Сейчас на сайте
Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Функциально-структурный анализ и методологии проектирования сложных систем

Человек издавна использует моделирование для исследования объектов, процессов, яв-лений в различных областях. Результаты этих исследований служат для определения и улучшения характеристик реальных объектов и процессов; для понимания сути явлений и выработки умения приспосабливаться или управлять ими; для конструирования новых объектов или модернизации старых. Моделирование помогает человеку принимать обоснованные и продуманные решения, предвидеть последствия своей деятельности.
Благодаря компьютерам не только существенно расширяются области применения моделирования, но и обеспечивается всесторонний анализ поучаемых результатов.
Прежде чем ознакомится с основами моделирования и формализации необходимо точно представлять, что такое модель и какие бывают виды моделей. Это необходимо для того, чтобы правильно выбрать и эффективно использовать подходящую для каждой модели программную среду и соответствующий инструментарий.

МОДЕЛЬ – это идеализированное представление достаточно близко отражающее описы-ваемую систему. Мощность модели заключается в ее способности упростить реальную систе-му, что дает возможность предсказывать факты в системе на основании соответствующих фактов представленных в модели.
Допустим, необходимо описать операцию производственной системы. Вероятно, можно произвести достаточно полное описание. Но, где ответ на вопрос в достаточности описания операции. Попробуем получить два описания операции производственной системы. Пусть операцию описывает руководитель производственной системы (назовем его руководитель) и человек, участвующий в описываемой операции (рабочий). Это будут два различных описания, две различных точки зрения на выполнение операции. Первое описание, описание руководителя, будет очень абстрагировано, и по сути скорее будет напоминать описание той техноло-гии, согласно которой должна выполняться операция. Необходимо отметить, что человеку проще описывать некоторую реальную ситуацию, в которой он сам участвовал или наблюдал со стороны. В такой ситуации находится рабочий, но вероятнее всего его описание производ-ственной операции тоже будет иметь свои недостатки. Проблема заключается в ответе на во-прос: не будет ли эта ситуация слишком частной, кроме того любая конкретная ситуация, кото-рую скорее всего и будет описывать рабочий, всегда излишне детализирована. Итак, у нас есть два описания производственной операции, но ни одно из них не является моделью производ-ственной операции. Итак, модель - форма описания, но не наоборот. Модели необходимы для создания данных прогноза и анализа, что не доступно в описаниях.
Основная цель моделирования состоит в том, чтобы идентифицировать и документиро-вать все аспекты работы системы. Поэтому первым этапом любого исследования является по-становка задачи, которая определяется заданной целью. От того, как адекватно выбрана цель моделирования, зависит и вид модели, и выбор программной среды и получаемые результаты.
В своей практической деятельности человек очень часто создает некоторый образ того объекта (процесса или явления), с которым ему приходится или придется иметь дело, - модель этого объекта. Создание этого образа всегда преследует некую цель. Модель важна не сама по себе, а как инструмент, облегчающий познание или наглядное представление. Например:

  • модель компрессора предназначается для исследования его эксплуатационных свойств;

  • макет будущего производственного цеха создается с целью оценки предлагаемого решения;

  • чертеж изделия используется для его изготовления;

  • макет строения кристаллической решетки молекул какого-либо вещества нужен для нагляд-ного представления расположения атомов в пространстве;

  • с помощью текста, описывающего явление или процесс (процесс – это последовательная смена состояний объекта) передаются сведения об этом явлении или процессе другим людям.

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели

выделяются главные, наиболее существенные, свойства. В этом главная особенность и главное назначение моделей. К созданию моделей прибегают, когда исследуемый объект либо очень велик (модель солнечной системы), либо очень мал (модель атома), когда процесс пробегает очень быстро (модель двигателя внутреннего сгорания) или очень медленно (геоло-гические модели), исследование объекта может привести к его разрушению (модель самолета) или создание модели очень дорого (архитектурный макет города) и т. д.
Таким образом МОДЕЛЬ - некий объект, замещающий исследуемый объект с сохранением наиболее существенных его свойств.
В информатике и компьютерной технологии широко используются так называемые ин-формационные модели объектов, процессов, явлений. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ объекта - это его описание в виде текста на некотором языке кодирования, содержащее всю необходимую информацию об объекте.
Как и любая модель, информационная модель содержит не всю информацию о модели-руемом объекте, а только ту ее часть, которая существенна для рассматриваемой информационной задачи.