Некоторые особенности имитационного моделирования на эвм

 

В неклассической физике все большее значение придается методу математической гипотезы (минуя промежуточные интерпретации) и идеализированным экспериментам (без воспроизве­дения их на всех промежуточных стадиях в виде реальных эксперимен­тов). Подобно этому в современных научно-технических дисциплинах определяющую роль начинают играть проектирование и имитационное моделирование на ЭВМ, позволяющие заранее, в форме идеализированного (машинного) эксперимента, проанализировать и рассчитать различные варианты воз­можного будущего функционирования сложной системы.

В алгоритмических языках имитационного моделирования, наи­более часто применяемых для этой цели, концептуальный каркас и системный образ объекта детерминированы соответствующей мате­матической теорией (теорией множеств, теорией массового обслужи­вания, математической статистикой и т.п.).

Описание на этом языке (проблемно-ориентированное на определенную предметную область) моделируемой системы автоматически переводится в машинную ко­довую модель. Далее осуществляется экспериментирование с моде­лью на ЭВМ (как с особым идеальным объектом), предсказание по­ведения объекта для различных условий (генерация вариантов моде­ли и выбор из них наиболее пригодных для данных условий). При этом промежуточные интерпретации, как правило, опускаются.

Та­ким образом, при имитационном моделировании на ЭВМ система представляется первоначально в виде поточной схемы. Затем это описание трансформируется в соответствующую функциональную схему, с которой осуществляется ряд эквивалентных преобразований. Наконец, полученный результат (а если это необходимо, то и некоторые промежуточные результаты) интерпретируются, то есть переводятся обратно в модус поточной схемы.

Иными словами, в алгоритмических языках имитационного моделирования заданы процедуры перехода от функциональных к поточным описаниям и операции эквива­лентного преобразования функциональных схем. Поточнаясхемаможет быть реализована далее в виде конкретной структурнойсхемы проектируемой (исследуемой) системы.

 

Сравнение неклассических естественнонаучных и научно-технических дисциплин

 

Аналогию между неклассическими естественнонаучными и науч­но-техническими дисциплинами можно провести еще и по той роли, которую играет в них научная картина мира. Современные некласси­ческие научно-технические дисциплины, включая в себя сложную со­вокупность различных типов знания и методов и опираясь на множе­ство разных дисциплин, используют их для решения специфических комплексных научно-технических проблем, не решаемых ни в одной из этих дисциплин в отдельности.

Поэтому первым условием эффек­тивной организации теоретического исследования в них является необходимость реконструкции той единой действительности, в кото­рой возможно соотнесение всех частичных подходов и особое цело­стное видение объекта исследования (и проектирования). Причем эти дисциплины имеют дело с множеством теоретических представлений, выполняющих функцию частных теоретических схем по отношению к комплексному теоретическому исследованию, и формирование не­классической технической теории начинается сразу с этапа разработ­ки обобщенной теоретической схемы. Поскольку такой базовой теории, из которой можно было бы осуществить ее транспортировку, как правило, нет, то она транслируется из методологической сферы (ко­нечно, с последующей модификацией и конкретизацией).

Эту функ­цию по отношению к современным научно-техническим дисципли­нам выполняют чаще всего системный подход и общая теория сис­тем. Иногда в этой функции исполь­зуются кибернетические представления и понятия.

Таким образом, в настоящее время сформировался целый блок науч­но-технических дисциплин, имеющих общую системную ориентацию. В фундаментальной теоретической схеме задается специфическое видение объекта исследования и проек­тирования. Кроме того, системная картина мира выполняет функцию методологического ориентира (по отноше­нию к различным современным научно-техническим дисциплинам) в выборе теоретических средств и методов решения комплексных науч­но-технических задач, дает возможность транслировать их из смежных дисциплин или методологической сферы. Она является также методо­логическим ориентиром для конструирования сложных идеальных объ­ектов современных научно-технических дисциплин, их последующего имитационного моделирования и интерпретации, то есть позволяет экстраполировать накопленный в данной дисциплине опыт на будущие проектные ситуации. В системотехнике она несколько иная, чем в кибернетике, системном анализе или эргономике, но все же это фундаментальная системная теоретическая схема.

Одной из наиболее важных особенностей современных научно-технических дисциплин служит их явно выраженная методологическая ориентация. В рамках этих дисциплин осуществляются конкретно-методологические исследования (часто с выходом на практику через методические разработки и проектирова­ние). Более того, методологические знания вплетены в саму техниче­скую теорию. Иногда они даже замещают теорию. Методология в современных научно-технических дисциплинах может даже выступать в функции теории. Это возможно из-за неразработанности общих теоретических средств, особенно на первых этапах развития этих дисциплин, по­скольку не существует образцов или прецедентов такого комплексно­го исследования. Трансляция же их из других сфер возможна только с помощью предварительного анализа.

Отметим еще одну важную черту, общую для всех комплексных научно-технических дисциплин. Поскольку они имеют дело с деятельностным объектом исследования и проектирования, то возника­ет проблема совмещения системных и деятельностных представлений. В системотехнике, например, это выражается в необходимости совме­щения структурной и алгоритмической схем одной и той же системы в едином описании. Это обусловливает и специфику идеальных объ­ектов второго уровня. Идеальные объекты первого уровня относятся к включаемым в данную дисциплину отдельным исследованиям. В идеальных объектах второго уровня неразрывно переплетены объектные и деятельностные представ­ления: объект и деятельность его проектирования, совершенствования и использования соединены в единое целое.

В отличие от классических технических наук, которые предметно-ориентированы на определенный класс технических систем (механиз­мов, машин, радиотехнических устройств, радиолокационных стан­ций и т.д.), комплексные научно-технические дисциплины проблем­но-ориентированы на решение комплексных научно-технических за­дач определенного типа: системотехнических, эргономических, градостроительных, дизайнерских и т.п. (хотя объект исследования в них может частично совпадать). Это разграничение на классические и неклассические научно-технические дисциплины коренится в разви­тии самой инженерной деятельности и проектирования.