 |
|
Метод моделирования
Методы моделирования. Суть их заключается в том, что реальные объекты исследования, заменяются соответствующими объектами-заменителями (моделями[47]), пользуясь которыми можно провести эксперимент, изучить их поведение и т.п.
Можно использовать целую совокупность моделей одного и того же явления, каждая из которых будет отличаться степенью составом и структурой учитываемых характеристик.
Например, вербальные (словесные) модели такого явления как системный анализ могут быть представлены следующим сочетанием определений.
Определение по цели исследования. Системный анализ — это вид целенаправленной исследовательской деятельности, осуществляемой с целью создания оптимального по форме, содержанию, а также уровню детализации и формализации представления имеющихся знаний о сложных системах, являющихся предметом интересов исследователя.
Определение по предмету исследования. Системный анализ — это отрасль научного знания, предметом изучения которой являются наиболее общие закономерности процессов возникновения (создания), существования (функционирования), распада (разрушения) сложных систем, процессов зарождения, развития и разрешения противоречий, а также закономерности синтеза целей в сложных системах, определяемые структурой, характером и динамикой связей между их компонентами.
Определение по методу исследования. Системный анализ — это вид комплексного исследования, использующего в интересах достижения цели методы структурной и функциональной декомпозиции сложных систем, опирающиеся на достижения философии, естественных и гуманитарных наук, а также математики и математической логики.
Определение по субъекту исследования. Системный анализ — это вид исследовательской деятельности, осуществляемой специалистами в области системного анализа, системотехники и системологии, применительно к некоторой сфере деятельности.
Модель должна соответствовать таким требованиям:
1. Достаточно полно отражать особенности и сущность свойств исследуемого объекта, чтобы можно было замещать его при исследовании.
2. Представлять объект в упрощенном виде, но с допустимой степенью сложности для данного вида и цели исследования.
3. Обеспечивать переход от «модельной информации» к реальной.
Моделирование обеспечивает построение формальных и неформальных моделей.
К числу методов построения неформальных моделей относят: методы мозгового штурма; методы модерации[48] рабочих сессий и игротехники; методы экспертного анализа; метод Дельфи; метод сценариев; методы классификации и структуризации проблемной области; методы компактного представления данных (например, диаграммы) и др.
Формальные методы оперируют строгой математической символикой и включают в себя: аналитические методы, вероятностные и статистические методы, теоретико-множественные и логические методы, лингвистические и семиотические методы, графические и иные методы.
Формальные модели, построенные с применением этих методов, получают, как правило, названия, сходные с названиями использованных методов:
- характеристика стабильности модели (статические и динамические модели, модели параметрической, структурной и функциональной динамики т. д.);
- характеристика среды функционирования, степени устойчивости причинно-следственных отношений, степени неопределенности исходных данных (детерминированные, стохастические, логические модели, модели нечеткой логики);
- характеристика целенаправленности системы или процесса (целенаправленные, гомеостатические, нецеленаправленные);
- характеристика состава участников процесса (социальные, организационно-технические, эргономические, экологические, технические и т. п.).
Синонимов для обозначения словесных моделей создано немало: вербальные модели[49]; концептуальные модели; понятийные модели; лингвистические модели; естественно-языковые модели.
Вербальные модели создаются для сокращения неопределенности, компенсации неполноты знаний и формирования гипотезы или набора гипотез:
1) получения на материальном носителе вербального описания:
- структуры системы;
- отношений между элементами;
- функций системы и ее компонентов;
- динамических параметров системы;
- проблемной ситуации;
- совокупности целей и задач деятельности;
- разнообразных ограничений (в том числе — по ресурсам);
- характеристик среды функционирования и возмущающих воздействий;
2) формирования массива исходных данных, используемых на этапе структурирования и формализации знаний о системе;
3) выявления специфики тезауруса, применяемого в данной предметной области (для внешнего эксперта), и упорядочения системы понятий, подлежащих выражению формальными средствами;
4) выявления неполноты системы знаний и организации процесса их пополнения как за счет внутренних ресурсов системы, так и с привлечением внешних информационных ресурсов;
5) установления характера неопределенностей, с которыми придется столкнуться на этапе синтеза формальной модели;
6) поиска базовых закономерностей и аналогий в смежных отраслях, которые могут быть использованы в дальнейшем.
По завершении этапа вербального моделирования становится возможен переход на следующий уровень — уровень логико-лингвистического моделирования, который характеризуется более высокой степенью формализации. При построении логико-лингвистических моделей широко используется символьный язык логики и формализм теории графов и алгоритмов[50].
Одним из видов логико-лингвистических моделей являются сценарии или сценарные модели[51].
Элементами логико-смысловой модели являются высказывания на естественном языке (когнитивные элементы) и связи, существующие между явлениями и объектами, которые отражают эти высказывания. Из совокупности когнитивных элементов и связей получается сеть, описывающая проблемную область. В общем случае семантическая сеть может быть представлена в виде гиперграфа, в котором вершины соответствуют понятиям, а дуги — отношениям.
В зависимости от типов связей, различают классифицирующие, функциональные сети и сценарии.
Логико-смысловая модель представляется в виде связного неориентированного графа, в котором вершины соответствуют высказываниям, а ребра — семантическим связям между ними.
Логические модели по сравнению с логико-лингвистическими представляют собой следующий уровень формального представления. В таких моделях естественно-языковые высказывания замещаются на примитивные высказывания — литералы, между которыми устанавливаются отношения, предписываемые формальной логикой.
Статистическая или теоретико-вероятностная (стохастическая) модель — это модель, в которой обеспечивается учет влияния случайных факторов в процессе функционирования системы, основанная на применении статистической или теоретико-вероятностной методологии по отношению к повторяющимся феноменам.
Аналитическое математическое моделирование — это вид моделирования, в ходе которого основная роль отводится аналитической математической модели, обладающей следующими особенностями:
- аналитическая модель строится на основе некоторой теории или научной гипотезы;
- модель описывает в целом определенный аспект моделируемой системы (процесс в системе) посредством различных математических конструкций (функций или функционалов, алгебраических или дифференциальных уравнений и т. д.);
- модель позволяет получать конечные результаты исследования в виде некоторых формальных соотношений, пригодных для производства количественного или качественного анализа.
Имитационная модель — это комплексное логико-математическое представление системы, реализованное в виде программы, предназначенной для решения на ЭВМ, включающее в себя модели различного типа, и рассматривающее аспект функционирования динамической системы во времени. Данный класс моделей применяется при невозможности строгого аналитического решения задачи или проведения натурного эксперимента.
Частным случаем имитационных моделей являются модели ситуационные[52].
Полемика
Полемика[53] как метод исследования базируется на том, что для установления истины необходимы различные точки зрения и аргументированное обсуждение между их носителями. Полемика помогает находить дополнительные аргументы, оттачивать формулировки, укреплять позиции и мысли, конкретизировать рекомендации, усиливать доказательства.
Основные принципы полемики заключаются в следующем:
· понять позиции и аргументы оппонента;
· избегать абсолютного отрицания суждений оппонентов, сочетать критическое и доброжелательное отношение к мнению оппонентов;
· удерживать вниманием цель самой полемики во время ее проведения (в вопросах, высказываниях, аргументах, доказательстве);
· оценивать суждения, а не их авторов;
· стремиться быть лаконичным и аргументировано выражать свою позицию;
· договариваться о понятиях, которые содержатся доказательствах суждений;
· задавать вопросы, уточняющие позиции участников полемики и побуждающие их доказательнее аргументировать свои суждения;
· не подменять аргументирование только ссылкой на авторитетные мнения;
· не устанавливать истину мнением большинства голосов;
· оперировать понятиями вероятности и доказывать степень вероятности (в основе полемики должны лежать результаты, формулируемые на профессиональной основе);
· не вести полемику по «замкнутому кругу».
Анализ и синтез
Синтезсостоит в соединении, воспроизведении связей отдельных частей, элементов, сторон сложного явления и постижении целого в его единстве. Анализ и синтез тесно связаны друг с другом. Без изучения целого с помощью синтеза невозможно понять частей, элементов, их назначения и функций в составе целого объекта. А без изучения структуры целого с помощью анализа невозможно понять это целое.
Анализпредставляет собой разложение целого, сложного явления или объекта на его составные части, более простые и элементарные. Анализ выполняется исследователем с целью познания структуры изучаемого объекта, его отдельных сторон. Это позволяет исследователю глубже проникнуть в сущность изучаемого объекта. Анализ позволяет обобщить известные факты об объекте исследования.
Виды анализа могут быть представлены таким списком:
графический анализ; факторный анализ; анализ временных рядов; анализ вариаций; дискриминантный анализ; сравнительный анализ; метод главных компонент; причинно-следственный анализ; теоретико-игровое моделирование; структурный анализ; ресурсный анализ; корреляционный анализ; дисперсионный анализ; кластерный анализ; ретроспективный анализ; семантический анализ; анализ показателей эффективности; контент-анализ; логико-лингвистический анализ и др.
Каждый из видов имеет свои сильные и слабые стороны и не способен в равной степени хорошо оперировать со всем многообразием проявлений объектов и процессов, с которыми приходится сталкиваться исследователю.
Основные принципы аналитической деятельности (которые во многих аспектах совпадают с диалектическими принципами) таковы: целенаправленность, актуальность, активность, достоверность, полнота, альтернативность, обоснованность, системность, своевременность, инициативность, объективность, непрерывность, гибкость.
Содержание перечисленных принципов заключается в следующем.
Целенаправленность — ориентация аналитической деятельности на достижение конкретных целей решаемых задач (результатов в практической деятельности).
Системность — комплексный анализ решаемых проблем с учетом их места, роли и взаимосвязей в общей структуре обеспечения деятельности организации (предприятия).
Актуальность — аналитическая деятельность должна вытекать из потребностей практики, иметь высокую степень важности в данный момент, в данной ситуации, для решения конкретной проблемы. Кроме этого, исследования могут проводиться по вопросам не столь актуальным на данный момент времени, но имеющим перспективу развития, могущим осложнить ситуацию в исследуемой области (объекте анализа).
Своевременность — получение и выдача результатов аналитической деятельности в требуемые сроки, в удобном виде и в форме, предназначенной для непосредственного использования адресатом.
Активность — проведение аналитической деятельности и выдача ее результатов независимо от конкретных запросов пользователей с определенным упреждением и элементами прогнозирования. Для обеспечения эффективности исследования необходимо определение динамики развития изучаемой ситуации и предвосхищение возможных негативных последствий, установление и объяснение закономерностей изменения показателей, характеризующих ситуацию, разработка сценариев ее развития и экспертное прогнозирование.
Инициативность — выявление и описание проблем, формулирование задач и способов их решения (в том числе, выходящих за рамки традиционных представлений). Выработка не только оценочных результатов, но и конструктивных предложений и рекомендаций.
Достоверность — учет истинности исходных данных анализа, точности используемых количественных данных, степени объективности и обоснованности выводов, оценок, предложений.
Объективность — отсутствие тенденциозности, беспристрастное отношение аналитика к исследованию и его результатам.
Полнота — использование всей имеющейся информации, относящейся к решаемым задачам. При этом предполагается выдвижение и проверка всех возможных вариантов развития событий, версий о сущности и причинах изучаемого явления, определение закономерностей его развития.
Непрерывность — организация постоянно действующего информационно-аналитического мониторинга обстановки, своевременно и с заданной степенью детализации отражающего основные изменения в исследуемой ситуации.
Альтернативность мнений — наличие у каждого сотрудника аналитического подразделения возможности свободно высказать свое независимое мнение по результатам проведенного исследования и довести его до вышестоящего руководства.
Гибкость — возможность быстрой адаптации к изменениям общественно-политической обстановки без модификации структуры методов и средств реализации аналитической работы — исключительно за счет внесения изменений в метапеременные (систему одобренных — не путать с «декларированных» — обществом ценностей).
Обоснованность — получение аргументированных результатов аналитической работы на основе современных достижений науки, эффективных информационных и аналитических технологий, стремление к объективно истинному и проверенному знанию, использование всего комплекса познавательных принципов.
Принято считать, что системный анализ представляет собой предмодельную стадию в научных исследованиях. Этапы этого процесса состоят в следующем:
1. Определение целей исследуемого процесса, операции и, собственно, исследования. Целевой анализ начинается с формулировки глобальной цели, определении главных целей и заканчивается построением дерева целей и задач.
2. Анализ ограничений, связанных с объективными причинами (ресурсами, а также принципами, принятыми в обществе) и субъективными ограничениями (например, предпочтениями исследователя).
3. Анализ пространства альтернатив. Пространство альтернатив — это совокупность вариантов достижения поставленных целей и условий их реализации.
4. Выбор критериев эффективности. Наличие строгих, сопоставимых критериев, свидетельствующих об успешности решения поставленных задач, позволяет объективировать процесс выбора предпочтительного решения.
5. Синтез адекватной модели. Поскольку различные модели для достижения поставленной цели могут использовать различные методы и привлекать различные ресурсы, требуется, чтобы эти модели позволяли получить однородные показатели эффективности и были в равной степени адаптированы для моделирования различных решений.
6. Планирование и проведение модельного эксперимента. На этом этапе проводится всестороннее исследование предлагаемых методов, исследуется устойчивость получаемых решений к изменениям внешней и внутренней среды системы.
7. Выработка рекомендаций - заключительная часть системного анализа. Она содержит выводы из проведенного исследования и указания по использованию его результатов.
Структурный анализ
Структурный (или топологический) анализ предполагает систематизированное изучение объекта с целью выявления его структуры и основных закономерностей развития. Предполагается, что если система выглядит как нечто известное снаружи и ведет себя аналогичным образом, то внутреннее ее строение и состояние ее элементов подобно известному или наоборот — если известно строение, то может быть предсказано поведение и внешний вид. При этом структура системы устанавливается на основе изучения и описания комплекса наблюдаемых каналов обмена ресурсами.
Наблюдение и анализ морфологии системы выступают методом познания ее структуры и функциональной среды. Морфология системы позволяет исследователям отнести ее к конкретному типу или состоянию.