Комплексный системный анализ любой сложной системы практически невозможен без применения самых современных научно-технических достижений во всех областях науки и техники. Системный анализ и моделирование основных процессов при нынешнем развитии производительных сил особенно актуальны в "техносфере", когда из-за трудно предсказуемых вредных последствий негативных воздействий поставлено под сомнение само существование Земли и человека как биологического вида. Рассматриваемые в статье вопросы важны для поиска решений всех выявляемых проблем в системах, подвергающихся системному анализу.
Основные понятия моделирования в системном анализе
Исследование сложных систем с представлением их в приближенном виде в сознании исследователей, в математической (символьной или графической) форме или в виде иных материальных объектов называется в системном анализе моделированием.
В общем случае представление в приближенном виде или моделирование любой сложной системы предполагает следующие составляющие:
- Объект исследования (моделируемая составляющая);
- Проводящий процесс исследования и создатель моделей - человек-исследователь или "искусственный разум" (моделирующая составляющая);
- Сами созданные абстрактные и/или материальные модели систем.
Модель - абстрактная и/или материальная составляющая (объекта, системы, явления или процесса), созданная моделирующей составляющей в соответствии с образом моделируемой составляющей по определенным свойствам, основополагающим для поставленной цели исследования, применяемая как средство познания.
В соответствии с данным общим определением модели, математическая модель - средство исследования моделируемой составляющей и состоит из математических представлений, характеризующих исследуемую структуру.
Понятие процесса моделирования - теоретическое и/или практическое проведения проверок исследуемых структур на основе создания и изучения их моделей для описания или уточнения характеристик, а также формирования предложений по эффективным способам построения конструируемых или совершенствуемых моделируемых составляющих (объектов, систем, процессов, явлений).
Свойства модели и этапы моделирования
В любом проводимом исследовании не может принимать участие сама еще не спроектированная или уже действующая структура, а потому так важно при системном анализе построение полноценных моделей. В используемых моделях при изучении задействуется не оригинал моделируемой составляющей, а исследуется только либо искусственно созданная или другая естественная моделируемая составляющая (объект, система, явление или процесс), обладающая определенными свойствами:
- в наибольшем своем приближении полностью соответствует моделируемой составляющей;
- в определенные моменты исследования или в некоторых отношениях сама модель способна идеально замещать моделируемую составляющую;
- проводить непрерывный мониторинг и получать достоверные данные о моделируемой составляющей.
При этом, что важно - любая моделируемая составляющая (объект, система, явление, процесс) может иметь не одну модель, а целое множество для проведения любой комплексной проверки, определяемой целью исследования, необходимыми глубиной и точностью проверки моделируемой составляющей. Сам комплексный процесс моделирования включает определенные этапы:
- первоначальный анализ разрабатываемой или модернизируемой моделируемой составляющей для получения знаний о ней;
- описание исследуемой структуры и элементов, состояний и свойств, связей и отношений между ее элементами ("вербальное описание");
- математическое ("машинное) описание исследуемой структуры и элементов, состояний и свойств, связей и отношений между элементами с требуемой глубиной и эффективностью комплексного исследования;
- разработка и конструирование искусственно созданных или применение уже имеющихся естественных материальных моделей, аналогичных исследуемым структурам по анализируемым характеристикам.
Данные этапы тесно взаимосвязаны и образуют определенный цикл, при этом способны даже по отдельности эффективно приводить к полной проверке моделируемых составляющих (объект, система, явление, процесс) на выбранном уровне полноты и глубины исследования.
Необходимо сначала провести некоторое изучение исследуемой структуры (человеком или "машиной) для получения ее описания словами, а затем, в случае сложности исследования - стоит провести и этап формализации системы (машинное описание математическими символами и знаками).
Потом из полученных описаний (словесных, "машинных" или математических) повторить первоначальное осмысление проверяемой структуры, но уже более подробно и учитывая все детали. Затем, при необходимости полученные описания могут также корректироваться для получения в дальнейшем более совершенной модели.
Само создание материальных моделей может быть осуществлено непосредственно после окончания первоначального осмысления, но тогда могут получаться только "черновые" модели, в меньшей степени отражающие поведение исследуемых. На этапе разработки моделей могут проводиться эксперименты с созданными "черновыми" моделями, которые уточняют результаты первоначального анализа и выработке в результате более качественных описаний и конструирования еще совершеннее моделей, близких к идеальным.
По отношении к созданным моделям человек-исследователь и/или "искусственный разум экспериментаторы, но самому исследованию подвергаются не проверяемые структуры (объекты, системы, явления или процесса), а их модели.
Процесс комплексного системного анализа при создании или модернизации любых сложных систем в случае применения моделирования будет также представлять из себя определенный цикл (рисунок 1).
Рисунок 1. Процесс комплексного системного анализа в случае применения моделирования. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
