Моделирование и формализация

В процессе познания окружающего мира человек пользуется различными методами изучения интересующих его предметов и явлений. Одним из таких широко используемых методов является моделирование.

Этот метод состоит в том, что строится модель изучаемого предмета или явления – это объект другой природы, который обладает теми же свойствами, что и изучаемые предмет или явление. Изучаемые предмет или явление могут быть достаточно сложными, а при моделировании их моделью может служить значительно более простой объект в зависимости от рассматриваемых вопросов.

Например, игрушечный самолет является моделью настоящего самолета, так как дает представление ребенку о внешнем виде самолета, хотя и не летает. Бумажный самолетик служит моделью самолета, хотя и не похож на него внешне, так как дает представление о возможности полета тел тяжелее воздуха. Тренажер, на котором обучают управлению самолетом будущих пилотов, также является моделью самолета, так как имитирует работу всех его устройств, хотя внешне совсем не похож на самолет и не летает.

Моделью системы трубопроводов для перекачки нефти, газа, воды может служить, например, соответствующая система электрических проводников с протекающими в ней токами.

Во всех приведенных примерах моделью изучаемого предмета или явления служит некоторый другой предмет. Такой класс моделей называют предметными моделями.

Существуют еще так называемые знаковые модели. Это модели, которые строят с помощью некоторой системы знаков и формальных правил, позволяющих из этих знаков образовывать определенные структуры и преобразовывать их. То есть эти модели описывают с помощью формализованных языков.

Примером таких моделей могут служить математические модели. Например,
математической моделью равноускоренного движения с начальной скоростью и ускорением a может служить уравнение зависимости пройденного пути S от времени t: .

С появлением и развитием вычислительной техники очень широкое применение получили информационные модели. Это знаковые модели, реализованные на компьютере.

Простейшие информационные модели имеют табличную, иерархическую или сетевую структуру. Модель табличной структуры позволяет по значениям параметров изучаемого явления найти в таблице значение искомой величины. Структура иерархической модели напоминает по своему строению файловую структуру информации на диске. Значение одного параметра изучаемого явления позволяет получить доступ к выбору значения следующего параметра. Продвижение по дереву значений параметров приводит к значению искомой величины. В моделях сетевой структуры между параметрами изучаемого явления устанавливаются связи, то есть образуется сеть. Значения исходных параметров позволяет выбрать в сети путь, приводящий к значению искомой величины.

В действительности информационные модели имеют значительно более сложное строение. А использование мультимедийных возможностей современных компьютеров позволяет создавать информационные модели, создающие полную иллюзию работы с реальным объектом или явлением.