Сущность, содержание и функции моделей и моделирования

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Сущность, содержание и функции моделей и моделирования…………..5

2. Виды моделирования. Математическое, имитационное и компьютерное моделирование…………………………………………………..9

3. Особенности моделирования социальных процессов…………………...13

Заключение……………………………………………………………………….15

Список литературы................................................................................................16

Введение

Моделирование (в широком смысле) является основным методом исследований во всех областях знаний и научно обоснованным методом оценок характеристик сложных систем, используемым для принятия решений в различных сферах социальной деятельности. Существующие и проектируемые системы можно эффективно исследовать с помощью математических моделей (аналитических и имитационных), реализуемых на современных ЭВМ, которые в этом случае выступают в качестве инструмента экспериментатора с моделью системы.

В настоящее  время нельзя назвать область  человеческой деятельности, в которой  в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. Особенно это  относится к социальной сфере, где  основными являются процессы принятия решений на основе получаемой информации. Остановимся на философских аспектах моделирования, а точнее общей теории моделирования.

Методологическая  основа моделирования. Все то, на что  направлена человеческая деятельность, называется объектом (лат. objection - предмет). Выработка методологии направлена на упорядочение получения и обработки информации об объектах, которые существуют вне нашего сознания и взаимодействуют между собой и внешней средой.

Обобщенно моделирование  можно определить как метод опосредованного  познания, при котором изучаемый  объект-оригинал находится в некотором  соответствии с другим объектом-моделью, причем модель способна в том или  ином отношении замещать оригинал на некоторых стадиях познавательного  процесса. Стадии познания, на которых  происходит такая замена, а также  формы соответствия модели и оригинала  могут быть различными:

1) моделирование  как познавательный процесс, содержащий  переработку информации, поступающей  из внешней среды, о происходящих  в ней явлениях, в результате  чего в сознании появляются  образы, соответствующие объектам;

2) моделирование,  заключающееся в построении некоторой  системы-модели (второй системы), связанной определенными соотношениями подобия с системой-оригиналом (первой системой), причем в этом случае отображение одной системы в другую является средством выявления зависимостей между двумя системами, отраженными в соотношениях подобия, а не результатом непосредственного изучения поступающей информации.

Моделирование дает возможность исследовать сложные  системы, части которых описаны  различными математическими методами. Использование моделирования для  изучения социальных процессов позволяет  выявить:

внешние параметры  того или иного процесса;

закономерности, которые не доступны наблюдению в  естественных условиях

связи имитируемых  явлений с теми параметрами, которые  автоматически задаются программой;

поиск параметров, оптимизирующих протекание имитируемого процесса, и т.д.

1. Сущность, содержание и функции моделей и моделирования

В широком  смысле моделирование - многоплановый  метод исследования, один из путей  познания. Оно предполагает исследование реально существующих предметов, явлений, социальных процессов, органических и  неорганических систем. А это значит, что сферы применения моделирования, по существу, неограниченны. Ими охватываются все процессы. Но это вовсе не означает, что моделирование является единственным и исчерпывающим методом  познания, хотя моделирование присуще  всякому познавательному процессу.

Моделирование - это специфическое многофункциональное  исследование. Его главная задача - воспроизвести на основании сходства с существующим объектом другой, заменяющий его объект (модель). Модель - это аналог оригинала. Она должна иметь сходство с оригиналом, но не повторять его, так как при этом само моделирование теряет смысл. Недопустимо и произвольное моделирование; в этом случае оно не дает должного представления об оригинале модели и также не выполняет своей функции.

Общество  не может разумно развиваться, не анализируя себя, различные стороны  своей деятельности, не контролируя  себя, не заглядывая вперед. Но для того чтобы этот анализ был эффективным, он должен опираться на

точные, объективные  данные, т.е. необходима информационная база, социальная информация. Совокупность проблем, поддающаяся количественному  анализу, может быть формализована, выражена языком цифр и обработана на ЭВМ с помощью математического  моделирования. Но далеко не все процессы общества поддаются количественному  измерению и контролю. Социальные отношения отличаются исключительной сложностью, в них взаимодействуют  самые различные факторы, взаимовлияние  которых друг на друга неоднозначно, вариативно; причинно-следственные связи, их интенсивность и характер подвижны и неопределенны.

К тому же следует  учитывать, что все социальные процессы осуществляются людьми, а поступки, мысли, чувства людей не могут  иметь числового отображения. Отсюда - объективно необходимыми становятся различные методы анализа качественного  содержания процессов в социальной сфере.

А значит, необходимы и самые различные модели, функциями  которых являются:

углубление  познания действующих систем, объектов; определение основных параметров, путей  дальнейшего их совершенствования;

проведение  сравнительного анализа оригинала  и модели, выявление качественных характеристик.

Моделирование выполняет и важные эвристические  функции: выявляет негативные тенденции, определяет позитивные пути решения  проблем, предлагает альтернативные варианты. Моделирование выступает, таким  образом, в единстве с прогнозированием, являясь его составной частью.

Условно можно  выделить несколько видов (типов) моделей: познавательные, эвристические; модели будущего - прогностические; модели желаемого, заданного состояния. Однако моделирование сложных социальных проблем сочетает в себе все три типа моделей и основные их функции: эвристические, прогностические, прагматические. Многое зависит от цели и способа моделирования, объекта, имеющейся информации, владения методикой, уровня компетентности исследователя.

Цели моделирования. Учитывая остроту и сложность  социальных процессов, моделирование  преследует следующие цели. С одной  стороны отобразить состояние проблемы на данный, момент; выявить наиболее острые "критические" моменты, "узлы" противоречий; с другой стороны определить тенденции развития и те факторы, влияние которых может скорректировать  нежелательное развитие; активизировать деятельность государственных общественных и иных организаций и лиц в  поисках оптимальных вариантов  разрешения социальных задач.

Каким требованиям  должна отвечать модель. Целесообразно  выделить две группы требований. Во-первых, модель должна быть более простой, более  удобной; давать новую информацию об объекте; способствовать усовершенствованию самого объекта. Во-вторых, модель должна способствовать определению или  улучшению характеристик объекта; рационализации способов построения его; управлению или познанию объекта.

Следовательно, правомерно при разработке модели говорить об ее подобии объекту-оригиналу, при  котором, с одной стороны, соблюдается  жесткая целенаправленность, увязка ее параметров с ожидаемыми результатами, а с другой - обеспечивается достаточная "свобода" модели, для того чтобы  она была способной к преобразованию в зависимости от конкретных условий  и обстоятельств, могла быть альтернативной, иметь в запасе наибольшее число вариантов.

В целом модель должна соответствовать следующим  требованиям.

Модель должна удовлетворять требованиям полноты, адекватности и эволюционности. Она  должна обеспечивать возможность включения  достаточно широкого диапазона изменений, добавлений, чтобы было возможно последовательное приближение к модели, удовлетворяющей  исследователя по точности воспроизведения  социального объекта, явления, процесса.

Модель должна быть достаточно абстрактной, чтобы допускать варьирование большим числом переменных, но не настолько абстрактной, чтобы возникали сомнения в надежности и практической полезности полученных на ней результатов.

Модель должна удовлетворять условиям, ограничивающим время решения задачи.

Модель должна ориентироваться на реализацию с  помощью существующих возможностей, т.е. быть осуществимой на данном уровне развития общества.

Модель должна обеспечивать получение новой полезной информации о социальном объекте (явлении, процессе) в плане поставленной задачи исследования.

Модель должна строиться с использованием установившейся терминологии.

Модель должна предусматривать возможность проверки ее истинности, полноты соответствия ее изучаемому социальному объекту, явлению, процессу.

Различают модели материальные и идеальные. Модель является одновременно и средством, и объектом исследования, заменяющим оригинал.

Оценка моделей. Параметры оценки моделей могут  быть различными. Один из них - прогрессивность  модели, означающая, насколько она  по целому ряду моментов является лидирующей. Определение качества модели не такая  простая задача, особенно когда речь идет о моделях социальной сферы.

Прогрессивность модели определяется характеристиками свойств модели, применимой в той  или иной сфере в зависимости  от целей и задач исследователей.

В качестве главных критериев выступают:

новизна отражения (интуитивное отражение, качественное описание, наглядная имитация, системное  воспроизведение);

распространенность - уровень разработанности

Уровень творческого  решения с помощью модели означает степень выполнения гносеологической (познавательной, объяснительной) и  эвристической (прогностической, творческой) функций.

2. Виды моделирования. Математическое, имитационное и компьютерное моделирование

Различают следующие  виды моделирования

концептуальное  моделирование, при котором совокупность уже известных фактов или представлений  относительно исследуемого объекта  или системы истолковывается  с помощью некоторых специальных  знаков, символов, операций над ними или с помощью естественного  или искусственного языков ;

физическое  моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в  объекте оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения  подобия, вытекающие из схожести физических явлений;

структурно-функциональное моделирование, при котором моделями являются схемы (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные  специальными правилами их объединения  и преобразования;

математическое (логико-математическое) моделирование, которое осуществляется средствами математики логики;

имитационное (программное) моделирование, при котором  логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный  в виде программного комплекса для  компьютера компьютерное (вычислительное) моделирование, которое производится средствами компьютерных технологий (средствами вычислительной техники

Перечисленные выше виды моделирования не являются взаимоисключающими и могут применяться  при исследовании сложных объектов либо отдельно, либо в некоторой  комбинации.

Математическое моделирование словосочетание, обозначающее использование математического языка и аппарата для описания и последующего анализа основных свойств социальных явлений и процессов.

Математическое  моделирование дает возможность  заменить непосредственный анализ основных свойств социальных явлений анализом свойств и характеристик математических объектов (моделей). Математическая модель социального объекта представляет собой некоторый набор формальных соотношений между величинами (показателями) модели, разделяемых на параметры и переменные. Параметры модели обычно отражают внешние условия и слабо меняющиеся характеристики. Переменные модели отражают основные для данного исследования характеристики; анализ изменения их значений представляет главную цель моделирования.

Для построения математических моделей используются методы следующих разделов математики: теории дифференциальных и интегральных уравнений; теории случайных процессов; теории исследования операций;

С помощью  дифференциальных уравнений (обыкновенных или в частных производных) строятся детерминистские модели. Теория случайных  или стохастических процессов изучает  явления, управляемые вероятностными законами, и используется для построения вероятностных моделей. Эти модели оказываются достаточно простыми для  аналитических и вычислительных целей и в то же время настолько  содержательными что с их помощью  удается получить существенные результаты. При применении теории исследования операций решаются задачи, которые  позволяют определить оптимальный  вариант развития моделируемой системы.

При математическом моделировании можно выделить два  взаимосвязанных этапа

постановка  задачи и построение модели;

исследование  сформированной модели средствами конкретной математической теории

На первом этапе происходит выбор объекта  моделирования; изучение его структуры  и свойств; выделение основных факторов, влияющих на объект; выбор переменных, параметров модели и математического  аппарата для построения и реализации; построение конкретных математических структур уравнений, алгоритмов и т.п.).

На втором этапе применяют конкретные методы исследования в рамках выбранного математического  аппарата, позволяющие делать выводы об основных чертах поведения моделируемого объекта

Имитационное моделирование. Моделирование рассматривается как имитационное, а соответствующая модель называется имитационной, если она столь сложна, что для получения результатов, касающихся ее поведения, приходится привлекать современные электронно-вычислительные машины (ЭВМ) или, как сейчас чаще говорят, компьютеры. Под имитацией в таком случае понимается проведение на компьютерах различных серий экспериментов с моделями, которые представлены в качестве некоторого набора (комплекса) программ для компьютера. Имитационной является та модель, которая специально предназначена для исследования в режиме имитации, т.е. для сравнения характеристик

Поскольку в  действительности невозможно избежать случайных внешний воздействий  на изучаемый объект, то при имитационном моделировании (при условии привлечения  ЭВМ) особую роль имеет возможность  многократного воспроизведения  моделируемых процессов с последующей  их статистической обработкой. На основе набираемых в ходе компьютерных экспериментов  статистик делаются выводы в пользу того или иного варианта функционирования, или, к примеру, конструкции моделируемого  реального объекта или сущности явления.

Компьютерное моделирование  это метод решения задачи анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели. Суть компьютерного моделирования заключена в получении количественны и качественных результатов на основе имеющейся модели. Качественные выводы, получаемые по результатам анализа позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства сложной системы: ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и др. Количественные выводы в основном носят характер прогноза некоторых будущих или объяснения прошлых значений переменных, характеризующих систему.

Целью компьютерного  моделирования является не только описание существующих явлений в поведении  объекта, но и предсказание его поведения  в нестандартных ситуациях. Одно из основных направлений использования  компьютерного моделирования поиск  оптимальных вариантов внешнего воздействия на объект с целью  получения наивысших показателей  его функционирования.

Этапы компьютерного  моделирования:

выбор целей  моделирования;

построение  объектно-ориентированных моделей  на основе использования инструментальных программных средств

исследование  построенных моделей;

интерпретация результатов исследования в терминах исходной задачи;

анализ полученных моделей на адекватность рассматриваемому явлению. 

3. Особенности моделирования социальных процессов

Моделирование социальных процессов преследует множество  различных целей и задач. Моделирование  позволяет определить оптимальные  размеры, а также предсказать  поведение системы (например, системы  социальной защиты многодетных семей  в условиях рыночных отношений). В  процессе моделирования анализируется  целый ряд факторов, в результате которых обосновываются разные уровни жизни. В отечественной и зарубежной практике принято различать 4 уровня жизни: прожиточный минимум, достаточный, социально необходимый и социально  комфортный. Каждый из уровней жизни  содержит в себе ряд показателей, в связи с чем при моделировании  рассчитываются возможности их осуществления (экономические, организационные, духовные и т.д.); определяются предполагаемые сроки реализации, их прогнозное видение.

Моделирование в социологии это метод исследования социальных явлений и процессов  на их моделях, т. е опосредованное изучение социальных объектов, в процессе которого они воспроизводятся во вспомогательной  системе (модели) замещающей в познавательном процессе оригинал и позволяющей  получать новое знание о предмете исследования.

Имеется два  подхода к построению модели общественных процессов: локальный и глобальный. В локальном случае рассматриваются поведение нескольких индивидов (личностей) или групп и на основе их локального взаимодействия показывается общее развитие общества. Описываются объекты исследования: человек, семья, группа. Задаются возможные состояния объектов, перечислятся факторы внутреннего и внешнего воздействия и определяются правила, по которым объекты моделирования развиваются и взаимодействуют друг с другом и с внешней средой.

При глобальном подходе рассматривается весь социум (этнос, государство, все человечество), исследуются общие для всех характеристики (например политическая система). Как  правило, при глобальном подходе  исследуются большие промежутки времени (несколько десятков или  сотен лет), так как тогда на динамике социума менее сказывается  поведение отдельного человека, партии и т.п. Для изучения выбирается объект исследования, выделяется его структура (элементы, функциональные зависимости, определяется интервал времени век, тысячелетие).

Западные  исследователи рассматривают данные подходы с точки зрения различных  уровней абстракции, говоря о "восходящей" (bottom up) и "нисходящей" (top-down) моделях. В восходящей модели идут от модели индивидуального взаимодействия к модели группового, что в свою очередь ведет к модели общества в целом. А в нисходящем случае, наоборот, от модели общества в целом "спускаются" к моделям группового и индивидуального взаимодействия.

Исходя из вышесказанного строятся соответствующие  математические модели. Выделяются следующие  критерии классификации математических моделей социальных процессов:

тип математического  аппарата, посредством которого осуществляется формализация процесса. Основное различие связано с тем, является ли модель стохастической вероятностной, случайной, то есть характер изменения точно  предсказать невозможно, или детерминистской (определенной, причинно-обусловленной). Другие подклассификации относятся  к типу используемых переменных: непрерывное  или дискретное время; является ли зависимая  переменная непрерывной, или лее  представляет дискретные состояния;

основная  функция моделей процессов в  теоретическом и эмпирическом исследовании. В соответствии с этой основной функцией модели делятся на теоретические  эмпирические.

содержание  анализируемых процессов: процессы в малых и больших группах, процессы индивидуального и группового принятия решений, динамика групповой  структуры и т.д.;

тип концептуализации социального процесса: рассматривается  ли данный процесс как процесс  без управления или как управляемый  процесс Управляемые процесс  можно разделить на процессы целесообразного  поведения рефлексного типа и  процессы целенаправленного поведения  не рефлексного типа.

Заключение

Моделирование - один из важнейших этапов проектной  деятельности. Человечество, имея модели, сознательно ищет и находит пути к выходу. Сначала - охота и собирание, потом - переход к земледелию и  скотоводству, от кочевого до оседлого образа жизни, от сел до городских  поселений; освоения ресурсов Мирового океана и т.д. Моделирование в  широком смысле - многоплановый метод  исследования, один из путей познания. В узком смысле - специальное научное  исследование, предметом которого выступают  перспективы развития явлений.

Одним из важнейших  видов моделирования является социальное моделирование - это предвидение  тенденций и перспектив возможного развития социальных систем, объектов, общественных явлений, процессов на основе построения моделей. Объектом социального  моделирования могут быть все  социальные системы, все явления, протекающие  в обществе. Социальное моделирование - это определение вариантов развития и видов наиболее приемлемого, оптимального, исходя их ресурсов, времени и социальных сил, способных обеспечить их реализацию.

Моделирование является составной частью процесса разработки социального проекта. В  отрыве от проектирования моделирование  теряет свой практический смысл. Социальное моделирование позволяет учитывать  различные варианты движения и развития социальных систем. Выработка верных прогнозов позволяет сделать  более совершенным управление, эффективным - проектирование.

В современных  условиях умение предвидеть и прогнозировать будущее, а следовательно, и влиять на социальные процессы становится также  одним из самых ценных качеств  молодого специалиста.

Список литературы

1. .Логические  основы метода моделирования  / Под ред. Е.С. Геллер. - М.: Издательский  дом «Этносфера», 2008. - 152 с.
2. .Моделирование в науке и технике / Под ред. проф. Ю.Г. Бирюкова. - Ростов-н/Д.: Феникс, 2011. - 376 с.
3. 4.Новик И.Б. Моделирование как метод научного исследования. - М.: Гардарики, 2009. - 149 с.
4. Сафронова В.М. "Прогнозирование и моделирование в социальной работе": М.: 2011
5. Гуц А.К., Коробицын В.В., Лаптев А.А. "Социальные системы. Формализация и компьютерное моделирование" 2010
6. Райцин В.Я. Моделирование социальных процессов 2008
7. Теория социальной работы. Под ред. Е.И. Холостовой. М.: Юристъ, 2001
8. Добров Г.М. Рабочая книга по моделированию: М.: 2008
9. http://www.ideanaroda.ru/4biblioteka/2fond/fondV/zernovmodel. htm
10. http://www.ecsocman.edu.ru/db/msg/54338