Kiekvienas šiuolaikinis žmogus kasdien susiduria su sąvokomis „objektas“ir „modelis“. Daiktų pavyzdžiai yra ir liesti (knyga, žemė, stalas, rašiklis, pieštukas), ir neprieinami objektai (žvaigždės, dangus, meteoritai), meninės kūrybos ir protinės veiklos objektai (kompozicija, eilėraštis, problemų sprendimas, tapyba, muzika ir kt.). Be to, kiekvieną objektą žmogus suvokia tik kaip vieną visumą.
Objektas. Rūšys. Funkcijos
Remiantis tuo, kas išdėstyta aukščiau, galime daryti išvadą, kad objektas yra išorinio pasaulio dalis, kurią galima suvokti kaip vientisą visumą. Kiekvienas suvokimo objektas turi savo individualias savybes, išskiriančias jį iš kitų (forma, apimtis, spalva, kvapas, dydis ir pan.). Svarbiausia objekto savybė yra jo pavadinimas, tačiau pilnam kokybiniam jo apibūdinimui vien pavadinimo neužtenka. Kuo išsamiau ir detaliau aprašomas objektas, tuo lengviau jį atpažinti.
Modeliai. Apibrėžimas. Klasifikacija
Savo veikloje (švietimo, mokslo,meninis, technologinis) žmogus kasdien naudoja esamus ir kuria naujus išorinio pasaulio modelius. Jie leidžia susidaryti įspūdį apie procesus ir objektus, kurie yra neprieinami tiesioginiam suvokimui (labai maži arba, atvirkščiai, labai dideli, labai lėti arba labai greiti, labai toli ir pan.).
Taigi, modelis yra objektas, atspindintis svarbiausias tiriamo reiškinio, objekto ar proceso ypatybes. Gali būti keli to paties objekto modelių variantai, taip pat keli objektai gali būti aprašyti vienu modeliu. Pavyzdžiui, panaši situacija susidaro mechanikoje, kai skirtingi kūnai su medžiaginiu apvalkalu gali būti išreikšti materialiais taškais, tai yra tuo pačiu modeliu (žmogus, automobilis, traukinys, lėktuvas).
Svarbu atsiminti, kad joks modelis negali visiškai pakeisti pavaizduoto objekto, nes jis rodo tik kai kurias jo savybes. Tačiau kartais, sprendžiant tam tikras įvairių mokslo ir pramonės krypčių problemas, modelio išvaizdos aprašymas gali būti ne tik naudingas, bet ir vienintelis būdas pristatyti ir ištirti objekto savybes.
Modeliavimo elementų taikymo sritis
Modeliai atlieka svarbų vaidmenį įvairiose žmogaus gyvenimo srityse: mokslo, švietimo, prekybos, dizaino ir kitose srityse. Pavyzdžiui, nenaudojant jų neįmanoma suprojektuoti ir surinkti techninių prietaisų, mechanizmų, elektros grandinių, mašinų, pastatų ir pan., nes be išankstinių skaičiavimų irpiešinio sukūrimas, neįmanoma išleisti net paprasčiausios dalies.
Modeliai dažnai naudojami švietimo tikslais. Jie vadinami aprašomaisiais. Pavyzdžiui, iš geografijos žmogus, tyrinėdamas Žemės rutulį, suvokia Žemę kaip planetą. Vizualiniai modeliai aktualūs ir kituose moksluose (chemijoje, fizikoje, matematikoje, biologijoje ir kt.).
Savo ruožtu teoriniai modeliai yra paklausūs gamtos ir tiksliųjų mokslų (biologijos, chemijos, fizikos, geometrijos) studijose. Jie atspindi tiriamų objektų savybes, elgesį ir struktūrą.
Modeliavimas kaip procesas
Modeliavimas – tai pažinimo metodas, apimantis esamų ir naujų modelių kūrimą. Šio mokslo žinių objektas yra modelis. Modelių tipai klasifikuojami pagal įvairias savybes. Kaip žinote, bet kuris objektas turi daug savybių. Kuriant konkretų modelį išryškinami tik patys svarbiausi uždaviniui spręsti.
Modelių kūrimo procesas yra meninė kūryba visa savo įvairove. Šiuo atžvilgiu praktiškai kiekvienas meno ar literatūros kūrinys gali būti laikomas tikro objekto modeliu. Pavyzdžiui, paveikslai yra tikrų peizažų modeliai, natiurmortai, žmonės, literatūros kūriniai – žmonių gyvenimo modeliai ir pan. Pavyzdžiui, kuriant orlaivio modelį, siekiant ištirti jo aerodinamines savybes, svarbu jame atspindėti originalo geometrines savybes, tačiau jo spalva visiškai nesvarbu.
Tuo pačius objektus skirtingi mokslai tyrinėja skirtingais požiūriais, todėl skirsis ir jų tyrimo modelių tipai. Pavyzdžiui, fizika tiria objektų sąveikos procesus ir rezultatus, chemija – cheminę sudėtį, biologija – organizmų elgseną ir struktūrą.
Modelis ir laiko veiksnys
Kalbant apie laiką, modeliai skirstomi į du tipus: statinius ir dinaminius. Pirmojo tipo pavyzdys – vienkartinė asmens apžiūra klinikoje. Jame rodomas jo sveikatos būklės vaizdas šiuo metu, o jo medicininis įrašas bus dinamiškas modelis, atspindintis per tam tikrą laiką organizme vykstančius pokyčius.
Modelis. Modelių tipai pagal formą
Kaip jau aišku, modeliai gali skirtis skirtingomis savybėmis. Taigi visus šiuo metu žinomus duomenų modelių tipus galima suskirstyti į dvi pagrindines klases: materialųjį (objektyvųjį) ir informacinį.
Pirmajame vaizde perteikiamos fizinės, geometrinės ir kitos materialios formos objektų savybės (anatominis modelis, gaublys, pastato modelis ir pan.).
Informacinių modelių tipai skiriasi įgyvendinimo forma: ženklinis ir vaizdinis. Figūriniai modeliai (nuotraukos, piešiniai ir kt.) yra vaizdinės objektų realizacijos, užfiksuotos tam tikroje laikmenoje (nuotraukoje, filme, popieriuje ar skaitmeninėje).
Jie plačiai naudojami ugdymo procese (plakatai), tiriant įvairiusmokslai (botanika, biologija, paleontologija ir kt.). Ženklų modeliai yra objektų realizavimas vienos iš žinomų kalbos sistemų simbolių pavidalu. Jie gali būti pateikiami formulių, teksto, lentelių, diagramų ir pan. Pasitaiko atvejų, kai kuriant simbolinį modelį (modelių tipai tiksliai perteikia turinį, kurio reikia tam tikroms objekto savybėms tirti) vienu metu naudojamos kelios gerai žinomos kalbos. Pavyzdys šiuo atveju yra įvairūs grafikai, diagramos, žemėlapiai ir panašiai, kur naudojami ir grafiniai simboliai, ir vienos iš kalbų sistemų simboliai.
Siekiant atspindėti informaciją iš įvairių gyvenimo sričių, naudojami trys pagrindiniai informacijos modelių tipai: tinklinis, hierarchinis ir lentelinis. Iš jų populiariausias yra pastarasis, naudojamas įvairioms objektų būsenoms ir jiems būdingiems duomenims užfiksuoti.
Modelio įgyvendinimas lentelėse
Šis informacijos modelis, kaip minėta aukščiau, yra labiausiai žinomas. Tai atrodo taip: tai paprasta stačiakampė lentelė, susidedanti iš eilučių ir stulpelių, kurių stulpeliai užpildyti vienos iš žinomų pasaulio gestų kalbų simboliais. Lentiniai modeliai naudojami objektams, turintiems tas pačias savybes, apibūdinti.
Jų pagalba įvairiose mokslo srityse galima sukurti tiek dinaminius, tiek statinius modelius. Pavyzdžiui, lentelės su matematinėmis funkcijomis, įvairi statistika, traukinių tvarkaraščiai ir pan.
Matematikamodelis. Modelių tipai
Matematiniai modeliai yra atskiras informacijos modelių tipas. Visų rūšių matematiniai modeliai dažniausiai susideda iš lygčių, parašytų algebros kalba. Šių problemų sprendimas, kaip taisyklė, yra pagrįstas lygiaverčių transformacijų, prisidedančių prie kintamojo išraiškos formulės pavidalu, paieškos. Taip pat yra tikslūs kai kurių lygčių (kvadratinės, tiesinės, trigonometrinės ir pan.) sprendiniai. Dėl to joms išspręsti reikia taikyti apytikslio nurodyto tikslumo sprendimo būdus, kitaip tariant, tokius matematinių duomenų tipus kaip skaitiniai (dalybos per pusę metodas), grafiniai (grafikų braižymas) ir kt. Padalinimo per pusę metodą patartina naudoti tik su sąlyga, kad žinoma atkarpa, kai funkcija tam tikroms lygties šaknies reikšmėms ima polines reikšmes.
Ir braižymo metodas yra vieningas. Jis gali būti naudojamas ir aukščiau aprašytu atveju, ir situacijoje, kai sprendimas gali būti tik apytikslis, o ne tikslus, vadinamojo „grubaus“lygčių sprendimo atveju.
