Российский государственный социальный университет Социальное моделирование и

«Российский государственный социальный университет» Социальное моделирование и прогнозирование (специальность журналистика) Заместитель декана факультета информационных технологий, доцент кафедры Ми. И к. т. н. Дмитрий Николаевич Скрипка Москва 2012

Лекция 1 Тема: Общие понятия о моделировании 1. 2. 3. Цели, задачи и содержание дисциплины. Понятие модели. Цели и задачи моделирования. Виды моделей. Основные этапы моделирования. Литература: 1. Ю. М. Плотинский. Модели социальных процессов: Учебное пособие для высших учебных заведений. - Изд. 2 -е, перераб. и доп. - M. : Логос, 2001. -296 с. : ил. ISBN 5 -94010 -045 -7 2. О. И. Мухин. Моделирование систем, тексты лекций, http: //stratum. ac. ru/textbooks/modelir/contents. html 3. М. А. Тухватулина. Основы социального прогнозирования и социального проектирования: практикум, КГТУ, 2011

Содержание дисциплины По видам № Наименование тем Ауд. Лекц. Сем. /Ла Сам. б. 1 Основные понятия моделирования. Виды моделей 5 2 1/- 2 2 Основы системного подхода 5 2 1/- 2 3 Модели циклических и волновых процессов 6 2 2/- 2 4 Элементы теории графов в моделировании 6 2 -/2 2 5 Имитационное моделирование 6 2 -/2 2 6 Общие понятия прогнозирования. 22 Статистическая обработка информации. 6 -/8 8 7 Зачет 16 16 18 Итого 50

Цели и задачи дисциплины Цель: изучить основы техники моделирования, принципы построения моделей, проведение анализа полученных результатов, применению полученных навыков в практической деятельности. Задачи: 1. Научиться формализовывать процессы для последующего построения модели; 2. Рассмотреть процесс создания моделей; 3. Научиться правильно выбирать тип модели; 4. Научиться проверять модели на точность и адекватность. После изучения курса студент должен : • знать принципы моделирования, классификацию способов представления моделей систем; • знать приемы, методы, способы формализации объектов, процессов, явлений и реализации их на компьютере; • достоинства и недостатки различных способов представления моделей систем.

Понятие модели. Цели и задачи моделирования Модель — способ замещения реального объекта, используемый для его изучения. Процесс моделирования есть процесс перехода из реальной области в виртуальную (модельную) посредством формализации, изучения модели (собственно моделирование) и, наконец, интерпретация результатов как обратный переход из виртуальной области в реальную. Если требуется уточнение, эти этапы повторяются вновь и вновь: формализация (проектирование), моделирование, интерпретация. Спираль! Вверх по кругу. Моделирование в познании — это создание модели (схемы, картины) изучаемого явления — связующего звена между этим явлением и исследователем. В отличие от иных сфер действительности, где преобладает вещественное моделирование, в журналистике применяется прежде всего мысленная форма. Журналист в таком случае имеет дело не с реально существующим, а с воображаемым объектом, наделяемым порой чертами, которых у «прообраза» нет (Тертычный А. А. , доктор филологических наук)

Понятие модели. Цели и задачи моделирования Модель вместо исходного объекта используется в случаях, когда: • «эксперимент опасен» — при деятельности в агрессивной среде вместо человека лучше использовать его макет; примером может служить АЭС; • «дорог» — прежде чем использовать идею в реальной экономике страны, лучше опробовать её на математической или имитационной модели экономики, просчитав на ней все «за» и «против» и получив представление о возможных последствиях; • «долговременен» — развитие жизни на Земле — процесс, происходящий миллионы лет, — выгоднее и быстрее на модели; • «кратковременен» — изучать детали протекания процесса получения алмазов взрывом лучше на модели, поскольку такой процесс скоротечен во времени; • «протяжен в пространстве» — для изучения космогонических процессов удобны математические модели, поскольку реальные полёты к звёздам (пока) невозможны ; • «микроскопичен» — для изучения взаимодействия атомов удобно воспользоваться их моделью; • «невозможен» — часто человек имеет дело с ситуацией, когда объекта нет, он ещё только проектируется; • «неповторим» — это достаточно редкий случай, когда эксперимент повторить нельзя; в такой ситуации модель — единственный способ изучения таких явлений. Пример — исторические процессы, — ведь повернуть историю вспять невозможно ; • «ненагляден» — модель позволяет заглянуть в детали процесса, в его промежуточные стадии; при построении модели исследователь как бы вынужден описать причинноследственные связи, позволяющие понять все в единстве, системе.

Понятие модели. Цели и задачи моделирования Вариант 1: соответствие — 100%. Очевидно, что точность решения в этом случае максимальна, а ущерб от применения модели минимален. Но затраты на построение такой модели бесконечно велики, так как объект повторяется во всех своих деталях; фактически, создаётся точно такой же объект путём копирования его до атомов (что само по себе не имеет смысла). Вариант 2: соответствие — 0%. Модель совсем не похожа на реальный объект. Очевидно, что точность решения минимальна, а ущерб от применения модели максимален, бесконечен. Но затраты на построение такой модели нулевые. Вариант 3: компромисс между точностью, адекватностью и затратами на разработку модели и интерпретацию результатов моделирования. При этом обязательно вводятся допущения и рассчитываются вероятностные отклонения параметров модели от реального объекта.

Понятие модели. Цели и задачи моделирования Моделей может быть несколько: приближенная, более точная, ещё точнее и так далее. Модели как бы образуют ряд. Двигаясь от варианта к варианту, исследователь совершенствует модель. Для построения и совершенствования моделей необходима их преемственность, средства отслеживания версий и так далее, то есть моделирование требует инструмента и опирается на технологию. Для построения моделей необходимы: n Инструмент — типовое средство, позволяющее достичь оригинальный результат и обеспечивающее сокращение затрат на выполнение промежуточных операций (имиджи, стандартные библиотеки, мастера, линейки, резинки…). n Технология — набор стандартных способов, приёмов, методов, позволяющий достичь результата гарантированного качества с помощью указанных инструментов за заранее известное время при заданных затратах, но при соблюдении пользователем объявленных требований и порядка. n Среда — совокупность рабочего пространства и инструментов на нем, поддерживающая хранение и изменение, преемственность проектов и интерпретирующая свойства объектов и систем из них.

Понятие модели. Цели и задачи моделирования Целями моделирования являются: • Понимание того, как устроен объект, каковы его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающей средой. Такие модели помогают понять, как устроен конкретный объект, узнать его основные свойства, установить законы его развития и взаимодействия с окружающим миром. В этом случае целью построения модели является познание окружающего мира. • Управление объектом или процессом и определение наилучших способов управления при заданных целях. • Создание объектов с заданными свойствами. • Прогнозирование последствий воздействия на объект.

Понятие модели. Цели и задачи моделирования Модель — способ нахождения ответов на вопросы. Чтобы ответить на поставленный вопрос, модель должна быть преобразована по правилам, обеспечивающим её эквивалентность, к виду, соответствующему ответу на вопрос. Это означает, что модель должна быть сформирована по правилам определённой алгебры (алгебра есть правила преобразования). А процедура, которая помогает применить такие правила к модели, называется методом. Модель — закономерность, преобразующая входные значения в выходные. Выражение: Y = M(X) позволяет решить три вида задач. Прямая задача Обратная задача Задача настройки модели Известно X, M Y, M Неизвестно Y X Решение Y = M(X) X = M – 1(Y) X, Y M M = f(X, Y) Прямые задачи отвечают на вопрос, что будет, если при заданных условиях мы выберем какое-то решение из множества допустимых решений. В частности, чему будет равен, при выбранном решении критерий эффективности. Обратные задачи отвечают на вопрос: как выбрать решение из множества допустимых решений, чтобы критерий эффективности обращался в максимум или минимум.

Виды моделей. Основные этапы моделирования В зависимости от носителя различают модели: Натурные; Мысленные; Математические; Имитационные; Графические, фотографические и так далее. Наиболее информативна - Имитационная модель. Следует различать два понятия — «модель» и «задача» . Модель связывает переменные между собой законами. Эти законы действуют независимо от того, какая сейчас задача стоит перед нами. Модель объективна, она подобна миру, который нас окружает, и содержит в себе информацию об этом. Можно к модели задавать все новые и новые вопросы и при этом не менять модель, но менять задачу. Пра-модель Модель

Виды моделей. Основные этапы моделирования Модели могут принимать различную форму, в зависимости от способа мышления исследователя, его взгляда на мир, используемой алгебры. Использование различных математических аппаратов впоследствии приводит к различным возможностям в решении задач: Феноменологические модели сильно привязаны к конкретному явлению. Изменение ситуации часто приводит к тому, что моделью воспользоваться в новых условиях достаточно сложно. Это происходит оттого, что при составлении модели её не удалось построить с точки зрения подобия внутреннему строению моделируемой системы. Феноменологическая модель передаёт внешнее подобие. Абстрактная модель воспроизводит систему с точки зрения её внутреннего устройства, копирует её более точно. У неё больше возможностей, шире класс решаемых задач. Активные модели взаимодействуют с пользователем; могут не только, как пассивные, выдавать ответы на вопросы пользователя, когда тот об этом попросит, но и сами активируют диалог, меняют его линию, имеют собственные цели. Все это происходит за счёт того, что активные модели могут самоизменяться. Статические модели описывают явления без развития. Динамические модели прослеживают поведение систем, поэтому используют в своей записи, например, дифференциальные уравнения, производные от времени.

Виды моделей. Основные этапы моделирования Дискретные и непрерывные модели. Дискретные модели изменяют состояние переменных скачком, потому что не имеют детального описания связи причин и следствий, часть процесса скрыта от исследователя. Непрерывные модели более точны, содержат в себе информацию о деталях перехода. Детерминированные и стохастические модели. Если следствие точно определено причиной, то модель представляет процесс детерминировано. Если из-за неизученности деталей не удаётся описать точно связь причин и следствий, а возможно только описание в целом, статистически (что часто и бывает для сложных систем), то модель строится с использованием понятия вероятности. Распределённые, структурные, сосредоточенные модели. Если параметр, описывающий свойство объекта, в любых его точках имеет одинаковое значение (хотя может меняться во времени!), то это система с сосредоточенными параметрами. Если параметр принимает разные значения в разных точках объекта, то говорят, что он распределён, а модель, описывающая объект, — распределённая. Иногда модель копирует структуру объекта, но параметры объекта сосредоточенны, тогда модель — структурная. Функциональные и объектные модели. Если описание идёт с точки зрения поведения, то модель построена по функциональному признаку. Если описание каждого объекта отделено от описания другого объекта, если описываются свойства объекта, из которых вытекает его поведение, то модель является объектно-ориентированной

Виды моделей. Основные этапы моделирования (с точки зрения журналистики) Модели в журналистике: 1. Объясняющие и оценивающие варианты деятельности (в целом или отдельные их элементы — цели, средства, условия, результаты), существующие в настоящее время. 2. Объясняющие и оценивающие варианты деятельности (в целом или отдельные их элементы — цели, средства, условия, результаты), существовавшие в прошлом. 3. Прогнозирующие (прогнозные), ориентирующие, организовывающие предстоящую деятельность, что было бы если бы…

Виды моделей. Основные этапы моделирования (с точки зрения журналистики) Методы моделирования в прессе: 1. Описание – применяя этот метод, журналист участвует в моделировании минимально. Он представляет в качестве модели уже существующий образец, предположим, организации экономики страны. Основой описания в данном случае выступает фиксация различных (прежде всего — наиболее существенных) характеристик образца. 2. Аналогия - опираясь на пример, уже существующий в какой-либо сфере деятельности, создает аналогичную модель интересующего феномена. Так, он мог бы, например, создавая свою собственную модель экономического устройства России, исходить из того же «норвежского образца» , но отнюдь не копировать его. 3. Гипотеза – используется в первую очередь тогда, когда автор создает модель будущего явления или феномена, существовавшего в прошлом. И в том и в другом случае он может ощущать явную нехватку конкретных фактов и поэтому заменяет их предположениями (гипотезами). 4. Ассоциация - напоминает метод аналогии, поскольку журналист, создавая собственную модель явления, учитывает уже оправдавший себя образец из какой-то сферы действительности. Однако этот метод более «раскованный» , поскольку предусматривает варианты использования опыта — от полного заимствования до практически противоположного решения в создании модели.

Виды моделей. Основные этапы моделирования (с точки зрения журналистики) Методы моделирования в прессе: 5. Реконструкция – названный метод позволяет «восстановить» события недавнего или далекого прошлого по тем часто немногочисленным или второстепенным данным, которые могут оказаться в распоряжении журналиста. 6. Инверсия – в сознательном преодолении стереотипных подходов в моделировании, в «подвижности» позиции, с которой рассматривается задача. Скажем, если ранее моделируемый объект рассматривался, условно говоря, «снизу» , то теперь «наблюдатель» (журналист) смотрит на него «сверху» , или «сбоку» . Это «проясняет» те детали объекта, которые невозможно было заметить, оставаясь на одной позиции, что позволяет получить более подробную модель. 7. Экстраполяция - Данный метод заключается в переносе (экстраполяции) модели, существенной для одной части целого, на все целое. Скажем, создав модель деятельности коллектива одного из предприятий отрасли, можно расширить ее (экстраполировать) на коллективы всех подобных предприятий той же отрасли. Следует заметить, что применение экстраполяции оправдано лишь в случаях эффективности опыта, рекомендуемого в качестве модели деятельности. 8. Эмпатия - позволяет создать, скажем, модель поведения человека, образ его мышления и пр. Поставив себя на место героя своей публикации, журналист может взглянуть с его позиции на те или иные явления, создать их модель. Метод эмпатии часто применяется при моделировании отношений между героями художественно-публицистических текстов, а также при моделировании исторических ситуаций, действий исторических личностей.

Виды моделей. Основные этапы моделирования Схема процесса моделирования

Виды моделей. Основные этапы моделирования Этапы процесса моделирования

Вопросы для самостоятельной проработки: 1. 2. История социальных моделей. Основные модели в социологии.

Социально значимые свойства информации