วิธีการแบบคลาสสิก- การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแต่ละส่วนและการพัฒนาแบบจำลองระบบถือเป็นผลรวม ส่วนประกอบแต่ละส่วนวี รุ่นทั่วไป- เหมาะสมกับการนำไปปฏิบัติค่อนข้างมาก โมเดลที่เรียบง่ายด้วยการแยกหน้าที่แต่ละอย่างของวัตถุจริงและการตัดสินใจเกี่ยวกับความเป็นอิสระของฟังก์ชันเหล่านี้

กระบวนการสังเคราะห์โมเดล M ตามแนวทางคลาสสิก (อุปนัย) แสดงไว้ในรูปที่ 1 1.1 ก. วัตถุจริงที่จะทำการสร้างแบบจำลองจะถูกแบ่งออกเป็นระบบย่อยที่แยกจากกัน กล่าวคือ ข้อมูลเริ่มต้น D สำหรับการสร้างแบบจำลองจะถูกเลือก และเป้าหมาย C ได้รับการกำหนดเป้าหมายที่สะท้อนถึงแต่ละแง่มุมของกระบวนการสร้างแบบจำลอง จากชุดข้อมูลเริ่มต้น D ที่แยกจากกัน เป้าหมายของการสร้างแบบจำลองลักษณะการทำงานของระบบที่แยกจากกันนั้นถูกกำหนดขึ้น บนพื้นฐานของเป้าหมายนี้ องค์ประกอบ K บางอย่างของแบบจำลองในอนาคตจะถูกสร้างขึ้น ชุดของส่วนประกอบจะรวมกันเป็นโมเดล M ดังนั้น การพัฒนาโมเดล M ตามแนวทางแบบคลาสสิกหมายถึงการสรุปส่วนประกอบแต่ละส่วนให้เป็นโมเดลเดียว โดยแต่ละส่วนประกอบจะแก้ปัญหาของตัวเองและแยกออกจากส่วนอื่นๆ ของโมเดล

แนวทางที่เป็นระบบ- นี่คือองค์ประกอบของหลักคำสอนของกฎทั่วไปของการพัฒนาธรรมชาติและเป็นหนึ่งในการแสดงออกของหลักคำสอนวิภาษวิธี เราสามารถให้คำจำกัดความที่แตกต่างกันของแนวทางระบบได้ แต่คำที่ถูกต้องที่สุดคือแนวทางที่ช่วยให้เราสามารถประเมินแก่นแท้ของความรู้ความเข้าใจของแนวทางนี้โดยใช้วิธีการศึกษาระบบดังกล่าวเป็นการสร้างแบบจำลอง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องแยกระบบ S เองและสภาพแวดล้อมภายนอก E ออกจากความเป็นจริงที่มีอยู่อย่างเป็นกลาง และอธิบายระบบตามตำแหน่งทั่วทั้งระบบ

แนวทางที่เป็นระบบช่วยให้เราสามารถแก้ไขปัญหาการก่อสร้างได้ ระบบที่ซับซ้อนโดยคำนึงถึงปัจจัยและความเป็นไปได้ทั้งหมดตามสัดส่วนของความสำคัญในทุกขั้นตอนของการวิจัยระบบและการสร้างแบบจำลอง

แนวทางของระบบหมายความว่าแต่ละระบบ S เป็นแบบรวมทั้งหมด แม้ว่าจะประกอบด้วยระบบย่อยที่แยกออกจากกันก็ตาม ดังนั้นพื้นฐานของแนวทางระบบคือการพิจารณาระบบโดยรวมและการพิจารณาระหว่างการพัฒนานี้เริ่มต้นด้วยสิ่งสำคัญ - การกำหนดวัตถุประสงค์ของการดำเนินงาน กระบวนการสังเคราะห์แบบจำลอง M ตามแนวทางของระบบถูกนำเสนอตามอัตภาพในรูปที่ 1 1.1 ข. จากข้อมูลเริ่มต้น D ซึ่งทราบจากการวิเคราะห์ระบบภายนอก ข้อ จำกัด เหล่านั้นที่กำหนดให้กับระบบจากด้านบนหรือตามความเป็นไปได้ของการใช้งาน และข้อกำหนดเบื้องต้นตามวัตถุประสงค์ของการดำเนินการ T สำหรับรูปแบบระบบมีการกำหนดไว้ บนพื้นฐานของข้อกำหนดเหล่านี้องค์ประกอบระบบย่อย P และ E โดยประมาณบางส่วนจะถูกสร้างขึ้นและดำเนินการขั้นตอนการสังเคราะห์ที่ซับซ้อนที่สุด - การเลือกส่วนประกอบ B ของระบบซึ่งใช้เกณฑ์พิเศษสำหรับการเลือก CV

แนวคิดของระบบ

เราอาศัยอยู่ในโลกที่ประกอบด้วยวัตถุต่าง ๆ มากมายที่มีหลากหลาย คุณสมบัติที่แตกต่างกันและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ตัวอย่างเช่น วัตถุของโลกโดยรอบคือดาวเคราะห์ ระบบสุริยะซึ่งมีคุณสมบัติต่างกัน (มวล มิติทางเรขาคณิต ฯลฯ) และมีปฏิสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์และกันและกันตามกฎแรงโน้มถ่วงสากล

ดาวเคราะห์แต่ละดวงเป็นส่วนหนึ่งของวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า นั่นคือระบบสุริยะ ซึ่งในทางกลับกันก็เป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซี ในขณะเดียวกัน ดาวเคราะห์แต่ละดวงก็ประกอบด้วยอะตอมที่แตกต่างกัน องค์ประกอบทางเคมีซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน ดังนั้นในความเป็นจริง แต่ละวัตถุสามารถประกอบด้วยชุดของวัตถุอื่น ๆ ได้ เช่น ก่อให้เกิดระบบ

คุณลักษณะที่สำคัญของระบบคือการทำงานแบบองค์รวม ระบบไม่ใช่ชุด แต่ละองค์ประกอบแต่เป็นชุดขององค์ประกอบที่เชื่อมโยงถึงกัน ตัวอย่างเช่น, คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเป็นระบบที่ประกอบด้วย อุปกรณ์ต่างๆซึ่งเชื่อมต่อระหว่างกันทั้งฮาร์ดแวร์ (เชื่อมต่อกันทางกายภาพ) และตามหน้าที่ (แลกเปลี่ยนข้อมูล)

คำจำกัดความ 1

ระบบคือชุดของวัตถุที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งเรียกว่าองค์ประกอบของระบบ

หมายเหตุ 1

แต่ละระบบมีโครงสร้างของตัวเอง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยองค์ประกอบและคุณสมบัติขององค์ประกอบ ความสัมพันธ์ และการเชื่อมต่อระหว่างกัน ระบบสามารถรักษาความสมบูรณ์ได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอกต่างๆ และการเปลี่ยนแปลงภายใน ตราบใดที่โครงสร้างยังคงไม่เปลี่ยนแปลง หากโครงสร้างของระบบเปลี่ยนแปลง (เช่น เมื่อองค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่งถูกลบออก) ระบบอาจหยุดการทำงานโดยรวมเป็นหนึ่งเดียว ตัวอย่างเช่น หากคุณถอดอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งออก (เช่น เมนบอร์ด) คอมพิวเตอร์จะหยุดทำงาน กล่าวคือ อุปกรณ์จะหยุดทำงานเป็นระบบ

หลักการพื้นฐานของทฤษฎีระบบปรากฏในการศึกษาระบบไดนามิกและพวกมัน องค์ประกอบการทำงาน- ระบบคือกลุ่มขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อบรรลุภารกิจที่กำหนดไว้ล่วงหน้า การใช้การวิเคราะห์ระบบทำให้สามารถกำหนดวิธีที่สมจริงที่สุดในการปฏิบัติงานที่ได้รับมอบหมาย ซึ่งจะทำให้มั่นใจได้ถึงความพึงพอใจสูงสุดตามข้อกำหนดที่ระบุไว้

องค์ประกอบที่เป็นพื้นฐานของทฤษฎีระบบไม่ได้ถูกสร้างขึ้นผ่านสมมติฐาน แต่ได้รับจากการทดลอง ในการเริ่มสร้างระบบ คุณต้องมีคุณสมบัติทั่วไป กระบวนการทางเทคโนโลยีซึ่งจำเป็นเช่นกันเมื่อสร้างเกณฑ์ที่กำหนดทางคณิตศาสตร์ว่ากระบวนการหรือคำอธิบายทางทฤษฎีต้องเป็นไปตามนั้น วิธีการจำลองเป็นหนึ่งในวิธีการที่สำคัญที่สุด การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการทดลอง

แนวทางที่เป็นระบบ

ในการสร้างแบบจำลองของออบเจ็กต์ จะใช้แนวทางแบบระบบซึ่งเป็นวิธีการในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อน วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการพิจารณาวัตถุเป็นระบบที่ทำงานในสภาพแวดล้อมบางอย่าง แนวทางที่เป็นระบบช่วยให้คุณเปิดเผยความสมบูรณ์ของวัตถุ ระบุและศึกษาโครงสร้างภายในของวัตถุ ตลอดจนความเชื่อมโยงด้วย สภาพแวดล้อมภายนอก- ในกรณีนี้ วัตถุเป็นส่วนหนึ่งของโลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งถูกแยกและศึกษาเกี่ยวกับปัญหาที่กำลังแก้ไขในการสร้างแบบจำลอง นอกจากนี้ เมื่อใช้วิธีการแบบระบบ การเปลี่ยนผ่านจากแบบทั่วไปไปสู่แบบเฉพาะเจาะจงอย่างสม่ำเสมอจะถือว่าขึ้นอยู่กับการพิจารณาเป้าหมายการออกแบบ และวัตถุจะได้รับการพิจารณาโดยสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อม

อ็อบเจ็กต์ที่ซับซ้อนสามารถแบ่งออกเป็นระบบย่อย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอ็อบเจ็กต์และเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

1. ระบบย่อยเป็นส่วนอิสระตามหน้าที่ของวัตถุที่เชื่อมต่อกับระบบย่อยอื่นและแลกเปลี่ยนข้อมูลและพลังงานกับพวกเขา
2. แต่ละระบบย่อยอาจมีฟังก์ชันหรือคุณสมบัติที่ไม่ตรงกับคุณสมบัติของทั้งระบบ
3. แต่ละระบบย่อยสามารถแบ่งออกได้จนถึงระดับองค์ประกอบ

ในที่นี้ องค์ประกอบถูกเข้าใจว่าเป็นระบบย่อยระดับล่าง ซึ่งดูเหมือนจะไม่เหมาะสมที่จะแยกออกจากมุมมองของปัญหาที่กำลังแก้ไขเพิ่มเติม

หมายเหตุ 2

ดังนั้น ระบบจึงถูกนำเสนอเป็นวัตถุที่ประกอบด้วยชุดของระบบย่อย องค์ประกอบ และความเชื่อมโยงสำหรับการสร้างสรรค์ การวิจัย หรือการปรับปรุง ในกรณีนี้ การแสดงระบบที่ขยายใหญ่ขึ้น ซึ่งรวมถึงระบบย่อยหลักและการเชื่อมต่อระหว่างกัน เรียกว่าโครงสร้างมหภาค และการพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของระบบจนถึงระดับขององค์ประกอบเรียกว่า โครงสร้างจุลภาค

แนวคิดของระบบมักจะเกี่ยวข้องกับแนวคิดของระบบขั้นสูง - ระบบที่มากกว่านั้น ระดับสูงซึ่งรวมถึงวัตถุที่ต้องการด้วย และการทำงานของระบบใดๆ ก็ตามสามารถกำหนดได้ผ่านระบบซุปเปอร์เท่านั้น สิ่งสำคัญอีกอย่างคือแนวคิดเรื่องสิ่งแวดล้อม - ชุดของวัตถุในโลกภายนอกที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบ แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของระบบและระบบขั้นสูงของมัน

ในแนวทางระบบในการสร้างแบบจำลอง จะใช้แนวคิดเรื่องโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์ของระบบกับสภาพแวดล้อม (สภาพแวดล้อม)

การแยก อธิบาย และศึกษาคุณสมบัติของวัตถุที่จำเป็นสำหรับงานเฉพาะเรียกว่าการแบ่งชั้นวัตถุ

ด้วยแนวทางของระบบในการสร้างแบบจำลอง สิ่งสำคัญคือต้องกำหนดโครงสร้างของระบบ ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นชุดของการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบของระบบที่สะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา

มีวิธีโครงสร้างและหน้าที่ในการสร้างแบบจำลอง

ด้วยวิธีโครงสร้างจะกำหนดองค์ประกอบขององค์ประกอบที่เลือกของระบบและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้น ชุดขององค์ประกอบและการเชื่อมต่อประกอบขึ้นเป็นโครงสร้างของระบบ โดยทั่วไป คำอธิบายทอพอโลยีใช้เพื่ออธิบายโครงสร้าง ซึ่งทำให้สามารถระบุส่วนประกอบของระบบและกำหนดการเชื่อมต่อโดยใช้กราฟได้

คำอธิบายการทำงานที่ใช้กันน้อยกว่าซึ่งพิจารณาแต่ละฟังก์ชัน - อัลกอริธึมสำหรับพฤติกรรมของระบบ ในกรณีนี้ มีการนำแนวทางการทำงานไปใช้ซึ่งกำหนดฟังก์ชันที่ดำเนินการโดยระบบ

ด้วยแนวทางแบบระบบ ลำดับการพัฒนาแบบจำลองที่แตกต่างกันสามารถทำได้โดยขึ้นอยู่กับขั้นตอนการออกแบบหลักสองขั้นตอน ได้แก่ การออกแบบมหภาคและการออกแบบระดับไมโคร ในขั้นตอนการออกแบบมหภาค จะมีการสร้างแบบจำลองของสภาพแวดล้อมภายนอก ระบุทรัพยากรและข้อจำกัด เลือกแบบจำลองระบบและเกณฑ์สำหรับการประเมินความเพียงพอ

ขั้นตอนการออกแบบระดับไมโครขึ้นอยู่กับประเภทของรุ่นที่เลือก ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างข้อมูล คณิตศาสตร์ เทคนิค หรือ ซอฟต์แวร์ระบบการสร้างแบบจำลอง เมื่อออกแบบไมโครขั้นพื้นฐาน ข้อกำหนดทางเทคนิคสร้างโมเดล ประมาณการเวลาที่ใช้ในการทำงานกับโมเดลและต้นทุนทรัพยากรเพื่อให้ได้คุณภาพที่ต้องการของโมเดล

เมื่อสร้างแบบจำลอง ไม่ว่าจะเป็นประเภทใดก็ตาม จำเป็นต้องปฏิบัติตามหลักการของแนวทางที่เป็นระบบ:

1. เคลื่อนผ่านขั้นตอนของการสร้างแบบจำลองอย่างต่อเนื่อง
2. ประสานงานข้อมูล ทรัพยากร ความน่าเชื่อถือ และคุณลักษณะอื่นๆ
3. เชื่อมโยงระดับการก่อสร้างแบบจำลองต่าง ๆ อย่างถูกต้อง
4. ยึดมั่นในความสมบูรณ์ของแต่ละขั้นตอนของการออกแบบแบบจำลอง

แบบจำลองข้อมูลแบบคงที่

ระบบใดๆ ก็ตามยังคงมีอยู่ในอวกาศและเวลา ณ จุดต่าง ๆ ของเวลา ระบบจะถูกกำหนดโดยสถานะซึ่งอธิบายองค์ประกอบขององค์ประกอบ ค่าของคุณสมบัติ ขนาดและลักษณะของปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบ ฯลฯ

ตัวอย่างเช่น สถานะของระบบสุริยะ ณ จุดใดจุดหนึ่งอธิบายได้จากองค์ประกอบของวัตถุที่อยู่ในนั้น (ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ฯลฯ) คุณสมบัติของมัน (ขนาด ตำแหน่งในอวกาศ ฯลฯ) ขนาดและธรรมชาติของปฏิกิริยาระหว่างกัน (แรงโน้มถ่วง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ)

แบบจำลองที่อธิบายสถานะของระบบ ณ จุดใดจุดหนึ่งเรียกว่าแบบจำลองข้อมูลคงที่

ตัวอย่างเช่น ในวิชาฟิสิกส์ แบบจำลองข้อมูลคงที่คือแบบจำลองที่อธิบาย กลไกง่ายๆในชีววิทยา - แบบจำลองโครงสร้างของพืชและสัตว์ในวิชาเคมี - แบบจำลองโครงสร้างของโมเลกุลและโครงตาข่ายคริสตัล ฯลฯ

โมเดลข้อมูลไดนามิก

ระบบสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา เช่น มีกระบวนการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาระบบ ตัวอย่างเช่น เมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนที่ ตำแหน่งของมันสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์และในหมู่พวกมันจะเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลง องค์ประกอบทางเคมีแสงแดด รังสี เป็นต้น

แบบจำลองที่อธิบายกระบวนการเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาระบบเรียกว่าแบบจำลองข้อมูลแบบไดนามิก

ตัวอย่างเช่น ในฟิสิกส์ แบบจำลองข้อมูลไดนามิกอธิบายการเคลื่อนไหวของร่างกาย ในวิชาเคมี - กระบวนการของปฏิกิริยาเคมี ในชีววิทยา - การพัฒนาของสิ่งมีชีวิตหรือสายพันธุ์สัตว์ เป็นต้น

การบรรยาย 4.2. วิธีการและเทคโนโลยีการสร้างแบบจำลอง

เป้าหมายการสร้างแบบจำลอง

ในวิทยาศาสตร์เกือบทั้งหมดเกี่ยวกับธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต เกี่ยวกับสังคม การสร้างและการใช้แบบจำลองเป็นเครื่องมืออันทรงพลังของความรู้ วัตถุและกระบวนการจริงอาจมีหลายแง่มุมและซับซ้อนมากจนวิธีที่ดีที่สุดในการศึกษามักจะเป็นการสร้างแบบจำลองที่สะท้อนเพียงบางแง่มุมของความเป็นจริง และดังนั้นจึงง่ายกว่าความเป็นจริงนี้หลายเท่า และศึกษาแบบจำลองนี้ก่อน แบบจำลองใช้ในการแก้ปัญหาทุกประเภท จากชุดนี้สามารถระบุวัตถุประสงค์หลักของการใช้แบบจำลองได้:

1) ทำความเข้าใจว่าวัตถุนั้นทำงานอย่างไร โครงสร้างของมันคืออะไร คุณสมบัติพื้นฐาน กฎแห่งการพัฒนา และการโต้ตอบกับโลกภายนอก ( ความเข้าใจ);

2) เรียนรู้การจัดการวัตถุ (หรือกระบวนการ) และตัดสินใจ วิธีที่ดีที่สุดการบริหารจัดการโดยมีเป้าหมายและเกณฑ์ที่กำหนด ( ควบคุม);

3) ทำนายผลกระทบทั้งทางตรงและทางอ้อมของการใช้วิธีการและรูปแบบของผลกระทบต่อวัตถุที่ระบุ ( การพยากรณ์).

คลาสสิค(หรืออุปนัย) เข้าใกล้การสร้างแบบจำลองพิจารณาระบบ โดยย้ายจากแบบเฉพาะไปสู่แบบทั่วไป และสังเคราะห์โดยการรวมส่วนประกอบที่พัฒนาแยกกัน แนวทางที่เป็นระบบเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนผ่านจากเรื่องทั่วไปไปสู่เรื่องเฉพาะอย่างต่อเนื่องโดยยึดหลักการพิจารณาเป็นเป้าหมาย ในขณะที่วัตถุโดดเด่นจากโลกโดยรอบ

เมื่อสร้างวัตถุใหม่ด้วย คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์มีการกำหนดเกณฑ์เพื่อกำหนดระดับประโยชน์ของคุณสมบัติผลลัพธ์ เนื่องจากวัตถุการสร้างแบบจำลองใดๆ เป็นระบบขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกัน แนวคิดของระบบจึงถูกนำมาใช้ ระบบเอส– มีชุดองค์ประกอบที่เชื่อมโยงถึงกันที่มีจุดประสงค์ในลักษณะใดก็ตาม สภาพแวดล้อมภายนอก E คือชุดขององค์ประกอบในลักษณะใดๆ ที่มีอยู่ภายนอกระบบซึ่งมีอิทธิพลต่อระบบหรือได้รับอิทธิพลจากระบบนั้น

ในการสร้างแบบจำลองระบบ ประการแรก วัตถุประสงค์ของการสร้างแบบจำลองได้รับการกำหนดไว้อย่างชัดเจน การสร้างแบบจำลองที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับต้นฉบับอย่างสมบูรณ์นั้นต้องใช้แรงงานสูงและมีราคาแพง ดังนั้นแบบจำลองจึงถูกสร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ

มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแนวทางของระบบในการกำหนด โครงสร้างระบบ- ชุดของการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบของระบบซึ่งสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา มีหลายวิธีในการศึกษาระบบและคุณสมบัติของระบบ ซึ่งรวมถึงโครงสร้างและฟังก์ชัน เมื่อจัดโครงสร้างองค์ประกอบขององค์ประกอบที่เลือกของระบบ S และการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้นจะถูกเปิดเผย ชุดองค์ประกอบและการเชื่อมต่อช่วยให้เราสามารถตัดสินคุณสมบัติของส่วนที่เลือกของระบบได้ ในแนวทางการทำงานจะพิจารณาฟังก์ชัน (อัลกอริทึม) ของพฤติกรรมของระบบและแต่ละฟังก์ชันจะอธิบายพฤติกรรมของคุณสมบัติหนึ่งภายใต้อิทธิพลภายนอก E. แนวทางนี้ไม่ต้องการความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของระบบและคำอธิบายประกอบด้วย ชุดของฟังก์ชั่นการตอบสนองต่ออิทธิพลภายนอก วิธีการสร้างแบบจำลองแบบคลาสสิกใช้วิธีการเชิงฟังก์ชัน ส่วนประกอบที่อธิบายพฤติกรรมของคุณสมบัติหนึ่งและไม่สะท้อนถึงองค์ประกอบที่แท้จริงขององค์ประกอบนั้น ได้รับการยอมรับว่าเป็นองค์ประกอบแบบจำลอง ส่วนประกอบต่างๆ ถูกแยกออกจากกัน ซึ่งไม่ได้สะท้อนถึงระบบที่กำลังสร้างแบบจำลองได้ดีนัก วิธีการสร้างแบบจำลองนี้ใช้ได้กับระบบธรรมดาเท่านั้นเพราะว่า ต้องรวมไว้ในฟังก์ชันที่อธิบายคุณสมบัติของระบบ ความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติที่อาจกำหนดไว้ไม่ดีหรือไม่ทราบ

เนื่องจากระบบที่กำลังสร้างแบบจำลองมีความซับซ้อนมากขึ้น เมื่อไม่สามารถคำนึงถึงอิทธิพลร่วมกันของคุณสมบัติทั้งหมดได้ จึงใช้วิธีการของระบบที่อิงตามแนวทางเชิงโครงสร้าง ในกรณีนี้ ระบบ S จะถูกแบ่งออกเป็นระบบย่อยจำนวนหนึ่ง S i ที่มีคุณสมบัติของตัวเอง ซึ่งง่ายต่อการอธิบายโดยการขึ้นต่อกันของฟังก์ชัน และการเชื่อมต่อระหว่างระบบย่อยจะถูกกำหนด ในกรณีนี้ ระบบจะทำงานตามคุณสมบัติของระบบย่อยแต่ละระบบและการเชื่อมต่อระหว่างระบบเหล่านั้น ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการอธิบายความสัมพันธ์ในการทำงานระหว่างคุณสมบัติของระบบ S ซึ่งทำให้แบบจำลองมีความยืดหยุ่นมากขึ้นเนื่องจาก การเปลี่ยนคุณสมบัติของระบบย่อยใดระบบหนึ่งจะเปลี่ยนคุณสมบัติของระบบโดยอัตโนมัติ

การบรรยาย 4.3. การจำแนกรุ่น

ขึ้นอยู่กับลักษณะของกระบวนการที่กำลังศึกษาในระบบ S และวัตถุประสงค์ของการสร้างแบบจำลอง มีแบบจำลองหลายประเภทและวิธีการจำแนกประเภทเหล่านั้น เช่น ตามวัตถุประสงค์การใช้งาน การมีอยู่ของอิทธิพลสุ่มที่เกี่ยวข้องกับเวลา ความเป็นไปได้ ของการนำไปปฏิบัติ ขอบเขตของการนำไปใช้ ฯลฯ

หัวข้อที่ 5 แนวทางแบบจำลอง

แบบอย่าง เป็นคำอธิบายเชิงนามธรรมของระบบ (วัตถุ กระบวนการ ปัญหา แนวคิด) ในรูปแบบบางอย่างที่แตกต่างไปจากรูปแบบการดำรงอยู่ที่แท้จริง

การสร้างแบบจำลองเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของหัวข้อการวิจัย - ระบบแนวคิดที่สะท้อนถึงลักษณะของวัตถุที่จำเป็นสำหรับการสร้างแบบจำลอง งานนี้ค่อนข้างซับซ้อนดังที่เห็นได้ การตีความที่แตกต่างกันในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค แนวคิดพื้นฐาน เช่น ระบบ แบบจำลอง การสร้างแบบจำลอง ความคลุมเครือดังกล่าวไม่ได้บ่งบอกถึงความเข้าใจผิดของคำศัพท์บางคำและความถูกต้องของคำศัพท์อื่น ๆ แต่สะท้อนถึงการพึ่งพาหัวข้อการวิจัย (การสร้างแบบจำลอง) ทั้งในวัตถุที่อยู่ระหว่างการพิจารณาและเป้าหมายของผู้วิจัย คุณลักษณะที่โดดเด่นของการสร้างแบบจำลองระบบที่ซับซ้อนคือความคล่องตัวและการใช้งานที่หลากหลาย มันกลายเป็นส่วนสำคัญของทุกสิ่ง วงจรชีวิตระบบ สิ่งนี้อธิบายได้เบื้องต้นโดยความสามารถในการผลิตของแบบจำลองที่ใช้งานบนพื้นฐานของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์: ความเร็วที่ค่อนข้างสูงในการรับผลการสร้างแบบจำลองและต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ

แนวทางการสร้างแบบจำลองระบบ

ปัจจุบัน ในการวิเคราะห์และการสังเคราะห์ระบบที่ซับซ้อน (ขนาดใหญ่) แนวทางระบบได้รับการพัฒนา ซึ่งแตกต่างจากแนวทางดั้งเดิม (หรืออุปนัย) อย่างหลังพิจารณาระบบโดยการย้ายจากระบบเฉพาะไปสู่ระบบทั่วไปและสังเคราะห์ (สร้าง) ระบบโดยการรวมส่วนประกอบต่างๆ ที่พัฒนาแยกกัน ในทางตรงกันข้าม แนวทางของระบบเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนผ่านจากแบบทั่วไปไปสู่แบบเฉพาะเจาะจงอย่างสม่ำเสมอ เมื่อเป้าหมายเป็นพื้นฐานของการพิจารณา และวัตถุที่กำลังศึกษาถูกแยกออกจากสิ่งแวดล้อม

ด้วยแนวทางที่เป็นระบบต่อระบบการสร้างแบบจำลอง ประการแรกจำเป็นต้องกำหนดวัตถุประสงค์ของการสร้างแบบจำลองให้ชัดเจน เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะจำลองระบบที่ใช้งานได้จริงอย่างสมบูรณ์ (ระบบดั้งเดิมหรือระบบแรก) แบบจำลอง (ระบบแบบจำลองหรือระบบที่สอง) จึงถูกสร้างขึ้นสำหรับปัญหาที่เกิดขึ้น ดังนั้น ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการสร้างแบบจำลอง เป้าหมายเกิดขึ้นจากงานการสร้างแบบจำลองที่จำเป็น ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าใกล้การเลือกเกณฑ์และประเมินองค์ประกอบที่จะรวมไว้ในแบบจำลองที่สร้างขึ้น ม- ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเกณฑ์ในการเลือกแต่ละองค์ประกอบในแบบจำลองที่สร้างขึ้น

เป็นสิ่งสำคัญสำหรับแนวทางของระบบในการกำหนดโครงสร้างของระบบ - ชุดของการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบของระบบซึ่งสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา โครงสร้างของระบบสามารถศึกษาได้จากภายนอกจากมุมมองขององค์ประกอบของระบบย่อยแต่ละระบบและความสัมพันธ์ระหว่างระบบย่อยนั้นรวมถึงจากภายในเมื่อมีการวิเคราะห์คุณสมบัติแต่ละอย่างที่ทำให้ระบบบรรลุเป้าหมายที่กำหนด คือเมื่อมีการศึกษาการทำงานของระบบ ด้วยเหตุนี้ จึงมีการสรุปแนวทางหลายประการเพื่อศึกษาโครงสร้างของระบบด้วยคุณสมบัติของระบบ ซึ่งประการแรกควรรวมถึงโครงสร้างและฟังก์ชันด้วย

ด้วยวิธีการเชิงโครงสร้าง องค์ประกอบขององค์ประกอบที่เลือกของระบบ S และการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้นจะถูกเปิดเผย ชุดขององค์ประกอบและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านี้ช่วยให้เราสามารถตัดสินโครงสร้างของระบบได้ ส่วนหลังขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการศึกษาสามารถอธิบายได้ใน ระดับที่แตกต่างกันการพิจารณา. ที่สุด คำอธิบายทั่วไปโครงสร้างเป็นคำอธิบายทอพอโลยีที่ช่วยให้คุณกำหนดได้มากที่สุด แนวคิดทั่วไปส่วนประกอบของระบบและจัดรูปแบบอย่างดีบนพื้นฐานของทฤษฎีกราฟ

คำอธิบายฟังก์ชันทั่วไปน้อยกว่า เมื่อพิจารณาแต่ละฟังก์ชัน เช่น อัลกอริธึมสำหรับพฤติกรรมของระบบและนำแนวทางการทำงานไปใช้ประเมินฟังก์ชันที่ระบบดำเนินการ และโดยฟังก์ชันหมายถึงคุณสมบัติที่นำไปสู่การบรรลุเป้าหมาย เนื่องจากฟังก์ชันแสดงคุณสมบัติและคุณสมบัติแสดงการโต้ตอบของระบบ สกับสภาพแวดล้อมภายนอก วจากนั้นคุณสมบัติสามารถแสดงในรูปแบบของคุณลักษณะบางอย่างขององค์ประกอบได้ ฉันและระบบย่อย จหรือระบบ สโดยทั่วไป.

หากคุณมีมาตรฐานในการเปรียบเทียบ คุณสามารถป้อนคุณลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพของระบบได้ สำหรับคุณลักษณะเชิงปริมาณ จะมีการป้อนตัวเลขที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างคุณลักษณะนี้กับมาตรฐาน พบคุณลักษณะเชิงคุณภาพของระบบ เช่น โดยใช้วิธีการประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญ

การแสดงฟังก์ชั่นของระบบเมื่อเวลาผ่านไป ส(ที) กล่าวคือ การทำงานของระบบ หมายถึง การเปลี่ยนผ่านของระบบจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง กล่าวคือ การเคลื่อนไหวในพื้นที่ของรัฐ ค- เมื่อใช้ระบบ สคุณภาพของการทำงานมีความสำคัญมาก โดยพิจารณาจากตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพและเป็นมูลค่าของเกณฑ์การประเมินประสิทธิภาพ มีแนวทางที่แตกต่างกันในการเลือกเกณฑ์การประเมินประสิทธิภาพ ระบบ สสามารถประเมินได้โดยชุดเกณฑ์เฉพาะหรือเกณฑ์อินทิกรัลทั่วไปบางเกณฑ์

ควรสังเกตว่ารูปแบบที่สร้างขึ้น มจากมุมมองของแนวทางระบบก็เป็นระบบเช่นกันนั่นคือ ส"= ส" (ม) และสามารถพิจารณาโดยสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมภายนอกได้ ว- แบบจำลองที่ง่ายที่สุดคือแบบจำลองที่รักษาความคล้ายคลึงกันโดยตรงของปรากฏการณ์ไว้ นอกจากนี้ยังใช้แบบจำลองซึ่งไม่มีการเปรียบเทียบโดยตรง แต่จะคงไว้เฉพาะกฎหมายและรูปแบบทั่วไปของพฤติกรรมขององค์ประกอบระบบเท่านั้น ส- ความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับความสัมพันธ์ทั้งภายในตัวแบบเอง มและการโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมภายนอก วส่วนใหญ่แล้วจะถูกกำหนดโดยระดับที่ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ระดับใด

กระบวนการสังเคราะห์แบบจำลอง มตามแนวทางระบบจะแสดงในรูปที่ 5.1

เมื่อทำการสร้างแบบจำลอง จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบบจำลองระบบมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยทั่วไปประสิทธิภาพจะถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างระหว่างตัวบ่งชี้มูลค่าของผลลัพธ์ที่ได้รับอันเป็นผลมาจากการใช้งานแบบจำลองและต้นทุนที่ลงทุนในการพัฒนาและการสร้างสรรค์

ไม่ว่าจะใช้รุ่นไหนก็ตาม มเมื่อสร้างมันจำเป็นต้องได้รับคำแนะนำจากหลักการหลายประการของแนวทางที่เป็นระบบ: 1) ความคืบหน้าตามสัดส่วนและสม่ำเสมอผ่านขั้นตอนและทิศทางของการสร้างแบบจำลอง; 2) การประสานงานของข้อมูล ทรัพยากร ความน่าเชื่อถือ และคุณลักษณะอื่น ๆ 3) ความสัมพันธ์ที่ถูกต้องระหว่างระดับลำดับชั้นส่วนบุคคลในระบบการสร้างแบบจำลอง 4) ความสมบูรณ์ของขั้นตอนการก่อสร้างแบบจำลองแต่ละขั้นตอนแยกกัน

แบบอย่าง มจะต้องเป็นไปตามวัตถุประสงค์ที่กำหนดไว้ในการสร้างสรรค์ ดังนั้น แต่ละส่วนจะต้องจัดเรียงร่วมกันโดยยึดตามงานระบบเดียว สามารถกำหนดเป้าหมายในเชิงคุณภาพจากนั้นก็จะมีเนื้อหามากขึ้นและสามารถสะท้อนถึงความสามารถตามวัตถุประสงค์ของระบบการสร้างแบบจำลองที่กำหนดได้เป็นเวลานาน เมื่อมีการกำหนดเป้าหมายในเชิงปริมาณ ฟังก์ชันเป้าหมายจะเกิดขึ้นซึ่งสะท้อนถึงปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีอิทธิพลต่อความสำเร็จของเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ

การสร้างแบบจำลองเป็นหนึ่งในปัญหาของระบบที่มีการสังเคราะห์โซลูชันโดยอาศัยข้อมูลเริ่มต้นจำนวนมาก ตามข้อเสนอจากทีมผู้เชี่ยวชาญขนาดใหญ่ การใช้แนวทางของระบบในเงื่อนไขเหล่านี้ไม่เพียงช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองของวัตถุจริงเท่านั้น แต่ยังใช้พื้นฐานของแบบจำลองนี้เพื่อเลือกจำนวนข้อมูลการควบคุมที่ต้องการในระบบจริง ประเมินตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ และด้วยเหตุนี้จึงขึ้นอยู่กับการสร้างแบบจำลอง ค้นหาตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการสร้างและโหมดการทำงานที่ให้ผลกำไรสูงสุดของระบบจริง ส.

วิธีการคลาสสิกในการสร้างแบบจำลอง- วิธีการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแต่ละส่วนของแบบจำลองเกี่ยวข้องกับการพิจารณาว่าสิ่งเหล่านี้เป็นการสะท้อนการเชื่อมโยงระหว่างระบบย่อยแต่ละระบบของวัตถุ วิธีการ (คลาสสิก) นี้สามารถนำไปใช้ในการสร้างแบบจำลองที่ค่อนข้างเรียบง่ายได้

ดังนั้น การพัฒนาโมเดล M ตามแนวทางแบบคลาสสิกหมายถึงการสรุปส่วนประกอบแต่ละส่วนให้เป็นแบบจำลองเดียว โดยแต่ละส่วนประกอบจะแก้ปัญหาของตัวเองและแยกออกจากส่วนอื่นๆ ของแบบจำลอง

ดังนั้น วิธีการแบบคลาสสิกจึงสามารถนำไปใช้ในการดำเนินการแบบจำลองที่ค่อนข้างง่าย ซึ่งเป็นไปได้ที่จะแยกและเป็นอิสระร่วมกัน พิจารณาแต่ละแง่มุมของการทำงานของวัตถุจริง

ลักษณะเด่นสองประการของแนวทางแบบคลาสสิกสามารถสังเกตได้:

มีการเคลื่อนไหวจากเฉพาะไปสู่ส่วนรวม

แนวทางที่เป็นระบบแบบจำลองที่สร้างขึ้นนั้นถูกสร้างขึ้นโดยการสรุปส่วนประกอบแต่ละส่วนและไม่คำนึงถึงการเกิดขึ้นของผลกระทบเชิงระบบใหม่

- นี่คือองค์ประกอบของหลักคำสอนของกฎทั่วไปของการพัฒนาธรรมชาติและเป็นหนึ่งในการแสดงออกของหลักคำสอนวิภาษวิธี

ด้วยแนวทางที่เป็นระบบต่อระบบการสร้างแบบจำลอง สิ่งสำคัญอันดับแรกคือต้องกำหนดวัตถุประสงค์ของการสร้างแบบจำลองให้ชัดเจน เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะจำลองระบบที่ใช้งานได้จริงอย่างสมบูรณ์ จึงมีการสร้างแบบจำลอง (ระบบแบบจำลองหรือระบบที่สอง) สำหรับปัญหาที่เกิดขึ้น ดังนั้นในส่วนที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการสร้างแบบจำลอง เป้าหมายเกิดขึ้นจากงานการสร้างแบบจำลองที่จำเป็น ซึ่งช่วยให้เราสามารถเข้าใกล้การเลือกเกณฑ์และประเมินองค์ประกอบที่จะรวมอยู่ในแบบจำลอง M ที่สร้างขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเกณฑ์สำหรับ การเลือกแต่ละองค์ประกอบให้เป็นแบบจำลองที่สร้างขึ้น

เป็นสิ่งสำคัญสำหรับแนวทางของระบบในการกำหนดโครงสร้างของระบบ - ชุดของการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบของระบบซึ่งสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา

แนวทางของระบบช่วยให้เราแก้ปัญหาในการสร้างระบบที่ซับซ้อนโดยคำนึงถึงปัจจัยและความเป็นไปได้ทั้งหมดตามสัดส่วนของความสำคัญในทุกขั้นตอนของการศึกษาระบบ S และการสร้างแบบจำลอง M

แนวทางของระบบหมายความว่าแต่ละระบบ S เป็นแบบรวมทั้งหมด แม้ว่าจะประกอบด้วยระบบย่อยที่แยกออกจากกันก็ตามดังนั้นพื้นฐานของแนวทางระบบคือการพิจารณาระบบโดยรวมและการพิจารณาระหว่างการพัฒนานี้เริ่มต้นด้วยสิ่งสำคัญ - การกำหนดวัตถุประสงค์ของการดำเนินงาน

ด้วยแนวทางเชิงโครงสร้างแต่ละฟังก์ชันได้รับการพิจารณา เช่น อัลกอริธึมสำหรับพฤติกรรมของระบบ และมีการใช้แนวทางการทำงานที่ประเมินฟังก์ชันที่ระบบดำเนินการ และฟังก์ชันถูกเข้าใจว่าเป็นคุณสมบัติที่นำไปสู่การบรรลุเป้าหมาย เนื่องจากฟังก์ชันสะท้อนถึงคุณสมบัติ และคุณสมบัติสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของระบบ S กับสภาพแวดล้อมภายนอก E คุณสมบัติจึงสามารถแสดงในรูปแบบของคุณลักษณะบางอย่างขององค์ประกอบ Si(j) และระบบย่อย Si - ระบบ หรือระบบ S โดยรวม

ขั้นตอนหลักของการประเมินระบบที่ซับซ้อน

ขั้นที่ 1การกำหนดวัตถุประสงค์ของการประเมิน ในการวิเคราะห์ระบบ เป้าหมายมีอยู่สองประเภท เป้าหมายเชิงคุณภาพคือเป้าหมาย ซึ่งความสำเร็จนั้นแสดงออกมาในระดับที่กำหนดหรือในระดับลำดับ เชิงปริมาณเป็นเป้าหมายซึ่งความสำเร็จนั้นแสดงออกมาเป็นระดับเชิงปริมาณ

ขั้นที่ 2การวัดคุณสมบัติของระบบที่ถือว่ามีความสำคัญสำหรับวัตถุประสงค์ในการประเมิน ในการดำเนินการนี้ จะต้องเลือกสเกลที่เหมาะสมสำหรับคุณสมบัติการวัด และคุณสมบัติที่ศึกษาทั้งหมดของระบบจะได้รับการกำหนดค่าที่แน่นอนบนสเกลเหล่านี้

ด่าน 3เหตุผลของการกำหนดลักษณะสำหรับเกณฑ์คุณภาพและเกณฑ์ประสิทธิภาพของระบบโดยพิจารณาจากคุณสมบัติที่วัดตามมาตราส่วนที่เลือก

ด่าน 4การประเมินจริง ระบบทั้งหมดที่อยู่ในการศึกษาซึ่งถือเป็นทางเลือก จะถูกเปรียบเทียบตามเกณฑ์ที่กำหนด และจะได้รับการจัดอันดับ เลือก และปรับให้เหมาะสม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการประเมิน