Виды моделирования
Моделирование – это изучение объектов познания на их моделях; построение и изучение упрощенных копий существующих объектов, явлений или процессов с целью получения объяснения этих явлений и предсказания явлений, которые интересуют ученых.
В настоящее время выделяют следующие виды моделирования:
- Компьютерное.
- Информационное.
- Математическое.
- Биологическое.
- Математико-картографическое.
- Молекулярное.
- Цифровое.
- Педагогическое.
- Логическое.
- Структурное.
- Статистическое.
- Физическое.
- Имитационное.
- Экономико-математическое.
- Эволюционное.
- Натурное.
- Графическое.
- Метамоделирование.
Эволюционное моделирование – это моделирование, при котором используются положения теории Дарвина для построения интеллектуальных систем.
История развития моделирования
Первыми моделями были символически условные модели - языковые знаки. Следующим этапом развития моделирования принято считать возникновение числовых обозначений. Первыми сведениями о результатах счета являются зарубки. Постепенное совершенствование методов счета привело к изображению чисел в виде цифр. Существует теория, что зарубки являются прототипом римских цифр. Дальнейшее развитие знаковых моделей связано с появлением письменности и математической символики. Самыми древними письменными текстами являются тексты, обнаруженные в Египте и на территории Вавилона, их возраст составляет более 4000 лет.
Существенное развитие моделирование получило в Древней Греции, в 5-3 веке до нашей эры. Здесь была создана модель Солнечной системы, Гиппократ в качестве модели человеческого глаза использовал глаз быка, а математик Евклид создал учение о геометрическом подобии. Первый шаг в развитии этого учения сделал Ньютон, сформулировав условия подобия механических явлений. Дальнейшее развитие учения о подобии шло путем определения частных условий подобия для явлений определенной физической природы:
- Работы Кулибина и Эйлера в области строительной механики.
- Работы Кирпичева в области упругости.
В 1909-1914 годах Релей, Жуковский и Букингем сформулировали теорему, которая позволяла устанавливать условия подобия для явлений любой физической природы. Параллельно шло развитие логического моделирования в знаковой форме, в первую очередь в математике. В конце 16 века Непер изобрел логарифмы. В конце 17 века Лейбниц и Ньютон создали дифференциальное исчисление. В это же время развиваются численные методы решения самых разных задач. Первыми вычислительными устройствами считаются счеты (15-16 век) и логарифмическая линейка (начало 17 века). Долгое время вычислительные устройства были исключительно механическими (счетно-решающие механизмы, арифмометры. Только в 30-х годах прошлого века начинают развиваться электрические аналоговые и цифровые вычислительные устройства. Первые обобщения двух направлений материального моделирования - физического моделирования и моделирования при помощи вычислительных устройств были сделаны Гутенмахером и Вениковым в 1949 году. Дальнейшее развитие данные обобщения получили у Тетельбаума - 1959 год, Сучилина - 1964 год и Алабужева - 1968 год. Философские концепции основных вопросов моделирования отражены Новиковым, Штофом и Уемовым.
Моделирование, как метод познания, использовалось человеком всегда, осознанно или интуитивно. Широко известны работы Моисеева по моделированию систем управления. Для проверки нового метода математического моделирования была создана математическая модель Синопского сражения - последнего сражения парусного флота. Моделирование на вычислительной машине показало, что Нахимов (главнокомандующий русского флота) действовал практически без ошибок. Он настолько грамотно расставил корабли и нанес первый удар, что единственное спасение турок заключалось в отступлении. Громоздкость и сложность технических объектов, которые могут изучаться методами моделирования, почти не ограничены. В последнее время, все крупные объекты исследовались методами моделирования - каналы, плотины, Братская и Красноярская гидроэлектростанции, образцы военных систем, системы дальних электропередач и т. п.
