Головна

Глава 6. Статичні моделі.

  1. Антропометричні характеристики поділяються на статичні і динамічні розміри.
  2. Гомеостатичні системи управління
  3. Гомеостатичні функції нирок
  4. магнітостатіческіе екрани
  5. Макроекономічна рівновага в кейнсіанської моделі.
  6. Матриця. Її суть, архітектура і порівняльні моделі.

Розібравшись в класифікації існуючого інструментарію побудови моделей систем, зупинимося на класифікації самих моделей. При найближчому розгляді виявляється, що при всьому неймовірному різноманітті реальних систем і значному різноманітті інструментальних засобів моделювання принципово помітних типів моделей систем дуже небагато: модель «чорного ящика», модель складу і структурна модель, або модель «білого ящика». Це однаковою мірою відноситься як до статичних моделей, що відображає фіксоване стан системи, так і до динамічних моделей, що відображає характер взаємодії елементів досліджуваної системи між собою і з зовнішнім середовищем.

У цьому розділі розглянемо основні типи статичних моделей.

6.1. Модель «чорного ящика»

 Модель «чорного ящика» є найпростішим відображенням реальної системи (деякого фрагмента реального світу), в якому повністю відсутні відомості про внутрішній зміст цього фрагмента, а задаються тільки вхідні і вихідні зв'язки системи з середовищем (рис. 6.1). Навіть «стінки ящика», тобто кордони між системою і середовищем, в цій моделі зазвичай не описуються, а лише маються на увазі. Така модель, незважаючи на зовнішню простоту і відсутність відомостей про нутрощі системи, часто виявляється дуже корисною, а іноді і єдино можливою.

Наприклад, при дослідженні елементарних частинок, вивченні впливу ліки на живий організм, визначенні наслідків впливу людини на природу, аналізі можливостей впливу на економічний розвиток суверенної держави і т.д. ми позбавлені можливості прямого втручання в досліджувану систему і інакше ніж через фіксацію її взаємодії із зовнішнім середовищем по входах і виходах не зможемо скласти уявлення про систему, процесі або явищі.

Кидається в очі зовнішня простота моделі «чорного ящика» дуже оманлива. Здається, просто перерахували входи-виходи системи - і модель готова. Але як тільки це буде потрібно зробити для конкретної системи, дослідник стикається з безліччю труднощів. Проілюструємо це на прикладі.

Приклад. Спробуємо перерахувати входи-виходи системи «легковий автомобіль».

Оскільки цільове призначення автомобіля полягає в переміщенні його власника в просторі (хоча не виключені й побічні цілі - автомобіль як ознака успішності, престижу, елемент розкоші і т.д.), з входом в систему необхідно пов'язати всі впливи, які підштовхують її до мети. Тому очевидно, що в якості входів в першу чергу слід виділити ті елементи, за допомогою яких здійснюється керування автомобілем під час руху:

- Кермо;

- педаль зчеплення;

- педаль газу;

- педаль гальма;

- важіль перемикання передач;

- Перемикач поворотів;

- Перемикач освітлення дороги;

- Ручку ручного гальма;

- Склоочисники.

Потім, враховуючи, що рухатися може тільки справний і заправлений автомобіль, в список входів включимо елементи, за допомогою яких здійснюються регулювання і заправка автомобіля в стаціонарних умовах:

- Регулювальні гвинти сходу-розвалу;

- Ручку регулювання інтенсивності освітлення;

- Отвори для підкачки коліс;

- Заправні отвори;

- Точки змащення;

- Отвори для заливки склоочисника.

Не можна не враховувати входи автомобіля в буквальному сенсі слова:

- Двері салону;

- Кришку багажника;

- Кришку капота;

- Кришку заправного отвору.

Слід зафіксувати і елементи, за допомогою яких надходить інформація водієві та пасажирам:

- Лобове; заднє і бічні стекла;

- Дзеркала заднього виду;

- Сигналізацію критичного наближення до перешкоди при задньому ході;

- Індикатор швидкості (спідометр);

- Індикатор рівня масла в картері двигуна;

- Індикатор температури двигуна;

- Годинник.

Не слід, напевно, забувати і про входах, що забезпечують комфорт водія і пасажирів:

- Кнопках радіоприймача (телевізора, дисковода);

- Кнопках кондиціонера;

- Ручках склопідйомників;

- Джерелі приємного запаху.

Не останню роль в русі автомобіля грає поверхню, по якій він рухається: по-різному доводиться діяти водієві при їзді по асфальту, піску, ожеледі, вибоїнах і заболоченій місцевості. Отже, необхідно додати до списку входів:

- Механічний вплив грунту на колеса;

- Аеродинамічний опір повітря.

Не можна нехтувати і засобами безпеки, якими обладнано сучасний автомобіль:

- Ременів безпеки;

- Аварійною сигналізацією;

- Знаком аварійної зупинки;

- Вогнегасником.

А хіба не впливають на автомобіль:

- Електричні і магнітні поля;

- Гравітаційне поле Землі;

- погодні умови?

Наведений список входів системи «автомобіль» далеко не вичерпаний і при бажанні може бути продовжений.

Те ж саме можна продемонструвати, перераховуючи виходи цієї системи. З огляду на, що виходи відповідають конкретизації мети, фіксуємо в якості основного виходу готовність автомобіля руху в будь-який час.

Беручи до уваги, що сформульована таким чином мета ставиться до всіх автомобілів, в конкретизацію мети внесемо такі додавання:

- Наявність салону для чотирьох пасажирів;

- Малолітражні;

- Підвищену комфортність.

Далі, уявивши собі умови експлуатації автомобіля, можемо додати:

- Герметичність салону (пило- та влагонепроницаемость);

- Звичайну прохідність;

- Достатню міцність;

- Легкість управління.

Можна ще розширити коло вимог до автомобіля, включивши в нього деякі маркетингові характеристики:

- Відповідність ціни купівельної спроможності потенційних споживачів;

- Відповідність кліматичних умов конкретного територіального ринку;

- Відповідність «духу часу» і т.д. ¦

Розглянутий приклад свідчить про те, що побудова моделі «чорного ящика» не є тривіальним завданням, так як на питання, скільки входів-виходів слід включати в модель і які саме, відповідь непростий і не завжди однозначна.

Головною причиною множинності входів і виходів у моделі «чорного ящика» є те, що будь-яка реальна система взаємодіє з об'єктами навколишнього середовища необмеженим числом способів. Займаючись побудовою моделі «чорного ящика», системний аналітик з цього незліченної безлічі зв'язків відбирає кінцеве їх число для включення в списки входів і виходів. Критерієм відбору при цьому є цільове призначення моделі. Те, що істотно і важливо для досягнення мети, включається в модель, то, що несуттєво або байдуже, - не включається

Саме тут, на етапі відбору істотних характеристик системи для включення в модель, можливі помилки. Той факт, що ми не враховуємо в моделі (виключаємо з розгляду) не -які зв'язку, не позбавляє їх реальності. Вони все одно


існують і впливають на досліджувану систему. Нерідко виявляється, що здавався неістотним або невідомий для нас фактор насправді є важливим і повинен враховуватися в моделі.

На ранніх стадіях дослідження системи іноді важко визначити, відноситься виявлена ??зв'язок із середовищем до входів або до виходів. В першу чергу це стосується дослідження причинно-наслідкових зв'язків між процесами, що протікають в системі, коли важко визначити, що є причина, а що - наслідок (або, можливо, і те, і інше є наслідком ненаблюдаемой причини). У таких випадках іноді корисно розглянути дві конкуруючі моделі «чорного ящика», в одній з яких цей зв'язок зарахована до входів, а в іншій - до виходів.

Але простота моделі «чорного ящика» оманлива. Завжди існує небезпека неповноти переліків входів і виходів як внаслідок того, що важливі з них можуть здатися несуттєвими, так і в силу невідомості деяких з них в момент побудови моделі.



Класифікація методів моделювання |

Глава 2. Життєвий цикл | загибель системи | Причини і специфіка загибелі економічних систем | Протиріччя в системі | Структурування процесів моделювання | ієрархія моделей | Глава 7. Динамічні моделі |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати