Объект, субъект, цель моделирования

Объект, субъект, цель моделирования

План

1. Определение понятия «объект»
2. Цели моделирования
3. Адекватность моделей объектам

1. Определение  понятия «объект»

В мире, в котором мы живем, нас окружает множество объектов. В детстве вы неоднократно слышали: «Посмотри — это дерево. Это  солнце. Это дом». Так постепенно вы узнавали названия окружающих предметов. Каждый предмет имеет форму и  состоит из того или иного вещества (материала). Это материальные объекты.

Посмотрите вокруг, и вы увидите многочисленные примеры  одушевленных и неодушевленных предметов. Это представители живой природы — люди, животные, растения, а также объекты неживого происхождения — горы, звезды, озера. Большим разнообразием отличаются изделия, созданные руками человека: стол, шкаф, авторучка, компьютер, книга.

Перечисленные объекты материальны  и имеют форму. Можно привести примеры объектов, которые не имеют  определенной формы: снег, песок, вода, молоко и пр.

Объектом является также  и то, что создается в результате умственной деятельности человека: стихотворение, музыкальное произведение. В школе  вы часто сами создаете такие нематериальные объекты: на уроках литературы пишете сочинения, на уроках математики решаете  задачи, на компьютере набираете текст  или рисуете.

Человек сталкивается с различными природными явлениями, такими как молния, радуга, гололед, затмение. Они также  являются объектами наблюдения и  изучения.

Понятие «объект» связано  с практической и познавательной деятельностью человека. Все, что  человек использует, производит, изучает, является объектом.

Объект – некоторая  часть окружающего мира, рассматриваемая  человеком как единое целое

Каждый объект обязательно  как-то называется. Имя — это основная характеристика, которая позволяет  отличить один объект от другого.

Как правило, в обыденной  жизни используется общее имя, обозначающее объекты с похожими характеристиками: комната, собака, река, песня. Однако при  упоминании этих имен каждый из вас  представляет конкретную комнату, знакомую собаку, речку, протекающую в вашем городе.

Многим объектам, чтобы  конкретизировать их, дают имя собственное. Так, собственные имена есть у  многих географических объектов: город  Москва, река Волга, гора Арарат. Человек, собака, лошадь, а иногда и другие домашние животные имеют свои собственные  имена. Имена дают кораблям, музеям, зданиям: крейсер «Варяг», Эрмитаж, Белый дом. Даже некоторые природные  стихии получают свои имена. Страшный ураган, пронесшийся над странами Западной Европы 27 декабря 1999 года, вошел  в историю под именем Лотар.

Свойство объекта, которое  может быть представлено конкретным значением, часто называют параметром. Параметры, описывающие количественные характеристики (вес, возраст, размер), называют величиной. Параметры, описывающие качественные характеристики объекта (цвет, форма, вкус, материал), называются признаками.

Параметр – признак  или величина, характеризующая какое  либо свойство объекта и принимающая  различные значения

Пример.

Рассмотрим примеры характеристик  некоторых объектов. В таблице 1 приведены  конкретные значения параметров разных книг.

Название книги	Автор	Размеры страницы (см)	Количество страниц	Содержание
Правила дорожного движения	----	18 х 13	56	Учебная
Сказки	А. Милн Р. Киплинг Л. Кэррол	20,5 х 14	300	Художественная
Словарь	В. Даль	26 х 21	800	Справочная

Надо различать объект и конкретный экземпляр объекта. Объект характеризуется именем и  параметрами без указания конкретных значений. Экземпляр имеет конкретные значения параметров, может обладать собственным именем и этим отличается от других, ему подобных объектов. Таким  образом, в таблице 1 представлены разные экземпляры объекта «книга».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Посмотрите на рисунок. На нем изображены экземпляры объекта  «собака»: такса и колли. Параметры, характеризующие собаку, — это кличка, порода, окрас, высота, длина, вес и т. д. В таблице 2 приведены значения параметров некоторых экземпляров объекта «собака».

Кличка	Порода	Окрас	Высота (см)	Длина (см)	Вес (кг)
Миракл	Дог	Чёрный	81	110	65
Тильда	Такса	Коричневый	20	60	10
Джесси	Пудель малый	Серебристый	35	50	8

Разнообразные свойства имеют  не только предметы живой и неживой  природы, но и нематериальные объекты. Объект «песня» характеризуется  следующими параметрами: название, композитор, поэт, музыкальный жанр. В таблице 3 приведены значения параметров некоторых  песен.

Название	Композитор	Поэт	Жанр
С чего начинается Родина	В. Баснер	М. Матусовский	Патриотическая
Я помню чудное мгновенье	М. Глинка	А. Пушкин	Романс
Остров детства	О. Фельцман	М. Рябинин	Лирическая

Текст, который вы сейчас читаете, а также любой другой тоже можно рассматривать как  объект. Основными параметрами текста являются: тип (гарнитура) шрифта, размер (кегль), начертание, цвет, тип подчеркивания. В таблице 4 приведены примеры конкретных значений параметров образцов текста. С возможностями оформления текста на компьютере вы познакомитесь при изучении текстового редактора.

Текст	Гарнитура шрифта	Кегль	Начертание	Цвет	Подчёркивание
Образец	Ariil	14	Полужирное	Чёрный	Нет
Образец	Times New Roman	12	Курсив	Чёрный	Одинарное
Образец	AvantGarde	10	Обычное	Чёрный	Двойное

Объект может характеризоваться  некоторыми неизменными параметрами. Неизменной, например, является дата рождения человека, длина, ширина и высота комнат в построенном доме.

В реальной жизни  объекты при определенных обстоятельствах  либо сами, либо под воздействием других объектов могут выполнять какие-то действия. Человек постоянно что-то делает: думает, говорит, передвигается, спит, пишет. Собака сторожит дом, ест, спит, бежит и т. д. Чтобы описать  действия объекта, мы должны ответить на вопрос: «Что он может делать?»  Солнце светит. Автомобиль едет. Химическое вещество «натрий» вступает в реакцию  с водой. Объекты могут испытывать воздействие со стороны других объектов. Человек загорает на солнце. Паруса раздуваются ветром. Лопасти мельницы вращаются потоком падающей воды.

Для характеристики объекта совершенно не важно, сам  объект выполняет действия, или он испытывает воздействие со стороны  другого объекта. Действие, применяемое  к объекту, приравнивается к действию, выполняемому объектом.

В окружающем мире все объекты связаны друг с  другом, они сосуществуют в тесном взаимодействии. Если ударить ногой  по мячу, он полетит в соответствующем  направлении. Если начать вращать педали велосипеда, то он поедет. И в том, и в другом случае объекты (мяч  и велосипед) будут выполнять  действия в результате того, что  человек, который тоже является объектом, воздействует на них.

           Таким образом состояние объекта неразрывно связано со средой его существования и воздействием окружающих объектов.

2. Цели моделирования

Пример.

Проектирование  жилых зданий — достаточно распространенный вид информационного моделирования. Определим, кто в этом случае является субъектом моделирования, какая  задача перед ним стоит, что может  быть объектом и целью моделирования.

Субъект моделирования  — архитектор.

Задача моделирования  — спроектировать комфортабельный  дом для семьи заказчика, расходы  на проектирование и строительство  которого не превысят заданной суммы.

Объект моделирования  — те дома, которые архитектор видел  воочию или представлял в своем  воображении. Задача, стоящая перед  архитектором как субъектом моделирования, конкретизируется в цели моделирования: разработать проект дома, который бы понравился заказчику, отражал бы профессиональные предпочтения самого архитектора и смета расходов на реализацию которого удовлетворяла бы определенным ограничениям.

Примеры целей  информационного моделирования:

• описать внешний  вид объекта для...;

• разработать  техническое задание на ...;

• разработать  договор о совместной деятельности по ...;

• нарисовать эскиз ...;

• разработать  технические чертежи ...;

• представить  графически структуру ...;

• составить  таблицу расписания ...;

• вывести расчетную  формулу ...;

• определить план действий ...;

• разработать  алгоритм решения задачи ... .

В приведённом  примере цель моделирования сформулирована в самом общем виде, где каждая фраза требует расшифровки.

Так, необходимо уточнить, что такое «понравиться заказчику». Кому-то нравятся одноэтажные  дома, кому-то — трёхэтажные. Кто-то предпочтёт дом с большими полукруглыми окнами, а для кого-то важно, чтобы  была веранда. Что касается предпочтений архитектора, то для успешной работы немаловажно, чтобы его профессиональные знания были востребованы, чтобы не было препятствий для его самореализации. Смета расходов на проектирование и  строительство должна быть рассчитана и согласована ещё до начала работы.

Таким образом, реализация цели моделирования (разработка проекта  дома) требует решения ряда подзадач:

• выявить, что  является критериями комфортабельности  для заказчика. То есть, необходимо построить модель «Комфортабельное жилище для конкретной семьи». Это  может быть словесное описание или  чётко определённые и закреплённые в договоре требования;

• наиболее оптимально использовать знания и опыт разработчика проекта. Для этого необходимо, например, определить модель взаимоотношений  заказчика и исполнителя заказа и также отразить её в статьях  договора;

• учесть при  проектировании все возможные затраты  на проведение проектных работ, строительные материалы, оплату труда рабочих, привязку к местности и прочее. Следовательно, надо выбрать метод расчета таких  затрат, обосновать его и так далее.

Решение каждой подзадачи приводит к построению некоторой новой модели: текста договора, технического задания, эскизов, расчётных  формул. Часто реализация этих моделей  вновь приводит к необходимости  решения задач следующего уровня. Графически этот процесс можно проиллюстрировать  схемой, представленной на рис. 8.

Окончательным результатом  этого многоступенчатого процесса моделирования будут разработанные  чертежи и техническое описание проекта, включающее и смету расходов на его строительство, то есть модель дома. Результатом реализации полученной модели может быть новый дом, если его построить.

Решение любой  сложной задачи, стоящей перед  человеком, а также сложность  объекта исследования приводят к  тому, что моделирование этого  объекта проходит ряд этапов, на каждом из которых определяется цель или даже несколько целей моделирования, строится одна или несколько моделей.

В своей учебной  деятельности вы, вероятно, не раз сталкивались с тем, что практически всегда исходная задача разбивается на ряд  подзадач. Цель моделирования уточняется, конкретизируется, детализируется при  решении каждой из подзадач. Анализ построенной на каком-либо этапе  модели иногда приводит к уточнению  и изменению задач предыдущих этапов. Изменение цели моделирования  требует изменения построенной  модели или разработки новой и  так далее. В этом случае говорят  о том, что решение задачи и  построение модели является итерационным процессом.

Можно ли облегчить  и ускорить этот процесс? Что касается разработки проекта дома, то существуют специальные программные средства — системы автоматизированного  проектирования, которые позволяют: