Modelimi si metodë kërkimore bazohet në parimin. Modeli dhe metoda e modelimit në kërkimin shkencor
Model - paraqitje e formalizuar e një objekti, procesi a dukurie reale, e shprehur me mjete të ndryshme: raport matematikor, numra, tekste, grafikë, vizatime, përshkrim verbal, objekt material. Modeli duhet të pasqyrojë tiparet thelbësore të objektit, fenomenit ose procesit në studim.
Modelimiështë një metodë e njohjes, që konsiston në krijimin dhe studimin e modeleve.
Qëllimet e simulimit:
1. Të kuptojë thelbin e objektit në studim;
2. Mësoni të menaxhoni objektin dhe përcaktoni mënyrat më të mira menaxhimi;
3. Parashikoni direkt ose pasojat indirekte;
4. Zgjidh problemet e aplikuara.
2. Klasifikimi dhe format e paraqitjes së modeleve
Në varësi të detyrës, mënyra e krijimit të modelit dhe fusha lëndore Ka shumë lloje modelesh:
· Sipas zonës së përdorimit caktoni modele trajnimi, eksperimentale, lojërash, simulimesh, kërkimore.
· Sipas faktorit kohë dallojnë modelet statike dhe dinamike.
· Sipas formës së paraqitjes modelet janë matematikore, gjeometrike, verbale, logjike, të veçanta (shënime, formulat kimike dhe kështu me radhë.).
· Me anë të prezantimit modelet ndahen në informative (jo materiale, abstrakte) dhe materiale. Modelet e informacionit, nga ana tjetër, ndahen në shenjë dhe verbale, shenjë - në kompjuter dhe jo kompjuter.
model informacioniështë një grup informacioni që karakterizon vetitë dhe gjendjen e një objekti, procesi ose fenomeni.
modeli verbal- model informacioni në formë mendore ose bisedore.
modeli ikonë- një model informacioni i shprehur me shenja të veçanta, domethënë me anë të ndonjë gjuhe formale.
Modeli matematik- një sistem marrëdhëniesh matematikore që përshkruajnë një proces ose fenomen.
model kompjuterik- modeli matematik i shprehur me anë të mjedisit softuerik.
Modele me eksperiencë – këto janë kopje të reduktuara ose të zmadhuara të objektit të projektuar. Ato quhen gjithashtu në shkallë të plotë dhe përdoren për të studiuar objektin dhe për të parashikuar karakteristikat e tij të ardhshme.
Modelet shkencore dhe teknike janë krijuar për të studiuar proceset dhe fenomenet.
Modelet e simulimit jo vetëm që pasqyrojnë realitetin me shkallë të ndryshme saktësie, por e imitojnë atë. Eksperimenti ose përsëritet shumë herë për të studiuar dhe vlerësuar pasojat e çdo veprimi në situatën reale, ose kryhet njëkohësisht me shumë të tjera. objekte të ngjashme, por të vendosura në kushte të ndryshme. Metoda e ngjashme e përzgjedhjes vendim të drejtë thirrur me provë dhe gabim.
Modeli statik – është si një pjesë e informacionit një herë mbi objektin.
Modeli dinamik ju lejon të shihni se si një objekt ndryshon me kalimin e kohës.
Siç shihet nga shembujt, është e mundur të studiohet i njëjti objekt duke përdorur modele statike dhe dinamike.
Modelet materiale mund të quhen ndryshe subjekt, fizik. Ata riprodhojnë vetitë gjeometrike dhe fizike të origjinalit dhe gjithmonë kanë një mishërim të vërtetë.
Modelet e informacionit nuk mund të preken ose shihen me sytë e tyre, ato nuk kanë një mishërim material, sepse ato janë ndërtuar vetëm mbi informacionin. Kjo metodë modelimi bazohet në një qasje informative për studimin e realitetit përreth.
parathënie ................................................ ...................................................... ... 5
1...... MODELET PËR ZGJIDHJEN E PROBLEMEVE FUNKSIONALE DHE LLOGARIKËS 3
1.1... Modelimi si metodë e njohjes. 3
1.2... Klasifikimi i modeleve. 6
1.3... Simulimi kompjuterik. 8
1.4... Modelet e informacionit. 9
1.5... Shembuj të modeleve të informacionit. 10
1.6... Bazat e të dhënave. njëmbëdhjetë
1.7... Inteligjenca artificiale. 13
1.8... Pyetje dhe teste për vetëkontroll. 14
2...... MODELIMI DHE VENDIMMARRJA E MENAXHIMIT 16
2.1... Miratimi dhe zbatimi i vendimeve menaxheriale. 16
2.2... Procesi i simulimit. 16
2.3... Roli i menaxherit në modelim. 17
2.4... Fazat e modelimit gjatë marrjes së vendimeve menaxheriale. 20
3...... MJETET E ANALIZËS ÇKA-NËSE. 21
3.1... Informacion i pergjithshem për mjetet e analizës. 21
3.2... Përdorimi i skripteve për të analizuar disa variabla të ndryshëm 21
3.2.1 Informacion i përgjithshëm rreth skenarëve. 21
3.2.2 Krijimi i një skenari. 22
3.2.3 Shikimi i skenarit. 23
3.2.4 Krijimi i një raporti përfundimtar mbi skenarët. 23
3.3... Përdorimi i mjetit të përzgjedhjes së parametrave për të gjetur mënyra për të marrë rezultatin e dëshiruar. 24
3.4... Përdorimi i tabelave të të dhënave për të studiuar efektin e një ose dy ndryshoreve në një formulë. 24
3.4.1 Informacion i përgjithshëm në lidhje me tabelat e të dhënave. 24
3.4.2 Tabelat e të dhënave me një variabël. 26
3.4.3 Krijimi i një tabele të dhënash me dy variabla. 27
3.5... Përgatitja e parashikimeve dhe modeleve komplekse të biznesit. 28
4...... FORMULARI I PROBLEMIT TË OPTIMIZIMIT DHE PËRDORIMI I SHTESËS “KËRKIMI I ZGJIDHJEVE”. 29
4.1... Një shembull i një llogaritjeje duke përdorur "Kërko një zgjidhje". 29
4.2... Formalizimi i modeleve të programimit linear. tridhjetë
4.3... Paraqitja e një modeli programimi linear në tabelat 35
4.4... Përdorimi i shtesës Solver. 36
4.5... Një metodë grafike për zgjidhjen e një problemi të programimit linear me dy ndryshore. 39
5...... PËRAFRIMI I TË DHËNAVE EKSPERIMENTALE.. 40
5.1... Bazat teorike.. 40
5.2... Regresioni linear. 44
5.3... Shembuj të përdorimit të funksioneve LINEST dhe TREND.. 46
5.3.1 Funksioni TREND.. 46
5.3.2 E thjeshtë regresionit linear. 48
5.3.3 Regresioni linear i shumëfishtë. 49
6...... MODELET E PROBABILITETIT.. 51
6.1... Modelet e vendimmarrjes në kushtet e sigurisë, rrezikut dhe pasigurisë 51
6.2... Modelimi i një kioske. 52
7...... MODELIMI I SIMULIMIT. 56
7.1 ... Koncepti i simulimit. 56
7.2 ... Modelimi simulues në shembullin e një kioske. 58
8...... KONCEPTET THEMELORE TË BAZAVE TË TË DHËNAVE.. 62
8.1... Detyrat e zgjidhura me ndihmën e bazave të të dhënave. 62
8.2... Klasifikimi DB.. 64
8.3... Modeli i të dhënave relacionale. 65
8.4... Karakteristikat e fushës së bazës së të dhënave. 67
8.5... Llojet e të dhënave. 68
8.6... Siguria dhe objektet e bazës së të dhënave. 69
8.7... Pyetje dhe teste për vetëkontroll. 72
9...... MODELET E PROCESIT TË BIZNESIT. METODOLOGJIA IDEF. 73
9.1... Koncepti i një procesi biznesi. 74
9.2 ... Koncepti i standardit të modelimit të procesit të biznesit IDEF. 75
9.3... Modelimi i proceseve të biznesit me shënime IDEF0 në Visio. 78
9.3.1 Krijimi i një diagrami të procesit të biznesit. 78
PËRFUNDIM. 88
REFERENCAT.. 90
MODELET PËR ZGJIDHJEN E PROBLEMEVE FUNKSIONALE DHE LLOGARITES
Modelimi si metodë e njohjes
NË Jeta e përditshme, në prodhim, në kërkime, inxhinieri apo ndonjë veprimtari tjetër, njeriu ballafaqohet vazhdimisht me zgjidhjen e problemeve. Të gjitha detyrat sipas qëllimit të tyre mund të ndahen në dy kategori: informatikë detyrat qëllimi i të cilave është përcaktimi i një sasie të caktuar dhe funksionale detyrat e krijuara për të krijuar një aparat të caktuar që kryen veprime të caktuara- funksione.
Për shembull, projektimi i një ndërtese të re kërkon zgjidhjen e problemit të llogaritjes së forcës së themelit të saj, strukturave mbështetëse, llogaritjes së kostove financiare të ndërtimit, përcaktimit të numrit optimal të punonjësve, etj. Për të rritur produktivitetin e ndërtuesve janë krijuar shumë makina funksionale (janë zgjidhur detyra funksionale), si ekskavator, buldozer, vinç etj.
Kompjuterët e gjeneratës së parë dhe të dytë u përdorën kryesisht për zgjidhjen e problemeve llogaritëse: kryerjen e llogaritjeve inxhinierike, shkencore dhe financiare. Duke filluar nga gjenerata e tretë, fusha e aplikimit të kompjuterëve përfshin edhe zgjidhjen e problemeve funksionale: kjo është mirëmbajtja, menaxhimi dhe dizajnimi i bazës së të dhënave. Një kompjuter modern mund të përdoret për të zgjidhur pothuajse çdo problem.
Aktiviteti njerëzor dhe në veçanti zgjidhja e problemeve janë të lidhura pazgjidhshmërisht me ndërtimin, studimin dhe përdorimin e modeleve të objekteve, proceseve dhe dukurive të ndryshme. Në veprimtarinë e tij - në sferën praktike, artistike, shkencore - një person gjithmonë krijon një kast të caktuar, një zëvendësues për objektin, procesin ose fenomenin me të cilin duhet të merret. Mund të jetë një fotografi, një vizatim, një skulpturë, një plan urbanistik, një formulë matematikore, përshkrim verbal dhe etj.
Objekt(nga lat. objektum - subjekt) quhet çdo gjë që i kundërvihet subjektit në veprimtarinë e tij praktike dhe njohëse, gjithçka që synon kjo veprimtari. Objektet kuptohen si objekte dhe dukuri, si të arritshme ashtu edhe të paarritshme për perceptimin ndijor të njeriut, por që kanë një efekt të dukshëm në objekte të tjera (për shembull, graviteti, infratingulli ose valët elektromagnetike). Realiteti objektiv, i cili ekziston në mënyrë të pavarur nga ne, është një objekt për një person në çdo aktivitet të tij dhe ndërvepron me të. Prandaj, një objekt duhet të konsiderohet gjithmonë në ndërveprim me objektet e tjera, duke marrë parasysh ndikimin e tyre të ndërsjellë.
Aktiviteti njerëzor zakonisht shkon në dy drejtime: studim vetitë e objektit për qëllimin e përdorimit (ose neutralizimit të tyre); Krijim objekte të reja me veçoritë e dobishme. Drejtimi i parë ka të bëjë me kërkimin shkencor dhe ka një rol të madh në zhvillimin e tyre. hipoteza, d.m.th. parashikimi i vetive të një objekti me njohuri të pamjaftueshme për të. Drejtimi i dytë lidhet me projektimin inxhinierik. Ku rol i rendesishem luan koncept analogjitë– një gjykim për çdo ngjashmëri midis një objekti të njohur dhe një objekti të projektuar. Analogjia mund të jetë e plotë ose e pjesshme. Ky koncept është relativ dhe përcaktohet nga niveli i abstraksionit dhe qëllimi i ndërtimit të një analogjie.
Model(nga latinishtja modulus - mostër) i çdo objekti, procesi ose dukurie quhet zëvendësues (imazh, analog, përfaqësues) i përdorur si origjinal. Modeli na jep një paraqitje të një objekti ose fenomeni real në një formë të ndryshme nga forma e ekzistencës së tij reale. Për shembull, në një bisedë ne zëvendësojmë objektet reale me emrat e tyre, fjalët. Dhe nga emri zëvendësues në këtë rast kërkohet gjëja më themelore - të caktohet objekti i nevojshëm. Kështu, që nga fëmijëria përballemi me konceptin e "modelit" (modeli i parë në jetën tonë është një thithka).
Modeli është një mjet i fuqishëm i njohurive. Krijimi i modeleve përdoret kur objekti në studim është ose shumë i madh (model sistem diellor), ose shumë i vogël (modeli i atomit), kur procesi është shumë i shpejtë (modeli i motorit djegia e brendshme) ose shumë ngadalë (modelet gjeologjike), studimi i objektit mund të çojë në shkatërrimin e tij (granatë stërvitore) ose krijimi i një modeli është shumë i kushtueshëm (modeli arkitektonik i qytetit), etj.
Çdo objekt ka nje numer i madh i veti të ndryshme. Në procesin e ndërtimit të një modeli, më kryesorja domethënëse, vetitë, ato që i interesojnë studiuesit. Ky është tipari kryesor dhe qëllimi kryesor i modeleve. Kështu, nën model kuptohet një objekt që zëvendëson objektin real në studim me ruajtjen e vetive më thelbësore të tij.
Nuk ka model të thjeshtë, "model" është një term që kërkon një fjalë ose frazë cilësore, për shembull: një model i një atomi, një model i Universit. Në një farë kuptimi, një foto e një artisti ose një shfaqje teatrale mund të konsiderohet një model (këto janë modele që pasqyrojnë një ose një anë tjetër të botës shpirtërore njerëzore).
Studimi i objekteve, proceseve ose dukurive duke ndërtuar dhe studiuar modelet e tyre për të përcaktuar ose përmirësuar karakteristikat e origjinalit quhet modelimi. Simulimi mund të përkufizohet si paraqitje e një objekti nga një model për të marrë informacion rreth këtij objekti duke eksperimentuar me modelin e tij. Teoria e zëvendësimit të objekteve origjinale me një objekt model quhet teoria e modelimit. E gjithë shumëllojshmëria e metodave të modelimit të konsideruara nga teoria e modelimit mund të ndahet në dy grupe: analitike dhe simuluese modelimi.
Modelimi analitik konsiston në ndërtimin e një modeli të bazuar në përshkrimin e sjelljes së një objekti ose sistemi të objekteve në formën e shprehjeve analitike - formulave. Me një modelim të tillë, një objekt përshkruhet nga një sistem ekuacionesh algjebrike ose diferenciale lineare ose jolineare, zgjidhja e të cilave mund të japë një ide për vetitë e objektit. Në modelin analitik të përftuar zbatohen metoda numerike analitike ose të përafërta, duke marrë parasysh llojin dhe kompleksitetin e formulave. Zbatimi i metodave numerike zakonisht i caktohet makinat informatike me fuqi të madhe llogaritëse. Megjithatë, aplikimi i modelimit analitik është i kufizuar nga kompleksiteti i marrjes dhe analizimit të shprehjeve për sisteme të mëdha.
Modelimi simulues përfshin ndërtimin e një modeli me karakteristika që janë adekuate me origjinalin, bazuar në cilindo nga parimet e tij fizike ose të informacionit. Kjo do të thotë se ndikimet e jashtme në model dhe objekt shkaktojnë ndryshime identike në vetitë e origjinalit dhe modelit. Me një modelim të tillë, nuk ekziston një model i përgjithshëm analitik i dimensioneve të mëdha, dhe objekti përfaqësohet nga një sistem i përbërë nga elementë që ndërveprojnë me njëri-tjetrin dhe me botën e jashtme. Duke vendosur ndikime të jashtme, është e mundur të merren karakteristikat e sistemit dhe të analizohen ato. NË Kohët e fundit Modelimi i simulimit shoqërohet gjithnjë e më shumë me modelimin e objekteve në një kompjuter, gjë që ju lejon të eksploroni në mënyrë interaktive modele të objekteve të një larmie të gjerë të natyrës.
Nëse rezultatet e simulimit konfirmohen dhe mund të shërbejnë si bazë për parashikimin e sjelljes së objekteve në studim, atëherë modeli thuhet se është adekuate Objekt. Shkalla e përshtatshmërisë varet nga qëllimi dhe kriteret e modelimit.
Qëllimet kryesore të modelimit:
7. Kuptoni se si funksionon objekt specifik, cila është struktura e tij, vetitë themelore, ligjet e zhvillimit dhe ndërveprimit me botën e jashtme (kuptimi).
8. Mësoni të menaxhoni një objekt (proces) dhe përcaktoni mënyrat më të mira për të menaxhuar kur vendos qellimet dhe kriteret (menaxhimi).
9. Parashikoni pasojat direkte dhe indirekte të zbatimit të metodave dhe formave të specifikuara të ndikimit në objekt (parashikimi).
Pothuajse çdo objekt modelues mund të përfaqësohet nga një grup elementesh dhe marrëdhëniesh ndërmjet tyre, d.m.th. të jetë një sistem që ndërvepron me mjedisin e jashtëm. Sistemi(nga greqishtja. sistem - e tëra) është një grup i qëllimshëm elementësh të ndërlidhur të çdo natyre. Mjedisi i jashtëm është një grup elementesh të çdo natyre që ekzistojnë jashtë sistemit që ndikojnë në sistemin ose janë nën ndikimin e tij. Në qasje sistemore për modelimin, para së gjithash, qëllimi i modelimit është i përcaktuar qartë. Krijimi i një modeli të një analogu të plotë të origjinalit është një detyrë e mundimshme dhe e shtrenjtë, kështu që modeli është krijuar për një qëllim specifik.
Edhe një herë, vërejmë se çdo model nuk është një kopje e objektit, por pasqyron vetëm veçoritë dhe vetitë më të rëndësishme, thelbësore, duke neglizhuar pjesën tjetër të karakteristikave të objektit, të cilat janë të parëndësishme brenda kuadrit të detyrës. Për shembull, një model i një personi në biologji mund të jetë një sistem që përpiqet për vetë-ruajtje; në kimi, një objekt që përbëhet nga substancave të ndryshme; në mekanikë, një pikë me masë. Një dhe i njëjti objekt real mund të përshkruhet nga modele të ndryshme (në aspekte të ndryshme dhe për qëllime të ndryshme). Dhe i njëjti model mund të konsiderohet si një model i objekteve reale krejtësisht të ndryshme (nga një kokërr rërë në një planet).
Asnjë model nuk mund ta zëvendësojë plotësisht vetë objektin. Por kur vendoset detyra specifike Kur ne jemi të interesuar për veçori të caktuara të objektit në studim, modeli rezulton të jetë një mjet i dobishëm, i thjeshtë dhe ndonjëherë i vetmi mjet kërkimor.
Klasifikimi i modelit
Në varësi të natyrës së proceseve të studiuara në sistem dhe qëllimit të modelimit, ekzistojnë shumë lloje modelesh dhe mënyra për t'i klasifikuar ato, për shembull, sipas qëllimit të përdorimit, pranisë së efekteve të rastësishme, lidhjes me kohën, mundësia e zbatimit, fushëveprimi, etj. (Tabela 13).
Tabela 13
Klasifikimi i llojeve të modeleve
Sipas metodës së pasqyrimit të vetive të objektit (nëse është e mundur), modelet klasifikohen në subjekt(reale, materiale) dhe abstrakte(mendore, informative - në kuptimi i gjerë). NË kuptimi i ngushtë informacioni kuptohet si modele abstrakte që zbatojnë proceset e informacionit (shfaqja, transmetimi, përpunimi dhe përdorimi i informacionit) në një kompjuter.
Modelet e lëndëve përfaqësohen nga objekte reale që riprodhojnë vetitë gjeometrike, fizike dhe të tjera të sistemeve të simuluara në formë materiale (glob, manekin, model, bedel, kornizë, etj.). Modelet reale ndahen në shkallë të plotë (kryerja e një studimi mbi një objekt real dhe përpunimi i mëvonshëm i rezultateve të eksperimentit duke përdorur teorinë e ngjashmërisë) dhe fizike (kryerja e një studimi mbi instalimet me procese të ngjashme me ato në studim që ruajnë natyrën. të fenomenit dhe kanë një ngjashmëri fizike).
Modelet abstrakte bëjnë të mundur paraqitjen e sistemeve që është e vështirë ose e pamundur të modelohen në realitet, në formë figurative ose simbolike. Modelet figurative ose vizuale (vizatimet, fotografitë) janë imazhe vizuale vizuale të fiksuara në një bartës material informacioni (letër, film). Modelet e shenjave ose simboleve përfaqësojnë vetitë dhe marrëdhëniet kryesore të objektit të modeluar duke përdorur gjuhë të ndryshme (sisteme të shenjave), për shembull, harta gjeografike. Modelet verbale - tekstuale - përdorin mjete për të përshkruar objektet gjuha natyrore. Për shembull, rregullat e trafikut, udhëzimet për pajisjen.
Modelet matematikore janë një klasë e gjerë modelesh simbolike që përdorin metoda matematikore të përfaqësimit (formula, varësi) dhe marrjen e karakteristikave të studiuara të një objekti real. Le të emërtojmë disa lloje modelesh matematikore. përshkruese(përshkrues) - tregoni gjendjen aktuale të punëve, pa mundësinë e ndikimit në objektin e simuluar. Optimizimi- bëjnë të mundur zgjedhjen e parametrave të kontrollit. Lojëra– studimi i metodave të vendimmarrjes në kushtet e informacionit jo të plotë. simulimi- imitoni procesin real.
Sipas qëllimit të përdorimit, modelet ndahen në eksperiment shkencor, në të cilin studimi i modelit kryhet duke përdorur mjete të ndryshme për marrjen e të dhënave për objektin, mundësinë e ndikimit në rrjedhën e procesit për të marrë të dhëna të reja për objektin ose fenomenin; testimi gjithëpërfshirës dhe eksperimenti i prodhimit, duke përdorur një test në shkallë të plotë të një objekti fizik për të marrë besueshmëri të lartë në lidhje me karakteristikat e tij; optimizimi lidhur me gjetjen e treguesve optimalë të sistemit (për shembull, gjetja e kostos minimale ose përcaktimi i fitimit maksimal).
Sipas pranisë së ndikimeve të rastësishme në sistem, modelet ndahen në përcaktuese(nuk ka efekte të rastësishme në sisteme) dhe stokastike(ka ndikime probabiliste në sisteme). Të njëjtat modele klasifikohen nga disa autorë sipas metodës së vlerësimit të parametrave të sistemit: në sistemet deterministe, parametrat e modelit vlerësohen nga një tregues për vlerat specifike të të dhënave të tyre fillestare; në sistemet stokastike, prania e karakteristikave probabilistike të të dhënave fillestare bën të mundur vlerësimin e parametrave të sistemit nga disa tregues.
Në lidhje me kohën, modelet ndahen në statike duke përshkruar sistemin në një moment të caktuar koha, dhe dinamike, duke marrë parasysh sjelljen e sistemit në kohë. Nga ana tjetër, modelet dinamike ndahen në diskrete, në të cilën të gjitha ngjarjet ndodhin në intervale kohore, dhe të vazhdueshme ku të gjitha ngjarjet ndodhin vazhdimisht në kohë.
Sipas fushës së aplikimit, modelet ndahen në universale, i destinuar për përdorim nga shumë sisteme, dhe e specializuar krijuar për të studiuar një sistem të caktuar.
Modelimi kompjuterik
Informatika lidhet më drejtpërdrejt me informacionin dhe modelet matematikore, pasi ato janë baza për përdorimin e kompjuterit në zgjidhjen e problemeve të natyrave të ndryshme. Skema e përgjithësuar e simulimit kompjuterik mund të paraqitet si më poshtë (Fig. 8.1).
Oriz. 8.1. Skema e simulimit kompjuterik
Fazat kryesore të zgjidhjes së problemeve kompjuterike do të konsiderohen në detaje gjatë studimit të seksionit "Bazat e Algorithmizimit".
Modelet e Informacionit
Në shumë raste, modelet e informacionit bazohen në modele matematikore, pasi gjatë zgjidhjes së problemeve, modeli matematik i objektit, procesit ose fenomenit në studim shndërrohet në mënyrë të pashmangshme në një model informacioni për zbatimin e tij në një kompjuter. Le të përcaktojmë konceptet bazë të modelit të informacionit.
Objekti informacioniështë një përshkrim i një objekti, procesi ose fenomeni real në formën e një grupi karakteristikash të tij ( elementet e informacionit), thirri detajet. Formohet një objekt informacioni i një strukture të caktuar (përbërja mbështetëse). lloji (klasa), të cilit i caktohet një unik Emri. Një objekt informacioni me karakteristika specifike quhet shembull. Çdo shembull identifikohet nga një punë atribut kyç (çelës). Të njëjtat detaje në objekte të ndryshme informacioni mund të jenë kyçe dhe përshkruese. Një objekt informacioni mund të ketë çelësa të shumtë.
Shembull . Objekti i informacionit STUDENT ka përbërjen e nevojshme: numri(numri i librit të rekordeve është një atribut kryesor), mbiemri, emri, patronimi, data e lindjes, kodi i vendit të studimit. Objekti i informacionit DOSJE PERSONALE: numri i studentit, adresa e shtëpisë, numri i certifikatës së arsimit të mesëm, Statusi familjar, femije. Objekti i informacionit VENDI I TRAJNIMIT përfshin detajet e mëposhtme: kodi (kushtet kryesore), emri i universitetit, fakultetit, grupit. Objekti i informacionit MËSUES: kodi (atributi kryesor), departamenti, mbiemri, emri, patronimi, grada akademike, titull akademik, titulli i punës.
Marrëdhënia, që ekzistojnë ndërmjet objekteve reale, përkufizohen në modelet e informacionit si lidhjet. Ekzistojnë tre lloje marrëdhëniesh: një me një (1:1), një me shumë (1:M) dhe shumë me shumë (M:M).
Lidhje nje pas nje specifikon që një shembull i objektit të informacionit X korrespondon me jo më shumë se një shembull të objektit informacioni Y dhe anasjelltas.
Shembull . Objektet e të dhënave STUDENT dhe DOSJE PERSONALE do të lidhen në një marrëdhënie një-me-një. Çdo student ka të dhëna të caktuara unike në dosjen personale.
Kur jeni në kontakt një-me-shumë një shembull i objektit të informacionit X mund të korrespondojë me çdo numër instancash të objektit të informacionit Y, por çdo shembull i objektit Y shoqërohet më së shumti me një shembull të objektit X.
Shembull . Është e nevojshme të vendoset një marrëdhënie një-me-shumë ndërmjet objekteve të informacionit VENDI STUDIMI dhe STUDENT. I njëjti vend studimi mund të përsëritet shumë herë për studentë të ndryshëm.
Lidhje shumë-me-shumë nënkupton që një shembull i objektit të informacionit X korrespondon me çdo numër instancash të objektit Y, dhe anasjelltas.
Shembull . Objektet e të dhënave STUDENT dhe MËSUES kanë një marrëdhënie shumë-me-shumë. Çdo nxënës mëson nga shumë mësues dhe secili mësues mëson shumë nxënës.
Objektet e informacionit mund të formojnë strukturat e mëposhtme: queue - përpunimi sekuencial; cikël; pemë; grafiku është rasti i përgjithshëm.
Tema 1. Modelimi si metodë e njohurive
Plani:
1. Model, simulim
2. Klasifikimi i modeleve. Modele materiale dhe informacioni
1.Model, simulim
Shkrimtari amerikan i trillimeve shkencore Ray Bradbury shkroi tregimin "Thunder Came". Ai tregon për një kompani që organizon udhëtime 60 milionë vjet në të kaluarën. Të gjithë vizitorët në të kaluarën duhet të lëvizin vetëm përgjatë një shtegu të vendosur posaçërisht, sepse një hap i pakujdesshëm tashmë është në gjendje të thyejë Historinë e mëvonshme. Sipas një prej punonjësve të kompanisë, ajo përshkruhet si më poshtë:
“Le të themi se kemi vrarë aksidentalisht një mi këtu. Kjo do të thotë se të gjithë pasardhësit e ardhshëm të këtij miu nuk do të ekzistojnë... Ju do të shkatërroni jo një, por një milion minj... Po dhelprat, për të cilat këta minj duheshin për t'u ushqyer? Nëse nuk mjaftojnë dhjetë minj, një dhelpër do të vdesë. Dhjetë dhelpra më pak - një luan do të vdesë nga uria ... Dhe ja rezultati: në 59 milion vjet Njeriu i shpellave, një nga një duzinë që banon në të gjithë botën, shkon për të gjuajtur për një derr të egër ose një tigër me dhëmbë saber. Por duke shtypur një mi, ju shtypni të gjithë tigrat në këto vende. Dhe njeriu i shpellave po vdes nga uria... Kjo është vdekja e një miliardi pasardhësve të tij. Ndoshta Roma nuk do të shfaqet në shtatë kodrat e saj ... "
Më kot, një nga heronjtë e tregimit iu lut që ta kthente 60 milionë vjet më parë për të ringjallur fluturën që ai e shtypi aksidentalisht. Ai përfundoi në një Histori krejt tjetër dhe vdiq.
Kjo, natyrisht, është vetëm një fantazi, një përrallë, një situatë e modeluar nga autori, por përmban një aluzion për të gjithë ne se sa të kujdesshëm duhet të jemi në komunikimin me natyrën. Sa shpesh vendimet tona rezultojnë të konceptuara keq: ose papritmas vendosim të shkatërrojmë të gjithë ujqërit që supozohet se sjellin vetëm dëm, ose e popullojmë të gjithë kontinentin me lepuj (kjo ndodhi në Australi) dhe më pas nuk dimë si ta bëjmë shpëtoj prej tyre. Sa herë dua t'i rikthehem atij momenti fatal dhe të bëj një hap më korrekt, siç na duket neve. Por kjo, mjerisht, është e pamundur - nuk ka një makinë të tillë kohe që do të na çonte në të kaluarën.
Sidoqoftë, ekziston një "makinë e kohës" që ju lejon të shikoni në të ardhmen, të analizoni, të simuloni një proces, një situatë - kjo është shkenca.
Konsideroni një shembull nga jeta. Në 1870, Admiralty Angleze nisi një luftanije të re, Kapiten. Anija shkoi në det dhe u përmbys. Anija humbi, 523 njerëz u vranë.
Ishte krejtësisht e papritur për të gjithë. Për të gjithë përveç një personi. Ishte shkencëtari anglez i ndërtimit të anijeve W. Reed, i cili më parë kishte kryer kërkime mbi një model të një armadillo dhe zbuloi se anija do të përmbysej edhe me një valë të lehtë. Por zotërinjtë nga Admiralti nuk i besuan shkencëtarit, i cili po bënte disa eksperimente "të pavlera" me "lodrën". Dhe ndodhi e paimagjinueshme.
Ne hasim modele të ndryshme në fëmijërinë e hershme: një makinë lodër, një aeroplan apo një varkë ishin lodra të preferuara për shumë njerëz, si dhe një arush pelushi ose një kukull. Fëmijët shpesh modelojnë (luajnë me kube, një shkop i zakonshëm zëvendëson një kalë, etj.).
Në zhvillimin e një fëmije, në procesin e të mësuarit për botën përreth tij, lodra të tilla, të cilat në thelb janë modele të objekteve reale, luajnë një rol të rëndësishëm. Në adoleshencë, për shumë njerëz, pasioni për modelimin e avionëve, modelimin e anijeve, krijimin me dorë të lodrave që duken si objekte të vërteta, ndikon në zgjedhjen. rrugën e jetës. Modelet dhe modelimi janë përdorur nga njerëzimi për një kohë të gjatë. Në fakt, ishin modelet dhe marrëdhëniet model që çuan në shfaqjen e gjuhëve të folura, shkrimit dhe grafikës. Gdhendjet shkëmbore të paraardhësve tanë, pastaj pikturat dhe librat janë modele, forma informative të transferimit të njohurive për botën përreth te brezat pasardhës.
Le të përpiqemi të kuptojmë se çfarë është një model.
Duket se çfarë është e përbashkët midis një varke lodër dhe një vizatimi në një ekran kompjuteri që përshkruan një abstraksion matematikor kompleks? E megjithatë ka diçka të përbashkët: në të dyja rastet kemi një imazh të një objekti real, i cili është një "zëvendësues" për disa origjinale, duke riprodhuar origjinalin me shkallë të ndryshme sigurie ose detaje. Me fjale te tjera: një model është një paraqitje e një objekti në një formë të ndryshme nga forma e ekzistencës së tij aktuale.
Pothuajse në të gjitha shkencat rreth natyrës (të gjalla dhe jo të gjalla) dhe shoqërisë, ndërtimi dhe përdorimi i modeleve është një mjet i fuqishëm i dijes. Objektet dhe proceset reale janë aq shumëplanëshe dhe komplekse sa mënyra më e mirë për t'i studiuar ato është kjo: ndërtoni një model që pasqyron vetëm disa aspekte të realitetit dhe për këtë arsye pakrahasueshëm më të thjeshtë se ky realitet dhe studioni së pari këtë model. Përvoja shekullore në zhvillimin e shkencës ka vërtetuar në praktikë frytshmërinë e kësaj qasjeje. Modeli është një asistent i paçmuar dhe i padiskutueshëm i inxhinierëve dhe shkencëtarëve.
Këtu janë disa shembuj duke shpjeguar se çfarë është një model.
Arkitekti po përgatitet për të ndërtuar ndërtesë tip i panjohur deri tani. Por para se ta ngrejë, ai e ndërton ndërtimi i kubit në tryezë, për të parë se si do të duket. Kjo model ndërtimi.
Për të shpjeguar se si funksionon sistemi i qarkullimit të gjakut, demonstron pedagogu posteri i diagramit, mbi të cilat shigjetat tregojnë drejtimin e rrjedhjes së gjakut. Kjo Modeli i funksionimit të sistemit të qarkullimit të gjakut.
Varur në mur pikturë, duke përshkruar pemishtja e mollës në lulëzim. Kjo modeli i kopshtit me mollë.
Zhanër letrar si fabula ose shëmbëlltyra lidhet drejtpërdrejt me konceptin e një modeli, pasi kuptimi i këtij zhanri është transferimi i marrëdhënieve midis njerëzve në marrëdhëniet midis kafshëve.
Le të përpiqemi të kuptojmë se cili është roli i modeleve në shembujt e dhënë.
Sigurisht, një arkitekt mund të kishte ndërtuar një ndërtesë pa eksperimentuar më parë me kube. Por ai nuk është i sigurt se ndërtesa do të duket mjaft e mirë. Nëse rezulton të jetë e shëmtuar, atëherë për shumë vite do të jetë një qortim i heshtur për krijuesin e tij. Është më mirë të eksperimentosh me kube.
Natyrisht, pedagogu mund të përdorë një atlas të detajuar anatomik për demonstrim. Por ai nuk ka nevojë për një shkallë të tillë detajesh kur studion sistemin e qarkullimit të gjakut. Për më tepër, ajo ndërhyn në studim, pasi nuk ju lejon të përqendroheni në gjënë kryesore. Është shumë më efikase të përdorësh një poster.
Natyrisht, duke ecur në një pemishte aromatike me mollë, mund të merrni përshtypjet më të pasura emocionale. Por nëse jetojmë në Veriun e Largët dhe nuk kemi mundësi të shohim kopshtin e mollëve në lulëzim, mund të shikojmë foton dhe të imagjinojmë këtë kopsht.
Në të gjithë shembujt e mësipërm, ka një krahasim të një objekti me një tjetër që e zëvendëson atë: ndërtesa e vërtetë është një ndërtesë e bërë me kube; sistemi i qarkullimit të gjakut - skema në poster; pemishte me mollë - një foto që e përshkruan atë.
Pra, le të japim përkufizimin e mëposhtëm të modelit:
Model - është një objekt i tillë material ose i përfaqësuar mendërisht që, në procesin e studimit, zëvendëson objektin origjinal, duke ruajtur disa nga tiparet tipike të këtij origjinali që janë të rëndësishme për këtë studim.
Ose mund të thuash me fjalë të tjera: model - është një paraqitje e thjeshtuar e një objekti, procesi ose fenomeni real.
Modeli ju lejon të mësoni se si të menaxhoni siç duhet një objekt përmes aprovimit opsione të ndryshme kontroll mbi modelin e këtij objekti. Eksperimentimi me një objekt të vërtetë për këtë qëllim mund të jetë në rastin më të mirë i papërshtatshëm dhe, si rregull, thjesht i dëmshëm ose madje i pamundur për një sërë arsyesh (kohëzgjatja e gjatë e eksperimentit në kohë, rreziku i sjelljes së objektit në një gjendje të padëshirueshme dhe të pakthyeshme , etj.)
Pra, le të përfundojmë: Modeli është i nevojshëm për të:
Kuptoni se si është rregulluar një objekt i veçantë - cilat janë struktura e tij, vetitë themelore, ligjet e zhvillimit dhe ndërveprimi me botën e jashtme;
Mësoni të menaxhoni një objekt ose proces dhe të përcaktoni metodat më të mira të menaxhimit për qëllimet dhe kriteret e dhëna (optimizimi);
Parashikoni pasojat direkte dhe indirekte të zbatimit të metodave dhe formave të specifikuara të ndikimit në objekt.
Asnjë model nuk mund ta zëvendësojë vetë fenomenin, por kur zgjidhim një problem, kur jemi të interesuar për një veti të caktuar të procesit ose fenomenit që studiohet, modeli rezulton të jetë i dobishëm, dhe ndonjëherë mjeti i vetëm për kërkime, njohuri.
Modelimi quhet procesi i ndërtimit të një modeli dhe procesi i studimit të strukturës dhe vetive të origjinalit duke përdorur modelin e ndërtuar.
Teknologjia e modelimit kërkon që studiuesi të jetë në gjendje të identifikojë problemet dhe të vendosë detyra, të parashikojë rezultatet e kërkimit, të bëjë vlerësime të arsyeshme, të nxjerrë në pah faktorët kryesorë dhe dytësorë për ndërtimin e modeleve, të zgjedhë analogji dhe formulime matematikore, të zgjidhë probleme duke përdorur sistemet kompjuterike dhe të analizojë eksperimentet kompjuterike.
Aftësitë e modelimit janë shumë të rëndësishme për një person në aktivitetet e tij të përditshme. Ato ndihmojnë për të planifikuar në mënyrë të arsyeshme rutinën e përditshme, studimin, punën, zgjedhjen e opsioneve më të mira nëse ka një zgjedhje dhe zgjidhjen me sukses të problemeve të ndryshme të jetës.
Materiale (subjekt, fizik) thirrur modelimi, në të cilin një objekt real krahasohet me kopjen e tij të zmadhuar ose të reduktuar, e cila lejon kërkimin (si rregull, në kushte laboratorike) me ndihmën e transferimit të mëvonshëm të vetive të proceseve dhe fenomeneve të studiuara nga një model në një objekt bazuar në teoria e ngjashmërisë.
Shembuj: në astronomi - një planetar, në arkitekturë - modele ndërtesash, në ndërtimin e avionëve - modele avion.
Ai është thelbësisht i ndryshëm nga modelimi i materialit Modelimi perfekt, e cila nuk bazohet në material analogjitë e objekteve dhe modeleve, A në ideal, i menduar.
FGOU VPO "Qumshtorja Shteterore Vologda
Akademia me emrin N.V. Vereshchagin
Departamenti i Filozofisë
"Modeli dhe metoda e modelimit në kërkimin shkencor"
Vologda - Qumështore 2011
Prezantimi
1. Model koncepti
2.Klasifikimi i modeleve dhe llojet e modelimit
.Qëllimet e modelimit
.Karakteristikat themelore të simulimit
4.1Modelimi si mjet i kërkimit eksperimental
4.2Modelimi dhe problemi i së vërtetës
5.Vendi i modeleve në strukturën e eksperimentit, eksperiment model
konkluzioni
Lista e burimeve të përdorura
Prezantimi
Me procesin e modelimit dhe modeleve të ndryshme, njeriu fillon të përballet që në fëmijërinë e hershme. Pra, pasi nuk ka mësuar ende të ecë me besim, foshnja fillon të luajë me kube, duke ndërtuar prej tyre struktura të ndryshme (më saktë, modele). Ai është i rrethuar nga një shumëllojshmëri lodrash, ndërsa shumica e tyre riprodhojnë (modelojnë) vetitë individuale dhe formën e objekteve dhe objekteve të jetës reale në një masë më të madhe ose më të vogël. Në këtë kuptim, lodra të tilla mund të konsiderohen edhe si modele të objekteve përkatëse.
Në shkollë, pothuajse i gjithë trajnimi bazohet në përdorimin e modeleve në një formë ose në një tjetër. Në të vërtetë, për t'u njohur me ndërtimet dhe rregullat bazë gjuha amtare të ndryshme bllok diagramet dhe tabela, të cilat mund të mendohen si modele që pasqyrojnë vetitë e gjuhës. Procesi i të shkruarit të një eseje duhet të konsiderohet si modelim i ndonjë ngjarjeje ose fenomeni me anë të gjuhës amtare. Në mësimet e biologjisë, fizikës, kimisë dhe anatomisë, modele (gjithashtu modele) të objekteve reale që studiohen u shtohen posterave dhe diagrameve (d.m.th. modeleve). Në mësimet e vizatimit ose vizatimit në një fletë letre ose letre whatman, krijohen modele të objekteve të ndryshme, të shprehura në një gjuhë pikture ose në një gjuhë vizatimi më të formalizuar.
Edhe një fushë e tillë dijeje që është e vështirë të zyrtarizohet si histori mund të konsiderohet gjithashtu një grup modelesh në zhvillim të vazhdueshëm të së shkuarës së çdo populli, shteti etj. Duke vendosur modele në fillimin e ngjarjeve të ndryshme historike (revolucione, luftëra, përshpejtime ose stagnime të zhvillimit historik), mund të zbulohen jo vetëm arsyet që çuan në këto ngjarje, por gjithashtu mund të parashikohet dhe madje të menaxhohet pamja dhe zhvillimi i tyre në të ardhmen. .
Pra, modelet mund të konsiderohen një foto e pikturuar nga një artist, pjesë e artit dhe skulpturë. Madje përvojë jetësore njeriu, idetë e tij për botën janë një shembull i një modeli. Për më tepër, sjellja e njeriut përcaktohet nga modeli i formuar në mendjen e tij. Një psikolog ose një mësues, duke ndryshuar parametrat e një modeli të tillë të brendshëm, në disa raste mund të ndikojë ndjeshëm në sjelljen e një personi.
Pa ekzagjerim, mund të argumentohet se në jetën e tij të ndërgjegjshme një person merret ekskluzivisht me modele të objekteve, proceseve dhe fenomeneve të caktuara reale. Në këtë rast, i njëjti objekt perceptohet njerez te ndryshëm ndryshe, ndonjëherë pikërisht e kundërta. Ky perceptim imazh mendor objekti është gjithashtu një lloj modeli i këtij të fundit (i ashtuquajturi model kognitiv) dhe varet në mënyrë të konsiderueshme nga shumë faktorë: cilësia dhe sasia e njohurive, veçoritë e të menduarit, gjendja emocionale. person specifik"këtu dhe tani" dhe nga shumë të tjerë, shpesh të paarritshëm për vetëdijen racionale. Roli i modeleve dhe modelingut është veçanërisht i madh në shkenca moderne dhe teknologjisë.
A është e mundur të bëhet në teknologji pa përdorimin e llojeve të caktuara të modeleve? Përgjigja e qartë është jo! Sigurisht, një avion i ri mund të ndërtohet "nga koka" (pa llogaritjet paraprake, vizatime, mostra eksperimentale, d.m.th. duke përdorur vetëm modelin e vetëm ideal që ekziston në mendimet e projektuesit), por vështirë se do të jetë një dizajn mjaftueshëm efektiv dhe i besueshëm. . Merita e saj e vetme është unike. Në fund të fundit, edhe autori nuk do të jetë në gjendje të riprodhojë saktësisht të njëjtin avion, pasi në procesin e prodhimit të kopjes së parë, do të fitohet njëfarë përvojë, e cila sigurisht që do të ndryshojë modelin ideal në kokën e vetë projektuesit.
Sa më kompleks dhe i besueshëm të jetë një produkt teknik, aq më shumë lloje modelesh do të kërkohen në fazën e projektimit.
Si rregull, produktet komplekse krijohen nga ekipe të tëra zhvilluesish. I gjithë grupi i modeleve të ndryshme të përdorura prej tyre bën të mundur formimin e një modeli ideal të produktit që po zhvillohet, i cili është i përbashkët për të gjithë ekipin. Një produkt teknik i vërtetë mund të konsiderohet si një model material (analog) i modelit ideal të krijuar nga autorët.
Rritja e interesit të filozofisë dhe metodologjisë së njohurive në temën e modelimit është shkaktuar nga rëndësia që ka marrë metoda e modelimit në shkencën moderne, dhe veçanërisht në seksionet e saj si fizika, kimia, biologjia, kibernetika, pa përmendur shumë teknike. shkencat.
Megjithatë, modelimi si një mjet dhe formë specifike njohuritë shkencore nuk është një shpikje e shekullit të 19-të apo të 20-të. Mjafton të përmendim idetë e Demokritit dhe Epikurit për atomet, formën dhe metodat e tyre të lidhjes, rreth vorbullave dhe dusheve atomike, duke shpjeguar vetitë fizike të gjërave të ndryshme (dhe ndjesitë që ato shkaktojnë) duke përdorur idenë e rrumbullakët dhe të qetë. ose grimca me grep, "të lidhura së bashku si degë të gërshetuara" (Lucretius), për të kujtuar se antiteza e famshme e botëkuptimeve gjeocentrike dhe heliocentrike bazohej në dy modele thelbësisht të ndryshme të Universit të përshkruara në esenë e Ptolemeut Almagest dhe N. Kopernikut "Mbi konvertimet". sferat qiellore për të zbuluar origjinën shumë të lashtë të kësaj metode. Nëse dikush ndjek nga afër zhvillimin historik të ideve dhe metodave shkencore, është e lehtë të shihet se modelet nuk janë zhdukur kurrë nga arsenali i shkencës.
1. Koncepti i një modeli
Fjala “model” vjen nga fjala latine “modelium”, që do të thotë: masë, metodë etj. Kuptimi i tij origjinal lidhej me artin e ndërtimit, dhe pothuajse në të gjitha gjuhët evropianeështë përdorur për të treguar një imazh ose një gjë të ngjashme në një farë mënyre me një gjë tjetër." Sipas shumë autorëve, modeli u përdor fillimisht si një teori izomorfike (dy teori quhen izomorfe nëse kanë një ngjashmëri strukturore në lidhje me njëra-tjetrën. ).
Nga ana tjetër, në shkenca të tilla natyrore si astronomia, mekanika, fizika, termi "model" filloi të përdoret për të treguar atë që përshkruan. V.A. Stoff vëren se "këtu fjala "model" lidhet me dy të afërta, por disi koncepte të ndryshme"Një model në një kuptim të gjerë kuptohet si një strukturë e krijuar mendërisht ose praktikisht që riprodhon një pjesë të realitetit në një formë të thjeshtuar dhe vizuale. Të tilla, në veçanti, janë idetë e Anaksimanderit për Tokën si një cilindër i sheshtë rreth të cilit tuba të zbrazëta të mbushura me zjarr. me vrima rrotullohen. Modeli në këtë kuptim vepron si një lloj idealizimi, një thjeshtim i realitetit, megjithëse vetë natyra dhe shkalla e thjeshtimit të paraqitur nga modeli mund të ndryshojë me kalimin e kohës. Në një kuptim më të ngushtë, përdoret termi "model". kur duan të përshkruajnë një zonë të caktuar fenomenesh me ndihmën e një zone tjetër, më të studiuar, më të lehtë për t'u kuptuar. Kështu, fizikanët e shekullit të 18-të u përpoqën të përshkruanin fenomenet optike dhe elektrike me anë të mekanikës ("modeli planetar i atomi" - struktura e atomit u përshkrua si struktura e sistemit diellor). Kështu, në këto dy raste, modeli kuptohet ose si një imazh specifik i objektit në studim, i cili shfaq vetitë reale ose të supozuara, ose një objekt tjetër që ekziston realisht së bashku me të studiuarit dhe është i ngjashëm me të në raport me disa veti të caktuara ose veçoritë strukturore. Në këtë kuptim, modeli nuk është një teori, por ajo që përshkruhet nga kjo teori është një subjekt i veçantë i kësaj teorie.
Në shumë diskutime kushtuar rolit epistemologjik dhe rëndësisë metodologjike të modelimit, ky term u përdor si sinonim i njohurive, teorisë, hipotezës etj. Për shembull, një model përdoret shpesh si sinonim për një teori kur teoria nuk është zhvilluar ende mjaftueshëm, ka pak hapa deduktivë në të dhe ka shumë paqartësi. Termi ndonjëherë përdoret si sinonim për cilindo teoria sasiore, përshkrimi matematik. Mospërputhja e një përdorimi të tillë nga pikëpamja epistemologjike, sipas V.A. IIItoff, në "që përdorimi i tillë i fjalës nuk ngre ndonjë problem të ri epistemologjik që do të ishte specifik për modelet." veçori thelbësore Ajo që e dallon një model nga një teori (sipas I.T. Frolovit) nuk është niveli i thjeshtimit, jo shkalla e abstraksionit, dhe për rrjedhojë, jo numri i këtyre abstraksioneve dhe abstraksioneve të arritura, por mënyra e shprehjes së këtyre abstraksioneve, thjeshtimeve dhe abstraksioneve. , karakteristikë e modelit.
Në literaturën filozofike për çështjet e modelimit, propozohen përkufizime të ndryshme të modelit. Përkufizimi i I.T. Frolova: "Modelimi nënkupton imitimin material ose mendor të një sistemi të jetës reale duke ndërtuar posaçërisht analoge (modele) në të cilat riprodhohen parimet e organizimit dhe funksionimit të këtij sistemi." shikoni, shumica. përcaktim i plotë Koncepti i "modelit" jepet nga V. A. IIItoff në librin e tij "Modelimi dhe filozofia": "Një model kuptohet si një sistem i tillë i përfaqësuar mendërisht ose i zbatuar materialisht që, duke shfaqur ose riprodhuar objektin e studimit, është në gjendje ta zëvendësojë atë në një mënyrë të tillë që na e jep studimi i saj informacione të reja në lidhje me këtë objekt.
Në shqyrtimin e mëtejshëm të modeleve dhe procesit të modelimit, do të vazhdojmë nga fakti se një veti e përbashkët e të gjitha modeleve është aftësia e tyre për të pasqyruar realitetin. Varësisht se çfarë mjetesh, në çfarë kushtesh, në lidhje me cilat objekte të njohjes realizohet kjo veti e përbashkët, lind një shumëllojshmëri e gjerë modelesh dhe bashkë me të problemi i klasifikimit të modeleve.
2. Klasifikimi i modeleve dhe llojeve të modelimit
Në literaturën kushtuar aspekteve filozofike të modelimit, paraqiten tipare të ndryshme klasifikimi, sipas të cilave dallohen lloje të ndryshme modelesh. Për shembull, në (2 c23) shenja të tilla quhen si:
Metoda e ndërtimit (formë model);
Specifikimi cilësor (përmbajtja e modelit).
Sipas metodës së ndërtimit të modelit, ekzistojnë materiale dhe ideale. Le të ndalemi në grupin e modeleve materiale. Pavarësisht se këto modele janë krijuar nga njeriu, ato ekzistojnë objektivisht. Qëllimi i tyre është specifik - të pasqyrojnë vetitë hapësinore, dinamikën e proceseve në studim, varësitë dhe marrëdhëniet. Modelet materiale lidhen me objektet nga relacioni i analogjisë.
Modelet materiale janë të lidhura pazgjidhshmërisht me ato imagjinare (edhe para se të ndërtoni ndonjë gjë - së pari një paraqitje teorike, justifikim). Këto modele mbeten mendore edhe nëse mishërohen në ndonjë formë materiale. Shumica e këtyre modeleve nuk pretendojnë të jenë një mishërim material. Në formë ato mund të jenë:
Figurative, e ndërtuar nga elemente vizuale sensuale;
Simbolik, në këto modele, elementet e marrëdhënies dhe vetitë e dukurive të simuluara shprehen duke përdorur shenja të caktuara;
Të përziera, duke kombinuar vetitë e modeleve figurative dhe ikonike.
Avantazhi i këtij klasifikimi është se ai ofron një bazë të mirë për të analizuar dy funksionet kryesore të modelit:
Praktike (si mjet eksperimenti shkencor)
Teorike (si një imazh specifik i realitetit, i cili përmban elemente të logjikës dhe sensuales, abstrakte dhe konkrete, të përgjithshme dhe njëjës).
B.A ka një klasifikim tjetër. Glinsky në librin e tij "Modelimi si metodë e kërkimit shkencor", ku, së bashku me ndarje e zakonshme modelet sipas mënyrës së zbatimit, ato ndahen edhe sipas natyrës së riprodhimit të anëve të origjinalit:
Substanciale
Strukturore
Funksionale
të përziera
Në varësi të mënyrës se si mendon studiuesi i modelit, pikëpamjes së tij për botën, algjebrës së përdorur, modelet mund të marrin një formë tjetër. Përdorimi i aparateve të ndryshme matematikore më pas çon në mundësi të ndryshme në zgjidhjen e problemeve.
Modelet mund të jenë:
Fenomenologjike dhe abstrakte;
Aktiv dhe pasiv;
Statike dhe dinamike;
Diskret dhe i vazhdueshëm;
Deterministik dhe stokastik;
Funksionale dhe objekt.
Modelet fenomenologjike janë të lidhura fort me një fenomen të caktuar. Një ndryshim i situatës shpesh çon në faktin se është mjaft e vështirë të përdoret modeli në kushte të reja. Kjo për faktin se gjatë përpilimit të modelit, nuk ishte e mundur të ndërtohej për sa i përket ngjashmërisë strukturën e brendshme sistemi i simuluar. Modeli fenomenologjik përcjell një ngjashmëri të jashtme.
Modeli abstrakt riprodhon sistemin nga pikëpamja e strukturës së tij të brendshme, e kopjon atë më saktë. Ka më shumë mundësi, një klasë më të gjerë detyrash për t'u zgjidhur.
Modelet aktive ndërveprojnë me përdoruesin; mundet jo vetëm si pasive t'u japë përgjigje pyetjeve të përdoruesit kur ai e kërkon, por edhe të aktivizojë vetë dialogun, të ndryshojë linjën e tij, të ketë autogolat. E gjithë kjo ndodh për faktin se modelet aktive mund të ndryshojnë vetë.
Modelet statike përshkruajnë fenomene pa zhvillim. Modelet dinamike gjurmojnë sjelljen e sistemeve, prandaj, ato përdorin në regjistrimin e tyre, për shembull, ekuacionet diferenciale, derivate të kohës.
Modele diskrete dhe të vazhdueshme. Modelet diskrete ndryshojnë gjendjen e variablave papritur, sepse nuk kanë një përshkrim të detajuar të marrëdhënies midis shkaqeve dhe efekteve, një pjesë e procesit fshihet nga studiuesi.
Modelet e vazhdueshme janë më të sakta dhe përmbajnë informacion në lidhje me detajet e tranzicionit.
Deterministe dhe modele stokastike. Nëse efekti përcaktohet saktësisht nga shkaku, atëherë modeli e paraqet procesin në një mënyrë përcaktuese. Nëse, për shkak të mungesës së detajeve, nuk është e mundur të përshkruhet saktë marrëdhënia midis shkaqeve dhe efekteve, por vetëm një përshkrim në tërësi, statistikisht është i mundur (gjë që ndodh shpesh për sistemet komplekse), atëherë modeli ndërtohet duke përdorur koncepti i probabilitetit.
Modele të shpërndara, strukturore, të grumbulluara. Nëse parametri që përshkruan vetinë e një objekti ka të njëjtën vlerë në çdo pikë të tij (edhe pse mund të ndryshojë me kalimin e kohës!), atëherë ky është një sistem me parametra të grumbulluar. Nëse parametri merr kuptime të ndryshme në pika të ndryshme të objektit, atëherë ata thonë se ai është i shpërndarë dhe modeli që përshkruan objektin është "shpërndarë". Ndonjëherë modeli kopjon strukturën e objektit, por parametrat e objektit janë të përqendruara, atëherë modeli është strukturor.
Modele funksionale dhe objektesh. Nëse përshkrimi vjen nga këndvështrimi i sjelljes, atëherë modeli ndërtohet mbi baza funksionale. Nëse përshkrimi i çdo objekti ndahet nga përshkrimi i një objekti tjetër, nëse përshkruhen vetitë e objektit, nga të cilat rrjedh sjellja e tij, atëherë modeli është i orientuar nga objekti.
Çdo qasje ka meritat dhe të metat e veta. Të ndryshme mjetet matematikore kanë aftësi (kapacitet) të ndryshme për zgjidhjen e problemeve, nevoja të ndryshme për burime llogaritëse. I njëjti objekt mund të përshkruhet menyra te ndryshme. Inxhinieri duhet të zbatojë saktë këtë apo atë përfaqësim, bazuar në kushtet aktuale dhe problemin me të cilin përballet.
Klasifikimi i mësipërm është ideal. Modelet e sistemeve komplekse zakonisht kanë një formë komplekse, ato përdorin disa paraqitje menjëherë. Nëse është e mundur të reduktohet modeli në një lloj, për të cilin algjebra tashmë është formuluar, atëherë studimi i modelit, zgjidhja e problemeve mbi të, thjeshtohet ndjeshëm dhe bëhet tipike. Për ta bërë këtë, modeli duhet të reduktohet në një formë kanonike në mënyra të ndryshme (thjeshtim, ripërcaktim dhe të tjera), domethënë në një formë për të cilën algjebra dhe metodat e saj janë formuluar tashmë. Në varësi të llojit të modelit të përdorur (algjebrike, diferenciale, grafike, etj.) faza të ndryshme kërkimi i saj përdor mjete të ndryshme matematikore.
Tani le të kalojmë në shqyrtimin e çështjeve që lidhen drejtpërdrejt me vetë simulimin. "Modelimi? një metodë e studimit të objekteve të njohurive në modelet e tyre; ndërtimi dhe studimi i modeleve të objekteve dhe fenomeneve të jetës reale (sisteme organike dhe inorganike, pajisje inxhinierike, procese të ndryshme? fizike, kimike, biologjike, sociale) dhe objekte të ndërtuara për të përcaktuar ose përmirësimin e karakteristikave të tyre, racionalizimin e mënyrave të ndërtimit, menaxhimit të tyre, etj." (8 f.421). Modelimi mund të jetë:
Lënda (studimi i karakteristikave kryesore gjeometrike, dinamike, funksionale të objektit në model);
Fizike (riprodhimi i proceseve fizike);
Lënda - matematikore (studimi i një procesi fizik me studim eksperimental të çdo dukurie të një natyre të ndryshme fizike, por të përshkruar nga të njëjtat marrëdhënie matematikore si procesi që modelohet);
Shenja (modelimi kompjuterik, abstrakt - matematikor).
3. Qëllimet e modelimit
Një model i ndërtuar mirë, si rregull, është më i arritshëm, më informues dhe më i përshtatshëm për studiuesin sesa një objekt real. Le të shqyrtojmë qëllimet kryesore të ndjekura në modelim në fushë shkencore. Qëllimi më i rëndësishëm dhe më i zakonshëm i modeleve është aplikimi i tyre në studimin e parashikimit të sjelljes. procese komplekse dhe dukuritë. Duhet pasur parasysh se disa objekte dhe dukuri nuk mund të studiohen fare drejtpërdrejt. E papranueshme, për shembull, në shkallë të gjerë natyrore eksperimente me ekonominë e vendit ose me shëndetin e popullsisë së tij (edhe pse të dyja janë të inskenuara dhe zbatohen me një frekuencë të caktuar). Është thelbësisht e pamundur të eksperimentosh me të kaluarën e çdo shteti apo populli ( Historia nuk e duron gjendjen nënrenditëse ). Nuk është e mundur (të paktën aktualisht) të kryhet një eksperiment për të studiuar drejtpërdrejt strukturën e yjeve. Shumë eksperimente nuk janë të realizueshme për shkak të kostos së tyre të lartë ose rrezikshmërisë për një person ose mjedisin e tij. Si rregull i përgjithshëm, të gjitha studimet paraprake të palëve të treta janë aktualisht modele te ndryshme dukuritë i paraprijnë çdo eksperimenti kompleks. Për më tepër, eksperimentet në modele duke përdorur një kompjuter bëjnë të mundur zhvillimin e një plani për eksperimente në shkallë të plotë, zbulimin e karakteristikave të kërkuara të pajisjeve matëse, vendosjen e një periudhe kohore për kryerjen e vëzhgimeve dhe gjithashtu vlerësimin e kostos së një eksperimenti të tillë. Një qëllim tjetër, jo më pak i rëndësishëm, i modeleve është se ato ndihmojnë në identifikimin e faktorëve më të rëndësishëm që formojnë veti të caktuara të një objekti, pasi vetë modeli pasqyron vetëm disa nga karakteristikat kryesore të objektit origjinal, të cilat duhet të merren parasysh kur duke studiuar një proces apo fenomen të caktuar. . Për shembull, kur studiojmë lëvizjen e një trupi masiv në atmosferë afër sipërfaqes së Tokës, në bazë të të dhënave të njohura eksperimentale dhe analizave paraprake fizike, mund të zbulohet se nxitimi varet ndjeshëm nga masa dhe forma gjeometrike e këtij trupi. (në veçanti, nga madhësia e seksionit kryq të objektit në drejtimin e lëvizjes), në një shkallë të caktuar të vrazhdësisë së sipërfaqes, por nuk varet nga ngjyra e sipërfaqes. Kur merret parasysh lëvizja e të njëjtit trup shtresat e sipërme atmosferat, ku rezistenca e ajrit mund të neglizhohet, është e parëndësishme dhe si forma ashtu edhe vrazhdësia e sipërfaqes bëhen të parëndësishme.
Sigurisht, çdo model proces real apo dukuri “më të varfër” se vetvetja si objektivisht ekzistuese (proces, fenomen). Në të njëjtën kohë, një model i mirë është "më i pasur" se sa nënkuptohet me realitetin, pasi në sisteme komplekse Si rregull, një person (ose një grup njerëzish), si rregull, nuk është në gjendje të kuptojë të gjithë grupin e lidhjeve "menjëherë". Modeli ju lejon të "luani" me të: aktivizoni ose çaktivizoni lidhje të caktuara, ndryshoni ato në mënyrë që të kuptoni rëndësinë për sjelljen e sistemit në tërësi.
Modeli ju lejon të mësoni se si të kontrolloni siç duhet një objekt duke testuar opsione të ndryshme kontrolli. Përdorimi i një objekti të vërtetë për këtë është shpesh i rrezikshëm ose thjesht i pamundur. Për shembull, është më e sigurt, më e shpejtë dhe më e lirë të fitosh aftësitë e para në fluturimin e një avioni modern në një simulator (d.m.th. model) sesa të ekspozosh veten dhe makinë e shtrenjtë rreziku.
Nëse vetitë e një objekti ndryshojnë me kalimin e kohës, atëherë kuptim të veçantë merr detyrën e parashikimit të gjendjeve të një objekti të tillë nën ndikimin e faktorë të ndryshëm. Për shembull, në projektimin dhe funksionimin e çdo kompleksi pajisje teknikeështë e dëshirueshme që të mund të parashikohet ndryshimi në besueshmërinë e funksionimit të të dy nënsistemeve individuale dhe të gjithë pajisjes në tërësi.
Pra, modeli është i nevojshëm për të:
) të kuptojë se si funksionon një objekt i veçantë: cila është struktura e tij, komunikimet e brendshme, vetitë themelore, ligjet e zhvillimit, vetë-zhvillimit dhe ndërveprimit me mjedisi;
) të mësojnë të menaxhojnë një objekt ose proces, të përcaktojnë metodat më të mira të menaxhimit për qëllimet dhe kriteret e dhëna;
3) të parashikojë pasojat direkte dhe indirekte të zbatimit të metodave dhe formave të specifikuara të ndikimit në objekt.
eksperiment shkencor simulues
4. Funksionet bazë të simulimit
1 Modelimi si mjet i kërkimit eksperimental
Marrja e modeleve materiale si mjete aktivitete eksperimentale ngre nevojën për të gjetur se si ndryshojnë ato eksperimente në të cilat përdoren modele nga ato ku nuk përdoren. Shndërrimi i eksperimentit në një nga format kryesore të praktikës, i cili u zhvillua paralelisht me zhvillimin e shkencës, është bërë fakt që kur u bë i mundur përdorimi i gjerë i shkencës natyrore në prodhim, i cili nga ana tjetër ishte rezultat i të parës industriale. revolucion, i cili hapi epokën e prodhimit të makinerive. Specifikimi i eksperimentit si një formë e veprimtarisë praktike është se eksperimenti shpreh qëndrimin aktiv të një personi ndaj realitetit. Për shkak të kësaj, në epistemologjinë marksiste bëhet një dallim i qartë midis eksperimentit dhe njohurive shkencore. Edhe pse çdo eksperiment përfshin edhe vëzhgimin si një fazë të nevojshme të kërkimit. Sidoqoftë, përveç vëzhgimit, eksperimenti përmban gjithashtu një shenjë kaq thelbësore për praktikën revolucionare si ndërhyrja aktive në rrjedhën e procesit që studiohet. “Në eksperiment kuptohet lloji i veprimtarisë që ndërmerret me qëllim të njohjes shkencore, zbulimit të modeleve objektive dhe që konsiston në ndikimin në objektin (procesin) në studim nëpërmjet mjete speciale dhe aparaturat."
Ekziston një formë e veçantë eksperimenti, e cila karakterizohet nga përdorimi i modeleve ekzistuese të materialit si mjete të veçanta të kërkimit eksperimental. Kjo formë quhet eksperiment model. Ndryshe nga një eksperiment konvencional, ku mjetet e eksperimentit ndërveprojnë në një mënyrë ose në një tjetër me objektin e studimit, këtu nuk ka ndërveprim, pasi ato eksperimentojnë jo me vetë objektin, por me zëvendësuesin e tij. Në të njëjtën kohë, objekti zëvendësues dhe konfigurimi eksperimental kombinohen, shkrihen në një tërësi të vetme në modelin operativ. Kështu, zbulohet roli i dyfishtë që modeli luan në eksperiment: ai është edhe një objekt studimi dhe mjet eksperimental. Për një eksperiment model, sipas një numri autorësh, operacionet kryesore të mëposhtme janë karakteristike:
Kalimi nga një objekt natyror në një model - ndërtimi i një modeli (modelimi në kuptimin e duhur fjalë);
Studimi eksperimental i modelit;
Kalimi nga një model në një objekt natyror, i cili konsiston në transferimin e rezultateve të marra gjatë studimit në këtë objekt.
Modeli hyn në eksperiment, jo vetëm duke zëvendësuar objektin e studimit, por gjithashtu mund të zëvendësojë kushtet në të cilat studiohet një objekt i një eksperimenti konvencional. Një eksperiment i zakonshëm presupozon praninë e një momenti teorik vetëm në momentin fillestar të studimit - parashtrimi i një hipoteze, vlerësimi i saj, etj., si dhe në fazën përfundimtare - diskutimi dhe interpretimi i të dhënave të marra dhe përgjithësimi i tyre. Në një eksperiment model, është gjithashtu e nevojshme të vërtetohet marrëdhënia e ngjashmërisë midis modelit dhe objektit natyror dhe mundësia e ekstrapolimit të të dhënave të marra në këtë objekt. V.A. IIItoff në librin e tij “Modeling and Philosophy” thotë se bazë teorike Eksperimenti model, kryesisht në fushën e modelimit fizik, është teoria e ngjashmërisë. Ai jep rregulla modelimi për rastet kur modeli dhe natyra kanë të njëjtën (ose pothuajse të njëjtën) natyrë fizike (2 p31). Por aktualisht, praktika e modelimit ka shkuar përtej gamës relativisht të kufizuar të fenomeneve mekanike. Modelet matematikore në zhvillim, të cilat ndryshojnë në natyrën e tyre fizike nga objekti që modelohet, bënë të mundur tejkalimin e mundësive të kufizuara të modelimit fizik. Në modelimi matematik Baza e modelit të marrëdhënies - natyra është një përgjithësim i tillë i teorisë së ngjashmërisë, i cili merr parasysh heterogjenitetin cilësor të modelit dhe objektit, përkatësinë e tyre. forma të ndryshme lëvizjen e materies. Një përgjithësim i tillë merr formën e një teorie më abstrakte të izomorfizmit të sistemit.
4.2 Modelimi dhe problemi i së vërtetës
Një pyetje interesante është se çfarë roli luan vetë modelimi në procesin e vërtetimit të së vërtetës dhe kërkimit të saj njohuri të vërteta. Çfarë nënkuptohet me të vërtetën e një modeli? Nëse e vërteta në përgjithësi është "raporti i njohurive tona me realitetin objektiv" (2 f. 178), atëherë e vërteta e një modeli nënkupton korrespondencën e modelit me objektin, dhe falsiteti i modelit nënkupton mungesën e një korrespondence të tillë. Një përkufizim i tillë është i nevojshëm, por jo i mjaftueshëm. Kërkohen sqarime të mëtejshme, bazuar në marrjen parasysh të kushteve mbi bazën e të cilave një model i një lloji apo tjetër riprodhon fenomenin në studim. Për shembull, kushtet për ngjashmërinë e një modeli dhe një objekti në modelimin matematikor bazuar në analogji fizike, të cilat supozojnë se, me një ndryshim në proceset fizike në model dhe objekt, identiteti i formës matematikore në të cilën ato shprehen. modele të përgjithshme, janë më të përgjithshme, më abstrakte. Kështu, gjatë ndërtimit të modeleve të caktuara, disa aspekte, veti dhe madje edhe marrëdhënie abstragohen gjithmonë qëllimisht, për shkak të së cilës ngjashmëria midis modelit dhe origjinalit nuk ruhet qartë në një sërë parametrash. Pra, modeli planetar i atomit i Radhërfordit doli të ishte i vërtetë në kuadrin e studimit të strukturës elektronike të atomit, dhe modeli i J. J. Thompson doli të ishte i rremë, pasi struktura e tij nuk përputhej me strukturën elektronike. E vërteta është një pronë e dijes, dhe objektet e botës materiale nuk janë të vërteta, jo të rreme, ato thjesht ekzistojnë. Modeli zbaton dy lloje njohurish:
Njohuri për vetë modelin (strukturën, proceset, funksionet e tij) si një sistem i krijuar për të riprodhuar disa objekte;
Njohuri teorike me të cilin është ndërtuar modeli.
Duke pasur parasysh pikërisht konsideratat teorike dhe metodat që qëndrojnë në themel të ndërtimit të modelit, është e mundur të ngrihen pyetje se sa saktë e pasqyron ky model objektin dhe sa plotësisht e pasqyron atë. Në këtë rast, lind ideja e krahasueshmërisë së çdo objekti të krijuar nga njeriu me objekte të ngjashme natyrore dhe të së vërtetës së këtij objekti. Por kjo ka kuptim vetëm nëse objekte të tilla krijohen me qëllim të veçantë për të përshkruar, kopjuar, riprodhuar veçori të caktuara. lëndë natyrore. Kështu, mund të themi se e vërteta është e natyrshme në modelet materiale:
Për shkak të lidhjes së tyre me njohuri të caktuara;
Për shkak të pranisë (ose mungesës) të izomorfizmit të strukturës së tij me strukturën e procesit ose fenomenit të modeluar;
për shkak të lidhjes së modelit me objektin që modelohet, gjë që e bën atë pjesë të procesit kognitiv dhe lejon zgjidhjen e detyrave të caktuara njohëse.
"Dhe në këtë drejtim, modeli material është epistemologjikisht dytësor, vepron si një element i reflektimit epistemologjik" (2 f. 180).
Modeli mund të konsiderohet jo vetëm si një mjet për të kontrolluar nëse ekzistojnë vërtet lidhje, marrëdhënie, struktura, modele të tilla, të cilat janë formuluar në këtë teori dhe zbatohen në model. Punë e suksesshme modelet janë prova praktike e së vërtetës së teorisë, pra është pjesë e provës eksperimentale të së vërtetës së kësaj teorie.
5. Vendi i modeleve në strukturën e eksperimentit, eksperiment model
Mund të duket se çdo eksperiment i projektuar mirë përfshin përdorimin e një modeli pune. Në të vërtetë, meqenëse një fenomen studiohet në një strukturë eksperimentale në një formë "të pastër" dhe rezultatet e fituara karakterizojnë jo vetëm një fenomen të vetëm të caktuar në një eksperiment të vetëm, por edhe fenomene të tjera të kësaj klase, në të cilat transferohen rezultatet e eksperimentit. në një farë mënyre, ky fenomen mund të konsiderohet në një farë kuptimi, model i dukurive të tjera të së njëjtës klasë. Megjithatë, kjo nuk është kështu, sepse marrëdhënia midis dukurive që studiohen në një eksperiment të caktuar dhe dukurive të tjera në të njëjtën zonë është një marrëdhënie identiteti, jo analogji, ndërsa është pikërisht kjo e fundit që është thelbësore për një marrëdhënie model. . Prandaj duhet veçuar një e veçantë! një formë eksperimenti, e cila karakterizohet nga përdorimi i modeleve ekzistuese materiale si mjete të veçanta të kërkimit eksperimental. Kjo formë eksperimenti quhet eksperiment model ose simulim.
Një ndryshim domethënës midis eksperimentit të modelit dhe atij të zakonshëm është struktura e tij e veçantë. Ndërsa në një eksperiment konvencional mjetet e kërkimit eksperimental disi ndërveprojnë drejtpërdrejt me objektin e studimit, në një eksperiment model nuk ka një ndërveprim të tillë, pasi këtu ata nuk eksperimentojnë me vetë objektin, por me zëvendësuesin e tij. Në të njëjtën kohë, vlen të përmendet se objekti zëvendësues dhe konfigurimi eksperimental kombinohen dhe shkrihen në një tërësi të vetme në modelin aktual. "Modelimi," shkruan Akademiku L. I. Sedov, "është një zëvendësim për të studiuar një fenomen me interes për ne në natyrë duke studiuar një fenomen të ngjashëm në një model të një shkalle më të vogël ose më të madhe, zakonisht në kushte të veçanta laboratorike. Pika kryesore e modelimit është se, bazuar në rezultatet e eksperimenteve me modele, është e mundur të jepen përgjigjet e nevojshme për natyrën e efekteve dhe rreth vlera të ndryshme lidhur me dukurinë në kushte natyrore.
Në këtë drejtim, le të shqyrtojmë më në detaje strukturën e eksperimentit të modelit shembull specifik. Për këtë, marrim një model të lëvizjes së gazeve në një kazan me avull. Një model i tillë ndërtohet dhe studiohet në mënyrën e mëposhtme. Nga provat industriale të kaldajës-objektit përftohen disa të dhëna dhe parametra të paraqitur në formën e vlerave karakteristike. Me ndihmën e mjeteve të duhura teorike ( rregullat logjike, mjetet matematikore, rregullat dhe kriteret e teorisë së ngjashmërisë) është llogaritur modeli, i cili lejon të zgjidhë problemin e kushteve optimale për hartimin e tij (dimensionet, natyra fizike e elementeve të modelimit, zgjedhja e materialeve, metodat dhe qëllimet e tij studimi pasues). Kështu, faza e parë është llogaritja teorike e modelit, konsideratat teorike rreth detyrave, qëllimeve dhe metodave të eksperimentimit të mëvonshëm me të. Hapi tjetër është krijimi i vetë modelit. Më tej bëhen vëzhgime, matje të parametrave të nevojshëm, ndryshim dhe ndryshim i kushteve, përsëritje e kushteve të funksionimit të vetë modelit etj.
Për shembull, studimi i modelit të lëvizjes së gazit në një kazan është si më poshtë. Duke mos u kufizuar në vëzhgim të thjeshtë, i cili qartësisht nuk mjafton, fotografohen duke përdorur ndriçim të veçantë, krijohen vizatime vijash, të cilat, megjithëse mbajnë gjurmën e subjektivitetit, megjithatë dallohen nga thjeshtësia dhe qartësia e madhe. Për të përmirësuar kushtet për vëzhgimin e lëvizjes së lëngut nëpër tuba, përdoren metoda të ndryshme të ngjyrosjes së tij. Pastaj bëhen matje të presionit ose shpejtësisë së lëvizjes së ujit ose gazeve, rrjedhjes së lëngut, temperaturës, sasisë së nxehtësisë etj.
Kështu, në fazën e re të eksperimentit, kur modeli ndërtohet, aktiviteti subjektiv i eksperimentuesit vazhdon, por atij i shtohen momente të reja që lidhen me anën objektive të eksperimentit - vetë modeli (d.m.th., një konfigurim eksperimental) dhe mjetet teknike (llambat, ekranet, kamerat, kimikatet, termometrat, kalorimetrat dhe mjetet tjera matëse) me të cilat kryhen vëzhgimet dhe matjet. Të gjitha këto mjete të përdorura në studimin e modelit janë burimet materiale duke karakterizuar anën objektive të çdo eksperimenti. Por këtu, përveç tyre, anës objektive i përket edhe vetë modeli, në rastin tonë modeli i një kazani me avull.
Është legjitime të shtrohet pyetja: cili është vendi i modelit në eksperiment? Është e qartë se është pjesë e objektit epistemologjik, si dhe mjeti i kërkimit eksperimental, por është tërësisht pjesë e këtij të fundit apo është diçka e ndryshme nga ato?
Nga njëra anë, është e qartë se modeli është ndërtuar jo si qëllim në vetvete, por si një mjet për të studiuar ndonjë objekt tjetër që ai zëvendëson, me të cilin është në marrëdhënie të caktuara ngjashmërie ose korrespondence. Studiuesi është i interesuar për vetitë e modelit jo në vetvete, por vetëm për aq sa studimi i tyre lejon që dikush të gjykojë vetitë e një objekti tjetër, të marrë disa informacione rreth tij. Kjo lëndë vepron si një objekt i mirëfilltë studimi dhe në lidhje me të, modeli është vetëm një mjet kërkimi eksperimental. Nga ana tjetër, në këtë eksperiment, modeli është objekt studimi. Po studiohet mënyra e funksionimit të tij në kushte të caktuara, mbi të po bëhen jo vetëm vëzhgime vizuale, por edhe parametrat e tij maten duke përdorur instrumente speciale. Ai i nënshtrohet disa ndikimeve shkakësore dhe eksperimentuesi regjistron reagimin e këtij sistemi ndaj këtyre ndikimeve të planifikuara, etj. Me një fjalë, në këtë eksperiment modeli studiohet si një objekt i caktuar studimi dhe në këtë drejtim është objekt studimi.
Kështu, zbulohet roli i dyfishtë që modeli kryen në eksperiment: ai është edhe një objekt studimi (pasi zëvendëson një objekt tjetër, të mirëfilltë) dhe një mjet eksperimental (pasi është një mjet për të njohur këtë objekt).
Për shkak të rolit të dyfishtë të modelit, struktura e eksperimentit; ndryshon ndjeshëm, bëhet më kompleks. Nëse në një eksperiment normal ose natyror, objekti i studimit dhe pajisja ishin në ndërveprim të drejtpërdrejtë, pasi eksperimentuesi me ndihmën e pajisjes veproi drejtpërdrejt në objektin në studim, atëherë në eksperimentin model, vëmendja e eksperimentuesit përqendrohet. mbi studimin e modelit, i cili tani i nënshtrohet të gjitha llojeve të ndikimeve dhe studiohet me ndihmën e pajisjeve. Objekti i vërtetë i studimit nuk merr pjesë drejtpërdrejt në vetë eksperimentin.
Eksperimenti i modelit karakterizohet nga këto operacione kryesore: 1) kalimi nga një objekt në shkallë të plotë në një model - ndërtimi i një modeli (modelimi në kuptimin e duhur të fjalës); 2) studim eksperimental i modelit; 3) kalimi nga modeli në objektin në shkallë të plotë, i cili konsiston në transferimin e rezultateve të marra gjatë studimit në këtë objekt.
Modeli hyn në eksperiment, jo vetëm duke zëvendësuar objektin e studimit, por gjithashtu mund të zëvendësojë kushtet në të cilat studiohet një objekt i eksperimentit të zakonshëm.
Duke pasur parasysh faktin se në eksperimentin model nuk studiohet vetë objekti i studimit, por zëvendësuesi i tij, natyrshëm lind pyetja mbi çfarë baze dhe brenda çfarë kufijsh është e mundur të transferohen të dhënat e marra nga modeli në objekti që modelohet. Kjo çështje zgjidhet në varësi të karakteristikave të grupeve të ndryshme të modeleve materiale.
Pavarësisht nga përfundimi përfundimtar për mundësitë njohëse të eksperimenteve model, duhet kushtuar menjëherë vëmendje faktit se në strukturën e këtyre eksperimenteve roli i teorisë si një lidhje e nevojshme që lidh mjedisin e eksperimentit dhe rezultatet e tij me objektin e studimit. është forcuar ndjeshëm. Nëse eksperimenti i zakonshëm supozon praninë e një momenti teorik në faza fillestare përvoja - shfaqja e një problemi, promovimi dhe vlerësimi i një hipoteze, nxjerrja e pasojave, konsideratat teorike në lidhje me hartimin e strukturës eksperimentale, si dhe në fazën përfundimtare - diskutimi dhe interpretimi i të dhënave të marra, përgjithësimi, atëherë në një eksperiment model, përveç kësaj, është e nevojshme të vërtetohet teorikisht marrëdhënia midis modelit dhe objektit natyror. Pa këtë vërtetim, një eksperiment model humbet rëndësinë e tij specifike njohëse, sepse ai pushon së qeni një burim informacioni për një objekt real, ose natyror. Kështu, në eksperimentin model, ana teorike përfaqësohet shumë më fort se në atë të zakonshmen; më shumëështë një kombinim i teorisë dhe praktikës.
Megjithëse eksperimenti model zgjeron mundësitë e hetimit eksperimental të një sërë objektesh, në rrethanat që sapo u përmendën, nuk mund të mos vihet re njëfarë dobësie e kësaj metode në krahasim me eksperimentin e zakonshëm. Përfshirja e teorisë (veprimtaria e vetëdijshme e subjektit) si një lidhje që lidh modelin dhe objektin mund të bëhet burim gabimesh, gjë që zvogëlon fuqinë provuese të eksperimentit model. Sidoqoftë, mundësitë e pakufizuara të studimit praktik të vetive, sjelljes, rregullsive të objekteve që janë të paarritshme për ndonjë arsye për eksperimentimin e zakonshëm të drejtpërdrejtë, mundësia e zbulimit të mënyrave të reja për të zgjeruar sferën e njohurive njerëzore përmes përdorimit të një eksperimenti model dëshmojnë avantazhet e tij ndaj eksperimentit të drejtpërdrejtë.
Meqenëse në një eksperiment model modeli studiohet drejtpërdrejt, dhe rezultatet e studimit transferohen në objektin e modeluar, arsyetimi teorik i së drejtës për këtë transferim është një parakusht dhe pjesë integrale një eksperiment të tillë. Prandaj, përshkrimi i mjeteve teorike me të cilat sigurohet transferimi i rezultateve të studimit të modelit në objektin "real" të studimit është një pjesë e domosdoshme e përshkrimit të thelbit të çdo eksperimenti model.
konkluzioni
Në lidhje me sa më sipër, duket e përshtatshme të konkludohet se metoda e modelimit është një nga metodat më të përshtatshme, adekuate, objektive dhe më të besueshme të kërkimit shkencor, duke lejuar analizën më objektive dhe gjithëpërfshirëse të shumë fenomeneve ose proceseve në shumicën e shkencave me humbje minimale. dhe rreziku.
Kjo ese analizon pamje moderne mbi konceptin e modelimit, si nga pikëpamja praktike dhe metodologjike. Bëhet një përpjekje për të kuptuar aspektet teorike dhe filozofike të matjes si një proces njohës.
Sipas mendimit tim, detyra kryesore e kësaj pune është të kuptojë rolin që modelimi ka luajtur dhe po luan në zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë në aspekti historik, zbulojnë bazën filozofike të modelimit.
Të gjitha sa më sipër janë të nevojshme për përdorimin adekuat dhe të frytshëm të modeleve dhe simulimeve në procesin e punës eksperimentale dhe të tyre. përpunimi matematik në studimin e proceseve të konsideruara në kërkimin tim shkencor.
Letërsia
1. pmtf.msiu.ru<#"justify">2. Shtoff V.A. Modelimi dhe filozofia. M.: "Nauka", 1966.
Vedenov A.A. Modelimi i elementeve të të menduarit. M.: "Nauka", 1988.
Koçergin A.N. Modelimi i të menduarit. M.: "Nauka", 1969.
Frolov I.T. Probleme gnoseologjike të modelimit. M.: "Nauka", 1961.
Batoroev K.B. Kibernetika dhe metoda e analogjive. M .: "Shkolla e Lartë", 1974.
Birra S. Kibernetika dhe menaxhimi i prodhimit. M.: "Nauka", 1965.
Eksperimentoni. Model. Teoria. M. - Berlin: "Shkenca", 1982.
9. Mukhin O.I.
Sedov L.I. Metodat e ngjashmërisë dhe dimensionit në mekanikë. Moskë: GITTL, 1957.
Stoff. V.A. Modelimi dhe filozofia. M.-L., “Shkenca”, 1965.
Shtoff V.A. Hyrje në metodologjinë e njohurive shkencore. Ed. Universiteti i Leningradit, 1972.
Tutoring
Keni nevojë për ndihmë për të mësuar një temë?
Ekspertët tanë do të këshillojnë ose ofrojnë shërbime tutoriale për tema me interes për ju.
Paraqisni një aplikim duke treguar temën tani për të mësuar në lidhje me mundësinë e marrjes së një konsultimi.
Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Karakteristikat e elementit të karbonit dhe vetitë kimike