Классификация моделей

На форуме постоянно появляются темы с формулировкой "модель", но при этом пользователи не могут объяснить какая модель им необходима, что вызывает непонимание и раздражение как у обратившихся за помощью, так и у тех, кто пытается хоть как то помочь.

Это связано, во первых очередь с достаточно расплывчатой формулировкой понятия «модель», а во вторых с отсутствием знаний или нежеланием их получить у самих пользователей.

Если обратиться к всеми любимой Wikiedia (http://ru.wikipedia.org), то можно прочесть следующее:

Моде́ль (фр. modèle, от лат. modulus — «мера, аналог, образец») — некоторый материальный или мысленно представляемый объект или явление, являющийся упрощённой версией моделируемого объекта или явления (прототипа) и в достаточной степени повторяющий свойства, существенные для целей конкретного моделирования (опуская несущественные свойства, в которых он может отличаться от прототипа).

Модели обычно применяются для нужд познания (созерцания, анализа и синтеза) и конструирования. В качестве модели может выступать отображение, схема, копия, макет, изображение.

Моделью может быть серийный повторяемый проект, имеющий набор определённых, свойственных только данной модели параметров и характеристик. Это делается даже в одном ряду изделий (проектов). Модель решений может иметь несколько версий или вариантов, что является моделированием деятельности, проектирования, управления большими проектами и т. п.

Процесс создания модели называется моделированием. Любая мыслительная деятельность представляет собой оперирование моделями (образами). Модели бывают натурные, макеты, информационные, логические, образные, и т. п.

Достаточно подробно и доступно классификация моделей описана в книге: Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем (Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», М. , 1968, 356 стр.)

Не открою ни для кого тайн, все известно и доступно для ознакомления. Назначение данного материала - шпаргалка. Для того кто не знает - ознакомиться, а кто знает - вспомнить.

Признаки классификации моделей:

•  по области использования; 
• по фактору времени; 
• по отрасли знаний; 
• по форме представления;
• по признаку реализации и т. д.

Классификация моделей по области использования:

• Учебные модели – используются при обучении.
• Опытные – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик.
• Научно - технические - создаются для исследования процессов и явлений.
• Игровые – репетиция поведения объекта в различных условиях.
• Имитационные – отражение реальности в той или иной степени (это метод проб и ошибок).

Классификация моделей по фактору времени: 

• Статические – модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Примеры моделей: классификация животных…., строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об обследовании состояния зубов в школе и тд. 
• Динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.

Классификация моделей по отрасли знаний (отрасли деятельности человека):

• математические;
• биологические;
• химические;
• социальные;
• экономические;
• исторические и т. д.

Классификация моделей по форме представления: 

• Материальные – это предметные (физические) модели. Они всегда имеют реальное воплощение. Отражают внешнее свойство и внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала. Это экспериментальный метод познания окружающей среды. Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические и химические опыты. 
• Абстрактные (нематериальные) – не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация. Это теоретический метод познания окружающей среды.

По признаку реализации: 

• Мысленные  – формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа. Это модель сопутствует сознательной деятельности человека. 
• Вербальные – мысленные модели выраженные в разговорной форме. Используется для передачи мыслей. 
• Информационные – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойств этого объекта. 

Нас как правило интересуют информационные модели, по этому рассмотрим их классификацию подробнее.

Типы информационных моделей : 

• Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках). 
• Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня. 
• Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру. 

Информационные модели по степени формализации:  

• Образно-знаковые модели:

1. Геометрические (рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение).
2. Структурные (таблица, граф, схема, диаграмма).
3. Словесные (описание естественными языками).
4. Алгоритмические (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема).

• Знаковые модели:

1. Математические – представлены матем.формулами, отображающими связь параметров.
2. Специальные – представлены на спец. языках (ноты, хим.формулы).
3. Алгоритмические – программы.

Существуют и другие классификации моделей, приведу для примера еще одну.

Классификация моделей по различным классификационным признакам

1. Принадлежность к иерархическому уровню:

• Модели микроуровня.
• Модели макроуровня.
• Модели метауровня.

2. Характер взаимоотношения с внешней средой:

• Открытые (непрерывный обмен).
• Закрытые (слабая связь с внешней средой).

3. Характер отображаемых свойств объекта:

• Структурные.
• Функциональные.

4. Способ представления свойств объекта:

• Аналитические.
• Алгоритмические.
• Имитационные.

5. Способ получения модели:

• Теоретические.
• Эмперические.

6. Причинная обусловленность:

• Детерминированные.
• Вероятностные.

7. По отношению ко времени:

• Статические.
• Динамические.

8. По типу уравнений:

• Линейные.
• Нелинейные.

9. По множеству значений переменных:

• Непрерывные.
• Дискретные.
• Дискретно-непрерывные.

10. По назначению:

• Технические.
• Экономические.
• Социальные и т. д.

Заключение

В заключение могу высказать свое личное мнение, с которым каждый в праве не согласиться .

1. Модель, это не какая-то высокоинтеллектуальная и самоорганизующаяся система, а всего лишь инструмент для получения знаний. И как любой инструмент создается для выполнения определенной задачи и требует определенных знаний. Топор в руках плотника способен творить чудеса, а в неумелых руках превращается в опасный инструмент!
2. Не надо пытаться синтезировать универсальную и всеохватывающую модель. Моделируйте лишь те процессы (параметры, величины), которые вам необходимы. Всегда старайтесь выделить доминирующие признаки объекта. Чем меньше процессов, тем проще учесть взаимосвязи между ними.
3. При моделировании необходимо выполнять требования предъявляемые к моделям, в каждом конкретном случае необходимо пересматривать их приоритеты, но можно выделить основные: адекватность, универсальность и экономичность.