Людство у своїй
діяльності (науковій, освітній, технологічній, художній) постійно створює й
використовує моделі навколишнього світу. Строгі правила побудови моделей
сформулювати неможливо, однак людство заощадило багатий досвід моделювання
різних об'єктів і процесів.
Кожний об'єкт
має велику кількість різних властивостей. У процесі побудови моделі виділяються
головні, найбільш істотні для проведеного дослідження властивості. У процесі дослідження
аеродинамічних якостей моделі літака в аеродинамічній трубі важливо, щоб модель
мала геометричну подобу оригіналу, але не важливий, наприклад, її колір. При
побудові електричних схем — моделей електричних кіл — необхідно враховувати
порядок підключення елементів ланцюгів друг до друга, але не важливо їх
геометричне розташування друг щодо друга і так далі.
Моделі матеріальні й моделі інформаційні
Моделювання
Усі моделі
можна розбити на два великі класи: моделі предметні (матеріальні) і
моделі інформаційні. Предметні моделі відтворюють геометричні, фізичні й
інші властивості об'єктів у матеріальній формі (глобус, анатомічні муляжі,
моделі кристалічних ґрат, макети будинків та споруджень і ін.).
Природні мови
використовуються для створення описових інформаційних моделей. В історії
науки відомі численні описові інформаційні моделі; наприклад, геліоцентрична
модель світу, яку запропонував Коперник, формулювалася в такий спосіб:
У процесі дослідження формальних моделей часто проводиться
їхня візуалізація. Для візуалізації алгоритмів використовуються блок-схеми,
просторових співвідношень між об'єктами — креслення, моделей електричних кіл —
електричні схеми, логічних моделей пристроїв — логічні схеми і так далі.
Оточуючий нас
мир складається з безлічі різних об'єктів, кожний з яких має різноманітні
властивості, і при цьому об'єкти взаємодіють між собою. Наприклад, такі
об'єкти, як планети нашої Сонячної системи, мають різні властивості (масу,
геометричні розміри та ін.) і за законом всесвітнього тяжіння взаємодіють із
Сонцем і одна з одною.
Будь-яка
система існує в просторі й у часі. У кожний момент часу система перебуває в
певному стані, який характеризується складом елементів, значеннями їх
властивостей, величиною й характером взаємодії між елементами і так далі.
Стан систем
змінюється в часі, тобто відбуваються процеси зміни й розвитку систем. Так,
планети рухаються, змінюється їхнє положення щодо Сонця й один одного; Сонце,
як і будь-яка інша зірка, розвивається, міняються її хімічний склад,
випромінювання і так далі.
Одним з
найбільш часто використовуваних типів інформаційних моделей є прямокутна таблиця,
яка складається зі стовпців і рядків. Такий тип моделей застосовується для
опису ряду об'єктів, що володіють однаковими наборами властивостей. За
допомогою таблиць можуть бути побудовані як статичні, так і динамічні
інформаційні моделі в різних предметних областях. Широко відоме табличне уявлення
математичних функцій, статистичних даних, розкладів поїздів і літаків, уроків і
так далі.
Нас оточує
безліч різних об'єктів, кожний з яких має певні властивості. Однак деякі групи
об'єктів мають однакові загальні властивості, які відрізняють їх від об'єктів
інших груп.
Розглянемо
процес побудови інформаційної моделі, яка дозволяє класифікувати сучасні
комп'ютери. Клас Комп'ютери можна розділити на три підкласи: Суперкомп'ютери,
Сервери й Персональні комп'ютери.
Зображення інформаційної моделі у формі графа
Моделювання
Граф є
зручним способом наочного уявлення структури інформаційних моделей. Вершини
графа (овали) відображають елементи системи.
Елементи
верхнього рівня перебувають у відношенні «складатися з» до елементів більш
низького рівня. Такий зв'язок між елементами відображається у формі дуги
графа (спрямованої лінії у формі стрілки). Графи, у яких зв'язки між
об'єктами несиметричні, називаються орієнтованими.
Основні етапи розробки й дослідження моделей на комп'ютері
Моделювання
Використання
комп'ютера для дослідження інформаційних моделей різних об'єктів і систем
дозволяє вивчити їх зміни залежно від значення тих або інших параметрів. Процес
розробки моделей і їх дослідження на комп'ютері можна розділити на кілька
основних етапів.
Геоінформаційне
моделювання базується на створенні багатошарових електронних карт, у яких
опорний шар описує географію певної території, а кожний з інших — один з
аспектів стану цієї території. На географічну карту можуть бути виведені різні
шари об'єктів: міста, дороги, аеропорти й ін.
