Поняття моделі та їх класифікація

Модель (лат.modulus) - це спрощений об'єкт-замінник об'єкта-оригіналу, в якому відображаються його суттєві особливості (властивості).

Чим менше подробиць оригіналу відображено в моделі, тим вона простіше. існують: 

Образні (матеріальні, предметні)- Це фізичні моделі. 

Вони відтворюють геометричні та фізичні властивості оригіналу і завжди мають матеріальне втілення, відображаючи зовнішні властивості і частково внутрішні пристрої об'єкта-оригіналу. 

Прикладами тут можуть служити дитячі іграшки, скелет людини, макет сонячної системи і т. д.

 Клас образних (матеріальних) моделей можна розділити на підкласи: досвідчені, навчальні та ігрові. 

Досвідчені моделі- це зменшені штучно створені копії будь-яких реальних процесів (аеродинамічна труба, що відтворює рух повітря, синхрофазотрон, який відтворює реальний рух частинок),навчальні-наочні посібники, тренажери, навчальні програми, ігрові моделі-економічні, спортивні, ділові, побутові. 

Знакові (абстрактні) моделі, на відміну від подібних (матеріальних) не мають зовнішнього (реального) подібності з оригіналом. Їх основу складає теоретичний метод пізнання навколишнього середовища і по ознакою форми втілення вони бувають: вербальні (уявні), математичні та інформаційні. 

Вербальні (уявні)моделі формуються в уяві людини в вигляді деякого образу, який потім виражається (вербалізуется) у словесній формі. 

Логіко-лінгвістичні моделі - це особлива форма вербалізації зв'язків між об'єктами. Мета створення такого роду моделей полягає в описі об'єктів і зв'язків таким чином, щоб його перетворення і обробка могла здійснюватися логічними засобами. Прикладом такої моделі може служити запис. 

Математичні моделі відтворюють реальні об'єкти і їх зв'язку з допомогою математичних символів (алгебраїчних, диференціальних і звичайно-різницевих рівнянь, предикатів і т. Д.). Такого роду моделі досліджуються або аналітично, (прагнення отримати явні залежності для шуканих величин) або чисельно (при відсутності спільного рішення відшукується приватне). Математичні моделі, відповідно до природи відтворюваних процесів, можна розділити на детерміновані, імовірнісні (стохастичні) та імітаційні (комп'ютерні).

 Особливе місце в інформатиці займають інформаційні моделі, які розглянемо детальніше. Інформаційні моделі відображають інформаційні потоки між різними об'єктами. Вони складаються з: а) ідентифікаторів об'єктів; б) ідентифікаторів потоків даних; в) об'ємних, тимчасових, частотних і інших характеристик, як самих об'єктів, так і вхідних і вихідних потоків даних; г) послідовності процедур обробки потоків даних. мета інформаційного моделювання полягає у відображенні в наочній формі процеси збору зовнішньої і внутрішньої інформації, Її реєстрації на машинних носіях, передачі, обробки із зазначенням послідовності розрахунків і використання. Особливість такого роду моделей полягає в їх графічномуподанні, але при цьому є можливість матричного або аналітичногоспособу їх відображення. Найбільш поширеними графічними формами інформаційних моделей є: діаграми потоків даних (DFD), діаграми IDEF1, мережі Петрі, мережі управління і планування, моделі баз даних, моделі баз знань і т. д.

 В інформатиці особливо широко використовуються такі інформаційні моделі як табличні, ієрархічні і мережні. Табличні моделі відображають об'єкти і їх властивості у вигляді списку, а їх значення розміщуються в осередках прямокутної форми. Найменування однотипних об'єктів розміщені в першому стовпці (або рядку), а значення їх властивостей розміщуються в наступних стовпцях (або рядках).ієрархічні моделі призначені для вираження відносин підпорядкування між об'єктами. Об'єкт нижнього рівня може входити до складу лише одного елемента вищого рівня. Мережеві моделі необхідні для відображення систем, в яких зв'язки між елементами мають складну структуру. 

Перераховані інформаційні моделі використовуються також і для створення і функціонування баз знань - дерев виведення, семантичних мереж, дерев цілей, фреймів і т. Д. Закінчуючи опис найбільш популярних моделей, що використовуються в практиці управління, слід зазначити, що більшість з них, так чи інакше , реалізується за допомогою комп'ютерів, тобто перетворюються в комп'ютерну модель. Тому далі необхідно розглянути сутність і етапи створення такої.

МОДЕЛЬ

Об'єкт (реальний, знайомий або уявний), відмінний від вихідного, але здатний замінити його і в рамках вирішуваних завдань.

Приклади моделей

МОДЕЛЬ асоціативна

Модель процесу вирішення задачі людиною, яка спирається на процедуру встановлення подібності даного завдання (або складових її підзадач) з завданнями, рішення яких вже відомо.

МОДЕЛЬ ОБЧИСЛЮВАЛЬНА

Опис процедур вирішення завдань в деякій предметній області . У М.В. задається повна структура функціональних зв'язків для елементів предметної області, пов'язаних між собою співвідношеннями, що дозволяють знаходити значення одних елементів через інші. Завдання вихідних цільових елементів призводить до пошуку в М.В. шляхів, що ведуть від вихідних елементів до цільових. Якщо хоча б один такий шлях існує, то за нього будується програма вирішення поставленого завдання. М.В. забезпечують автоматичний синтез програм .

МОДЕЛЬ замкнута

Модель , що залишається незмінною при роботі з нею. В процесі функціонування інтелектуальної системи М.З. на відміну від відкритої моделі не можна додавати нові факти і закономірності. Всі твердження, отримані в М.З. остаточними і абсолютні.

МОДЕЛЬ ЗНАНЬ

Опис знань в базі знань . Відомі чотири типи М.З .: логічні, в основі яких лежить формальна модель; мережеві, в основі яких лежить семантична мережу ; фреймових , засновані на фреймах; продукційні, засновані на продукціях . Кожна така М.З. визначає форму подання знань.

МОДЕЛЬ КОГНІТИВНА

Гіпотетична модель, що описує пристрій когнітивної структури (структури знань у людини). Для інтелектуальних систем М.К. збігається з моделлю знань .

МОДЕЛЬ КОНЦЕПТУАЛЬНА

Модель предметної області з переліку всіх понять, які використовуються для опису цієї області, разом з їх властивостями і характеристиками, класифікацій цих понять за типами, ситуацій, ознаками в даній області і законами функціонування процесів, що протікають в ній. М.К. будується при зануренні опису предметної області в базу знань інтелектуальної системи .

МОДЕЛЬ логічна

Одна з моделей логічної семантики, яка використовується в штучному інтелекті . В основі М.К. лежить уявлення про безліч можливих світів, кожен з яких задається формальної системою . Перехід з одного можливого світу в інший в рамках М.К. здійснюється за допомогою спеціального відносини, властивості якого можуть варіюватися.

МОДЕЛЬ лабіринтова

Модель , в рамках якої процес вирішення завдань людиною пояснюється аналогією з рухом по лабіринту. Майданчики лабіринту відповідають проміжним результатам (частина майданчиків відзначена як цільові), а пересування від майданчика до майданчика відбувається за рахунок використання перетворень з заданого набору. У М.Л. рішення задачі - це пошук шляху від початкової площадки лабіринту до однієї з цільових. При цьому лабіринт вважається повністю заданим. (Див. Також Модель реляційна.)

МОДЕЛЬ ЛІНГВІСТИЧНА

1. Модель , що відноситься до фіксації тих чи інших знань про природною мовою.
2. Опис об'єкта в термінах лінгвістичних змінних і міркувань про них.

МОДЕЛЬ Логіко-ЛІНГВІСТИЧНА

Модель, заснована на розширенні формальної системи , в рамках якої вводяться процедури зміни всіх або частини елементів формальної системи в залежності від розв'язуваних завдань. М.С.Л. часто використовується як спосіб завдання моделі Крипкая .

МОДЕЛЬ ЛОГістична

Модель представлення знань , в основі якої лежить формальна система .

МОДЕЛЬ СВІТУ

Режим перегляду в пам'яті інтелектуальної системи знань про зовнішнє середовище. (Див. Також Модель знань , Схема концептуальна .)

МОДЕЛЬ НАВЧАННЯ

Модель , що лежить в основі процесу навчання людини або технічного пристрою. Розрізняють два типи М.О. - дескриптивний і нормативний. Дескриптивний М.О. витягується з опису процесу діяльності, якою людина або система повинні навчатися. Це витяг може відбуватися різними способами. Найбільш відомий з них заснований на процедурі навчання на прикладах . Нормативна М.О. задається заздалегідь. Часто навчання нормативного типу називають навчанням з учителем.

МОДЕЛЬ СПІЛКУВАННЯ

Опис сукупності знань про те, як організовується спілкування між користувачем і інтелектуальною системою . Зазвичай в М.О. входить модель користувача і модель течії діалогу. Якщо спілкування відбувається на професійному природною мовою, то для побудови моделі користувача використовуються результати, отримані в теорії мовних актів . В інших випадках можуть бути застосовані процедури обміну графічної інформації через екран дисплея.

МОДЕЛЬ ВІДКРИТА

Модель , в яку в процесі функціонування інтелектуальної системи можна додати нові факти і закономірності.

МОДЕЛЬ ПОВЕДІНКИ

Модель (технічна або програмна), що відтворює деякі види поведінки об'єктів за певних умов зовнішнього середовища (подолання перешкод, реакція на зовнішні впливи, вибір рішень і ін.). М.П. використовується як при вивченні реальної поведінки біологічних систем і людини, так і при розробці інтелектуальних роботів (планування їх автоматного поведінки).

МОДЕЛЬ КОРИСТУВАЧА

Сукупність знань про особливості роботи користувача з системою, його наміри, цілі та вимоги, яка зберігається в пам'яті інтелектуальної системи . М.П. допомагає системі організувати ефективний діалог з користувачем, створює йому психологічний комфорт.

МОДЕЛЬ РЕЛЯЦІЙНА

Модель опису даних, в якій всі відносини задаються рядками таблиць, стовпці яких позначені іменами атрибутів . Табличне представлення даних виявляється часто зручним. Це забезпечило широке поширення реляційних баз даних . В основі М.Р. лежить спеціальне числення предикатів .

МОДЕЛЬ МЕРЕЖНА

Модель представлення знань , в основі якої лежить семантична мережу .

МОДЕЛЬ СИТУАЦІЙ

Класифікаційна модель , яка дозволяє розпізнавати поточні ситуації як відомі системи. М.С. використовується, наприклад, в ситуаційному управлінні .

МОДЕЛЬ СВІДОМОСТІ

У штучному інтелекті - сукупність процедур та декларативних описів, за допомогою яких в інтелектуальних системах імітується та частина свідомої діяльності людини, яка піддається вербалізації. У психології термін "свідомість" трактується більш широко. У нього включаються, наприклад, здатність суб'єкта, що володіє свідомістю, до самоспостереження (самосвідомості), рефлексії та активності.

МОДЕЛЬ СТИМУЛ-РЕАКЦІЯ

Модель поведінки , що спирається на принцип чорного ящика . У М.С.Р. розглядаються кінцеве безліч стимулів, які можуть сприйматися суб'єктом або виводитись у зв'язку із штучної системи, і правила співвіднесення цим стимулам реакцій, які видаються суб'єктом або системою. Внутрішні процеси, що зв'язують стимули і реакції, не аналізуються і не враховуються. М.С.Р. знаходить застосування в інтелектуальних системах на рівні відтворення найпростіших поведінкових реакцій на подразнення, що надходять із зовнішнього середовища.

МОДЕЛЬ ПЕРЕБІГУ ДІАЛОГУ

Частина моделі спілкування , що представляє собою опис видів і структур діалогу, які є в розпорядженні інтелектуальної системи і які може використовувати користувач в ході спілкування з даної інтелектуальною системою. М.Т.Д. задається у вигляді яких жорстких правил, або автоматної граматики , або сценарію . (Див. Також Модель користувача .)

МОДЕЛЬ формальна

Формальний опис на деякому логічному мові структури об'єкта. (Див. Також Система формальна .)

МОДЕЛЬ МОВИ

У лінгвістиці - формалізоване представлення знань про мову. Як правило, включає морфологічний, синтаксичний, семантичний і прагматичний компоненти, які також можуть розділятися на більш дробові компоненти.