Реферат "Моделирование"

Рефераты



Моделирование

( скачать реферат в архиве )


Файл 1
Российская коллекция рефератов (с) 1996. Данная работа является неотъемлемой частью универсальной базы знаний, созданной Сервером российского студенчества - http://www.students.ru .





Моделирование
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ - в узком значении специальные научные исследования конкретных перспектив развития какого-либо явления. Как одна из форм конкретизации научного предвидения в социальной сфере находится во взаимосвязи с планированием, программированием, проектированием, управлением. Выделяют три класса методов прогнозирования: экстраполяция, моделирование, опрос экспертов.
Существует множество определений модели, в зависимости от той сферы, в которой она строится. Вот лишь некоторые примеры,
1) Устройство, воспроизводящее, имитирующее строение и действие какого-либо другого ("моделируемого") устройства в научных, производственных (при испытаниях) или спортивных целях.
2) В широком смысле любой образ, аналог (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертеж, график, план, карта и т.п.) какого-либо объекта, процесса или явления ("оригинала" данной модели), используемый в качестве его "заместителя", "представителя".
3) В математике и логике моделью какой-либо системы аксиом называют любую совокупность (абстрактных) объектов, свойства которых и отношения между которыми удовлетворяют данным аксиомам, служащим тем самым совместным (неявным) определением такой совокупности.
4) Модель в языкознании, абстрактное понятие эталона или образца какой-либо системы (фонологической, грамматической и т.п.), представление самых общих характеристик какого-либо языкового явления; общая схема описания системы языка или какой-либо его подсистемы.
Но, несмотря на такое разнообразие формулировок, все же попытаемся дать моделированию надлежащее определение.
Итак, моделирование - это исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей; использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов. Моделирование одна из основных категорий теории познания: на идее моделирования по существу базируется любой метод научного исследования как теоретической (при котором используются различного рода знаковые, абстрактные модели), так и экспериментальный (использующий предметные модели).
Построение моделей как одна из сторон диалектической пары противоположностей анализ-синтез имеет много аспектов, из которых некоторый выдвигается на первый план.
Особенно существенным при построении моделей является аспект отражения, понимаемого в смысле теории познания.
Каждая модель хранит знания в надлежащей форме; при этом запоминание знаний, как правило, связано с уменьшением избыточности. Поэтому каждая модель имеет также языковую функцию. Содержание знаний является семантической стороной; способы, с помощью которых знания вводятся в модель, кодируются в ней, являются синтаксической стороной. Последний языковой компонент имеет большое значение при активизации модели при каждом приведении ее в действие.
Но в то же время модель в своей функции как структура для хранения знаний является связующим звеном между теоретическим и эмпирическим познанием. Фразу "нет ничего проще хорошей теории" следует воспринимать дословно. Формализованная теория позволяет описать большое число частных фактов с помощью наибольшего числа основных результатов. Следовательно, главное назначение теории - в уменьшении избыточности, обусловленной изобилием частных фактов, и связанных с этим более глубоким познанием закономерных связей.
В основе каждой модели лежит более или менее развитая теория отображаемого объекта; эта теория укладывается в синтаксически установленные рамки, в концепцию системы, положенную в основу конкретного построения модели.
Системная концепция фиксирует общие рамки модели, иначе говоря, определяет структуру памяти модели. Конкретная форма модели, в которой она может действовать в качестве замены только одного конкретного объекта, получается благодаря тому, что экспериментальные, то есть эмпирические, данные приводятся в соответствии с этими рамками, то есть для параметров модели, ее степеней свободы шаг за шагом устанавливаются все более достоверные значения. В этом смысле каждая разработанная модель выражает компромисс между теорией и практикой, между теоретическими познаниями и эмпирическими данными.
Следует отметить некоторые вещи и процессы, используемые в процессе моделирования.
Например, гибридная вычислительная система - комплекс из нескольких ЭВМ или вычислительных устройств (аналоговых и цифровых), объединенных единой системой управления. Ее применяют при моделировании сложных систем, для оптимизации систем автоматического управления, решения нелинейных уравнений в частных производных и т.д.
Следует также упомянуть идеализацию - процесс идеализации, мыслительное конструирование понятий об объектах, процессах и явлениях, не существующих в действительности, но таких, для которых имеются прообразы в реальном мире (например, "точка", "абсолютно твердое тело", "идеальный газ"). Идеализация позволяет формулировать законы, строить абстрактные схемы реальных процессов.
Наконец, вероятностный автомат - устройство (система), автоматически изменяющее свое состояние в зависимости от последовательности предыдущих состояний и случайных входных сигналов. Вероятностный автомат используют при моделировании сложных процессов, например систем автоматического управления движением транспорта на перекрестке двух улиц.
Языки программирования также тесно связаны с моделированием. Это формальные языки для описания данных (информации) и алгоритма (программы) их обработки на ЭВМ. Основу языков программирования составляют алгоритмические языки. Первыми языками программирования были машинные языки, представляющие собой системы команд для конкретных ЭВМ. С развитием вычислительной техники появились более сложные языки программирования, ориентированные на решение различных задач: обработка экономической информации (КОБОЛ), инженерные и научные расчеты (Фортран), обучение программированию (алгол-60, Паскаль), моделирование (сленг, стимула) и другие.
Важный аспект построения моделей заключается в том, что модель должна быть в приблизительном смысле заменителем реального положения вещей, реальной системы. Следовательно, речь идет не только об уменьшении избыточности запоминания информации, но и о такой семантике и о таком синтаксисе модели, при котором ее поведение оказывается сравнимым с поведением реального объекта. Так представляется роль модели как замены объекта, по крайней мере, при моделировании реальных типов поведения. При постановке других целей моделирования роль модели, заключающаяся в том, чтобы быть в какой-то степени адекватной исходному объекту, должна пониматься аналогично.
Оптимизация описывает аспект управления или аспект синтеза. Поскольку речь идет о том, чтобы "не объяснить мир, но изменить его", то едва ли можно, теоретико-познавательную сторону моделирования отделить от функции управления, присущей модели, поэтому в духе компромисса на практике иногда приходится отказываться от возможного выигрыша в знаниях в пользу большей целенаправленности модели. Модель, построенная на основе системного анализа, должна быть существенным вспомогательным средством для отыскания решений.
При практических применениях мы, как правило, ограничены в средствах, которые можно затратить на моделирование и оптимизацию; следовательно, автоматически сталкиваемся с требованиями построения моделей при минимальных затратах.
Для теории характерно, что ее положения получаются в результате обобщения частных фактов, а достоверность проверяется путем применения теории к случаям, которые хотя и охватываются теорией, однако не принадлежат области источников ее начальных положений. Факты, которые по области своей значимости не связаны с этими источниками, являются чисто эмпирическими и не могут рассматриваться как относящиеся к теории.
Издревле люди занимались моделированием. Возьмем к примеру, Леонардо да Винчи. Как ученый и инженер Леонардо да Винчи обогатил проницательными наблюдениями и догадками почти все области знания того времени, рассматривая свои заметки и рисунки как наброски к гигантской натурфилософской энциклопедии. Он был ярким представителем нового, основанного на эксперименте естествознания. Особое внимание Леонардо уделял механике, называя ее "раем математических наук" и видя в ней ключ к тайнам мироздания; он попытался определить коэффициенты трения скольжения, изучал сопротивление материалов, увлеченно занимался гидравликой. Страсть к моделированию приводила Леонардо к поразительным техническим предвидениям, намного опережавших эпоху: таковы наброски проектов металлургических печей и прокатных станов, ткацких станков, печатных, деревообрабатывающих и прочих машин, подводной лодки и танка, а также разработанные после тщательного изучения полета птиц конструкции летальных аппаратов и парашюта.
Следующим примером моделирования может служить разработка модели Земли.В первой половине 20 века норвежские, бельгийские, французские и русские путешественники обследовали приполярные области, составили их описания и карты. В 1909 А. Мохорович выделил планетарную грницу раздела, являющуюся подошвой земной коры. В 1916 сейсмолог Б.Б. Голицын зафиксировал границу верхней мантии, а в 1926 Б. Гутенберг установил в ней наличие сейсмического волновода. Этот же ученый определил положение и глубину границы между мантией Земли и ядром. В 1935 Ч. Рихтер ввел понятие магнитуды землетрясения, разработал совместно с Гутенбергом в 1941-45 шкалу Рихтера. Позднее на основе этих сейсмологических и гравиметрических данных была разработана модель внутреннего строения Земли, которая остается практически неизменной до наших дней. С 1980-90-х гг. развивается геофизическая томография, с помощью которой построены сейсмические разрезы нижней и верхней мантии, что в совокупности с геотермическими и другими геофизическими данными позволило осуществить качественное и количественное моделирование мантийной конвекции циркуляционного перемещения вещества мантии.
Запуски межпланетных космических аппаратов к Меркурию, Марсу, Венере, а также к более отдаленным планетам позволили также углубить знания о стоении и эволюции Земли на основе сравнительного изучения планет. Полученные данные вместе со сведениями о структуре земной коры и глубинных недр планеты послужили основой для разработки моделей развития Земли, начиная с момента ее образования из протопланетного облака.
После второй мировой войны интенсивное развитие получила техническая кибернетика. Одним из важнейших ее направлений стало построение моделей, что в особенности проявилось благодаря разносторонней научной деятельности ИФАК. Вследствие этого возникло ширко распространенное убеждение, будто построение моделей по существу равнозначно индентификации параметров в характеристиках определенных типов. Это представление неверно.
Развитие кибернетики в последние годы, давшее, в частности, системный подход к так называемым большим системам, который сильнее всего проявился в многообразных попытках глобального моделирования, привело к существенно более широкому пониманию моделирования.
При этом дело дошло до переосмысления источников модельных конструкций, которые собственно существовали еще задолго до периода бурного развития науки и техники. Оказалось, что с давних пор наиболее значительными науками, занимающимися построением моделей, была физика, в частности механика. Уже из традиционных подходов к описанию физических объектов можно получить существенные представления о построении моделей. Конечно, методология такого построения развилась далеко за пределы известного и обычного для физики.
В общем и целом, построение моделей и их оптимизация - главные направления междисциплинарных работ, дающие возможность надежного описания систем и процессов. Они являются предпосылками для целенаправленного использования их свойств в интересах общества.
Модели способствуют плодотворному производству во всех сферах жизни так как:
- сокращают издержки;
- показывают несостоятельность некоторых идей;
- экономят время ( модели доводятся до совершенства и лишь затем на их основе начинается производство, строительство и т.д.)
Моделирование - одна из основных категорий научного познания, на идее моделирования базируется любой, в частности теоретический или практический, метод научного познания.


























Список использованной литературы:
1. Вернадский В.И. Избранные трактаты по истории науки. М., 1981
2. Энциклопедии "Кирилл и Мефодий" 1998-2000:
- Универсальная
- Энциклопедия персонального компьютера
3. Заворотов В.А. От идеи до модели. М., 1990



Рефераты




Поделиться ссылкой
Реклама
Категории коллекции
Аграрное право (6)
Адвокатура (13)
Административное право (237)
Арбитражное право (13)
Арбитражный процесс (22)
Архитектура (139)
Астрономия, Авиация, Космонавтика (459)
Банковское дело и кредитование (552)
Банковское право (4)
Безопасность жизнедеятельности (178)
Биология (620)
Биржевое право (25)
Биржи (100)
Ботаника (94)
Бухгалтерский учет, Аудит (830)
Валютные отношения (57)
Ветеринария (22)
Военная кафедра, гражданская оборона (406)
География, Экономическая география (941)
Геодезия (46)
Геология (89)
Геополитика (35)
Государственное регулирование и налогообложение (261)
Государство и право (557)
Гражданское право (559)
Гражданское процессуальное право (83)
Делопроизводство (26)
Деньги и кредит (166)
Другие виды права (474)
Естествознание (126)
Жилищное право (6)
Журналистика (35)
Законодательство зарубежных стран (16)
Законодательство и право (59)
Зарубежная литература (56)
Здоровье (169)
Земельное право (21)
Зоология (35)
Избирательное право (10)
Инвестиции (176)
Историческая личность (851)
История (3441)
История государства и права зарубежных стран (68)
История политических и правовых учений (22)
История российского государства и права (148)
Кибернетика (86)
Компьютерные сети (113)
Конституционное право зарубежных стран (54)
Конституционное право России (87)
Косметология (11)
Криминалистика (194)
Криминология (70)
Культура и Искусство (1223)
Литература, языковедение (1256)
Логика (102)
Логистика (26)
Маркетинг, Товароведение, Реклама (667)
Математика (516)
Материаловедение (36)
Медицина (2285)
Международное право (113)
Международное частное право (18)
Международные экономические и кредитные отношения (350)
Менеджмент (Теория управления и организации) (952)
Металлургия (61)
Микроэкономика, предпринимательство (883)
Москвоведение (153)
Музыка (136)
Муниципальное право (19)
Налоговое право (196)
Начертательная геометрия (4)
Нотариат (6)
Отечественная литература (466)
Охрана природы, Экология (875)
Паранауки (астрология, оккультизм, уфология), Мифология (31)
Патентное право (2)
Педагогика (747)
Пищевые продукты (43)
Политология, политистория (751)
Правоохранительные органы (44)
Предпринимательское право (152)
Программирование, Базы данных, Программное обеспечение (1940)
Прокурорский надзор (11)
Промышленность и производство (164)
Прочее (10941)
Психология: теория, общение, человек (1211)
Радиоэлектроника, компьютеры, периферийные устройства (468)
Реклама (77)
Религия (408)
Римское право (26)
Риторика (27)
Сельское хозяйство (65)
Семейное право (12)
Системы связи (69)
Социология (759)
Сочинения (2093)
Спорт (121)
Статистика (107)
Страхование (122)
Страховое право (19)
Судебная система (17)
Схемотехника (22)
Таможенная система (28)
Таможенное право (16)
Теория государства и права (547)
Теплотехника (46)
Технология (945)
Транспорт (193)
Трудовое право (189)
Уголовное право и Уголовный процесс (566)
Управление организацией (128)
Физика (585)
Философия (1520)
Финансовое право (21)
Фотодизайн (146)
Химия (494)
Хозяйственное право (48)
Ценные бумаги и фондовый рынок (96)
Цифровые устройства (32)
Экологическое право (57)
Экономика и Финансы (2463)
Экономико-математическое моделирование (180)
Экономическая теория, политэкономия, макроэкономика (1336)
Экскурсии и туризм (590)
Этика и этикет (93)
Юридическая психология (89)
Юриспруденция (337)

Код для вставки реферата блог



(с) 1997 - 2010 «Students.ru»