Модель. Моделювання

Модель – це представлення реального об`єкта, системи або поняття у вигляді, що відрізняється від його реального стану існування. 

Модель є джерелом інформації про об`єкт і допомагає пояснити, зрозуміти або вдосконалити цей об`єкт. 

Модель може бути точною копією об`єкта (хоча виконана з іншого матеріалу та в іншому масштабі) або відображати деякі характерні властивості об`єкта в абстрактній формі. 

Люди завжди використовували концепцію моделі, намагаючись з її допомогою відтворити абстрактні ідеї й реальні об`єкти. 

Моделювання охоплює широкий діапазон аспектів людського спілкування – від наскального живопису і спорудження ідолів до складання систем складних математичних рівнянь, що описують політ ракети у космічному просторі. При цьому головним є те, що подібність між об`єктом і моделлю суттєва, а різниця - несуттєва. 

Дати повний перелік усіх функцій моделі складно, але п`ять основних варто відзначити: 

- усвідомлення дійсності; 

- спілкування; 

- навчання і тренування; 

- інструмент для прогнозування; 

- здійснення експериментів. 

Доцільність моделі як засобу усвідомлення реальних зв`язків і закономірностей очевидна: вона допомагає упорядкувати нечіткі й суперечливі поняття. 

У техніці моделі служать для проектування нових досконаліших систем та вивчення їх основних функцій, властивостей, зв`язків. 

Моделі можна класифікувати за різними ознаками; назвемо деякі типові групи моделей: 

- статичні та динамічні; 

- детерміновані й стохастичні; 

- дискретні та безперервні; 

- натурні, аналогові, символічні. 

Моделі зручно розглядати у вигляді безперервного спектра, який починається від точних моделей чи макетів до повністю абстрактних математичних рівнянь. 

За способом відображення реальних явищ, які відбуваються в об`єкті, моделювання поділяються на : 

- фізичне, що тільки зберігає фізичну природу явища; 

- математичне, основою якого є відповідність рівнянь, які описують процеси моделі, реаліям досліджуваного явища; 

- геометричне, за якого відображаються тільки зовнішні форми.

Запам’ятайте!

Матеріальна модель об’єкта – це модель об’єкта, подана у вигляді матеріального об’єкта (предмета).

Інформаційна модель об’єкта – це модель об’єкта, подана у вигляді його опису.

Як і матеріальні моделі, інформаційні моделі одного й того ж об’єкта будуть різні, залежно від мети дослідження. Так, наприклад, інформаційна модель об’єкта «помідор» для постачальника буде містити дані про розміри, умови зберігання, фактори і терміни дозрівання, максимальні терміни зберігання тощо. А для фермера інформаційна модель цього ж об’єкта буде містити дані про час сіяння, регулярність прополювання і поливання, раціональне використання добрив тощо.

Інформаційні моделі у свою чергу розподіляють за формою представленняна:

· словесні(усні і письмові описи);

· графічні(рисунки, креслення, піктограми, карти та ін.);

· структурні(таблиці, графіки залежностей, діаграми, схеми та ін.);

· алгоритмічні(правила, плани дій та ін.);

· математичні(формули, рівняння, нерівності, функції та ін.);

· спеціальні(хімічні формули і рівняння, нотні записи, записи шахових партій та ін.).

Для створення інформаційної моделі об’єкта потрібно:

1. Визначити об’єкт дослідження, для якого створюється модель, і мету дослідження.

2. Виділити ті властивості об’єкта, які є суттєвими для вказаного дослідження.

3. Встановити взаємозв’язки між вибраними властивостями і виразити їх, використавши одну з форм представлення.

За галузями використання моделі розподіляють на:

· навчальні (наочні посібники, навчальні комп’ютерні програми, навчальні тренажери, наприклад, тренажер літака для навчання пілотів, тренажер для імітації перевантажень при виведенні на орбіту в космічному польоті для навчанні і тренування космонавтів та ін.);

· дослідні (копії реальних об’єктів, наприклад, модель річкового теплохода для дослідження плавучості, модель гелікоптера для дослідження його аеродинамічних властивостей, модель гідроелектростанції для дослідження її впливу на екологію, а також формули, рівняння, функції та ін., які можна використати для дослідження об’єктів);

· науково–технічні (модель ядерного реактора, прилад, що імітує розряд блискавки, стенд для тестування комп’ютерів, адронний коллайдер та ін.);

· ігрові (військові, економічні, спортивні, ділові ігри, які створюються для розробки і перевірки різноманітних стратегій поведінки).

За фактором часу моделі розподіляють на:

· статичні –це моделі, в яких зафіксовано стан об’єкта в певний момент часу і подальші зміни цього об’єкта не враховуються, наприклад, гіпсова модель піраміди Хеопса;

· динамічні –це моделі, які призначені для дослідження змінення значень властивостей об’єкта з часом, наприклад, модель змінення рівня води в гірських річках при таненні снігів; модель погоди в даному регіоні; модель Сонячної системи, що змінюється при відкритті нових небесних тіл.