Этапы и цели компьютерного математического моделирования
Рассмотрим процесс компьютерного математического моделирования, включающий численный эксперимент с моделью.
Первый этап — определение целей моделирования. Основные из них таковы:
- модель нужна для того, чтобы понять как устроен конкретный объект, какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром (понимание);
- модель нужна для того, чтобы научиться управлять объектом (или процессом) и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (управление);
- модель нужна для того, чтобы прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект (прогнозирование).
Разделом кибернетики считают исследование операций. Под этим термином понимают применение математических методов для обоснования решений в различных областях целенаправленной человеческой деятельности.
Решение есть выбор из ряда возможностей, имеющихся у ответственного лица, Решения могут быть удачными и неудачными, разумными и неразумными. Оптимальными называют решения, по тем или другим принципам более предпочтительные, чем другие. Цель исследования операций — математическое (количественное) обоснование оптимальных решений.
Исследование операции включает в себя следующие разделы:
1. математическое программирование (обоснование планов, программ хозяйственной деятельности); оно включает в себя относительно самостоятельные разделы: линейное программирование, нелинейное программирование, динамическое программирование (во всех этих названиях термин «программирование» возник исторически и не имеет отношения к программированию ЭВМ);
2. теорию массового обслуживании, опирающуюся на теорию случайных процессов;
3. теорию игр, позволяющую обосновывать решения, принимаемые в условиях неполноты информации.
Разделом кибернетики были системы автоматического (автоматизированного) регулирования. Он тесно связан с разработкой технических систем автоматизированного регулирования и управления технологическими и производственными процессами.
Еще одним классическим разделом кибернетики является распознавание образов, возникшее из задачи моделирования в технических системах восприятия человеком знаков, предметов и речи, а также формирования у человека понятий (обучение в простейшем, техническом смысле). Этот раздел в значительной мере возник из технических потребностей робототехники. Например, требуется, чтобы робот-сборщик распознавал нужные детали. При автоматической сортировке (или отбраковке) деталей необходима способность распознавания.
Вершиной кибернетики (и всей информатики в целом) является раздел, посвященный проблемам искусственного интеллекта. Большинство современных систем управления обладают свойством принятия решений — свойством интеллектуальности, т.е. в них смоделирована интеллектуальная деятельность человека при принятии решении.