граждан а также установление и поддержание принципа взаимной ответственности гражданина и государства в главе 2 Конституции РФ содержится полный перечень экономических политических юридических и социальнокультурных гарантий обеспечения основных прав и свобод граждан. Суть данного принципа состоит в том что для обеспечения процесса нормального функционирования государства в нем...
32307. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРАВА: ПОНЯТИЕ И ФОРМЫ 63.5 KB
  Применительно к праву этот процесс означает его перевод в качество правомерного поведения использование свойств права для достижения социально полезного результата. Субъектами реализации права являются те лица на которых право распространяет свое действие то есть субъекты права. Явич справедливо заметил что осуществление права не всегда представляло практическую и теоретическую проблему ее не было когда защищенные силой фактические отношения на заре цивилизации являлись правом ее не бывает или почти не оказывается когда...
32308. Учение о составе правонарушения понятие состава правонарушения как основания юридической ответственности. Элементы состава и их характеристика 46.5 KB
  Учение о составе правонарушения понятие состава правонарушения как основания юридической ответственности. Установление состава правонарушения является юридической квалификацией содеянного весьма важной с правовой точки зрения логической операцией непосредственно затрагивающей судьбу личности. Наличие состава правонарушения является основанием для привлечения виновного лица к юридической ответственности. В состав правонарушения входят следующие четыре элемента которые в свою очередь раскрываются через ряд собственных специфических черт и...
32309. Предмет Теории государства и права 44 KB
  Для теории государства и права в качестве объекта выступают государство и право которые в то же время исследуются и другими науками как юридическими так и не юридическими философией политологией экономикой социологией и т. В качестве предмета теории государства и права выступают два следующих блока объективной действительности. 1 Наиболее общие закономерности возникновения развития и функционирования государства и права. Отсюда предметом теории государства и права будут выступать основные государственноправовые закономерности а...
32310. Место и роль ТГП в системе юридических наук 40.5 KB
  Они дают знания о развитии и чертах государства и права вообще безотносительно к конкретным государствам или праву действующему на отдельной территории. К фундаментальным наукам относятся: o теория государства и права; o история государства и права России и зарубежных стран; o история политических и правовых учений. Эти науки изучают отдельные отрасли права. Они призваны выявить специфику той или иной отрасли ее особенности характерные черты отличия от других отраслей права.
32311. Методология юридической науки 39.5 KB
  Методология юридической науки. Особенности науки теории государства и права выражаются не только в ее предмете но и в методе. Под методом науки понимается совокупность приемов средств принципов и правил с помощью которых обучающийся постигает предмет получает новые знания. Метод это подход к изучаемым явлениям предметам и процессам планомерный путь научного познания и установления истины.