Model systému

Model systému — je zjednodušené zobrazení systému, odrážející nejpodstatnější prvky, vazby a procesy důležité pro analýzu, navrhování, řízení nebo pochopení chování systému v určitém kontextu. Model je vytvářen za účelem zkoumání systému bez nutnosti interakce s ním v reálném prostředí.

Obecná definice

Modelování je jedním z ústředních nástrojů systémové analýzy. Model umožňuje:

• zachytit strukturu, funkce a chování systému;
• zkoumat systém za různých podmínek;
• předpovídat reakce systému na různé vlivy;
• vyvíjet a ověřovat řešení před jejich realizací.

Model je vytvářen jako zobrazení objektu, cíle výzkumu a prostředku analýzy. Je mezičlánkem mezi reálným systémem a člověkem, který jej zkoumá nebo řídí.

Vlastnosti modelu

• Adekvátnost — zachycení podstatných rysů originálu.
• Cílová shoda — sestavení s ohledem na cíl modelování.
• Zjednodušenost — nepodstatné detaily pro daný úkol jsou vypuštěny.
• Operacionalita — vhodnost pro analýzu, výpočty a experimenty.
• Interpretovatelnost — srozumitelnost výsledků pro uživatele modelu.

Druhy modelů systémů

Modely lze klasifikovat podle různých hledisek:

Podle stupně formalizace

• Verbální (popisné) — založené na přirozeném jazyce.
• Grafické — schémata, diagramy, bloky, grafy.
• Formální — matematické, logické, algoritmické.
• Simulační — reprodukují dynamiku chování v umělém prostředí.

Podle typu reprezentace

• Strukturální — zachycují prvky a vazby.
• Funkcionální — zobrazují funkce a transformace.
• Dynamické — modelují chování v čase.
• Informační — popisují toky dat a signálů.
• Cílové — zaměřují se na hierarchii cílů a kritéria jejich dosažení.

Podle stupně abstrakce

• Konceptuální — obecné představy a principy.
• Analytické — obsahují formalizované závislosti.
• Počítačové — realizované ve formě programového kódu nebo modelu.

Model jako zobrazení systému

Model systému představuje:

• strukturu — z jakých prvků se systém skládá;
• vazby — jak tyto prvky vzájemně spolupůsobí;
• procesy — jaké činnosti v systému probíhají;
• cíle — k jakým výsledkům systém směřuje;
• kontext — jak systém interaguje se svým prostředím.

Cíle modelování

Modely jsou vyvíjeny za různými účely:

• analýza současného stavu;
• navrhování nového systému;
• výběr optimální varianty řešení;
• predikce chování;
• řízení fungování a rozvoje;
• vzdělávání a přenos znalostí.

Etapy tvorby modelu

1. Formulace úlohy modelování — stanovení cílů a omezení.
2. Výběr typu modelu — v závislosti na cíli a dostupných datech.
3. Identifikace parametrů — určení podstatných charakteristik.
4. Tvorba struktury modelu — popis prvků a vazeb.
5. Formalizace — popis chování pomocí matematických nebo algoritmických prostředků.
6. Analýza a verifikace — ověření správnosti modelu.
7. Interpretace výsledků — využití modelu pro rozhodování.

Model a systémové myšlení

Používání modelů přispívá k:

• celostnímu vnímání objektu;
• identifikaci klíčových faktorů;
• vymezení struktury a příčinno-důsledkových vazeb;
• přechodu od empirického porozumění k formalizované analýze.

Model v životním cyklu systému

V různých fázích životního cyklu se uplatňují různé modely:

• ve fázi navrhování — konceptuální a technické modely;
• ve fázi provozu — operační modely pro řízení;
• ve fázi rozvoje — prognostické a scénářové modely.

Příklady modelů

• Diagramy toků a architektonická schémata;
• Matematické modely řízení (například stavové rovnice);
• Simulační modely;

Vazba na další pojmy

• Systém — objekt modelování;
• Funkce — realizace činnosti v modelu;
• Proces — dynamická část modelu;
• Cíl — určuje zaměření modelu;
• Hranice systému — vymezují oblast pokrytí modelu;
• Prostředí systému — vnější kontext modelování.

Viz také

• Modelování
• Systém
• Funkce
• Struktura systému
• Systémová dynamika
• Model černé skříňky