Системні особливості моделей інформаційних систем

В основі моделювання знаходяться інформаційні процеси: створення моделі грунтується на інформації про реальний об'єкт, що моделюється; в процесі моделювання отримується нова інформація про систему; суттєве місце займає опрацювання та інтерпретація отриманої інформації; в процесі реалізації експериментів на моделі вводиться керуюча інформація.

Характерною особливістю моделей інформаційних систем є експериментування на моделі з метою підтвердження висунутих гіпотез або обгрунтування необхідних дій у різних ситуаціях (тобто в більшості випадків моделі, що використовуються, є моделями імітаційного типу). В цьому випадку під експериментом розуміють деяку процедуру організації та спостереження певних явищ, що здійснюються в умовах близьких до реальних, або їх імітують. У той же час для створення моделі необхідна деяка первісна інформація, яку можна отримати також шляхом експерименту.

Розрізняють пасивний експеримент, якщо дослідник спостерігає реальний процес (основний метод отримання первинної інформації для побудови моделі інформаційної системи), та активний, якщо дослідник цілеспрямовано планує та проводить експеримент (основний метод отримання нової інформації шляхом експериментування на моделі для інформаційних систем). Основним недоліком пасивного експерименту є те, що таким чином моделюється минуле, а також неможливість або недоцільність виявлення критичних ситуацій. Інформаційні системи як об'єкт моделювання все більш ускладнюються, і, відповідно, моделі отримують нові якості — так, якщо мо­дель призначена для керування, то вона сама входитиме до складу системи, що моделюється, і може розглядатися в якості складної системи. Крім того, така модель може складатися з комплексу підмоделей, що описують різні частини інформаційної системи, або ж розглядають її на різних стратах.

Для моделей інформаційних систем характерні наступні особливості:

Двоїстість мети. З одного боку це мета функціонування власне системи, що моделюється, яка в багатьох випадках описується в вигляді множини критеріїв, що відображають різні її аспекти. З іншого боку, це мета створення моделі (одноразове використання, періодичне використання, використання в контурі управління), що має безпосередній вплив на критерії оцінки адекватності моделі, точності та достовірності модельних результатів.

Складність моделі, яку дуже приблизно можна оцінити на основі загального числа елементів певних типів та взаємозв'язків між ними. Крім того, різноманітність елементів та зв'язків між ними для забезпечення виконання одного з головних кібернетичних принципів — принципу необхідної різноманітності — приводить до побудови моделі у вигляді ієрархічної структури.

Невизначеність інформаційної системи виявляється і в моделі. Оскільки в багатьох випадках ця невизначеність не має характеру стохастичності, необхідно вводити е такі моделі підсистеми експертного типу, елементи штучного інтелекту та передбачати можли­вість маніпулювання з нечіткими множинами. Так, для прогнозування курсу валют з успіхом використовуються моделі персептронного типу.

Особливістю моделей, які працюють в контурі управління, є адаптованість, тобто здатність цілеспрямовано функціонувати в умовах нестаціонарного середовища, що досягається реалізацією вищенаведеного системного принципу адаптації.

Характерною особливістю правильно побудованої моделі є те, що вона відбиває лише ті аспекти реальної системи, які цікавлять дослідника, тобто є в певному сенсі мінімальною.

Основною проблемою моделювання є досягнення оптимального компромісу між адекватністю моделі та її простотою.

Зі зростанням складності моделі зростає ступінь відповідності її до системи, що моделюється, однак разом з цим час отримання результатів та можливості її практичної реалізації зменшуються. Зі спрощенням моделі покращуються її характеристики в часі, однак при цьому можуть бути загублені суттєві аспекти функціонування реальної системи, і модель стане непридатною до використання внаслідок втрати адекватності. Визначення компромісу суттєвим чином залежить від досвіду та знань особи, що приймає рішення. Як стверджують результати досліджень (правило «80 на 20»), в правильно сконструйованій моделі 20% змінних на 80% визначають функціо­нування моделі, а 80% змінних — на 20%. Виходячи з викладеного можна стверджувати, що хоча й існують загальні закономірності побудови моделей інформаційних систем, процес їх побудови не може бути строго формалізованим і значною мірою є мистецтвом.

Метод моделювання широко використовується й на різних етапах проектування та створення інформаційних систем.

На етапі розробки технічного завдання на створення інформацій­ної системи моделі в основному мають описовий характер та переслідують за мету найбільш повно в компактній формі надати інфор­мацію, необхідну розробнику.

На етапах технічного та робочого проектів моделі окремих складових підсистем деталізуються і моделювання служить для розв'язування конкретних задач проектування, тобто вибору оптимального розв'язку з множини припустимих. В основному на цих етапах мо­делі використовуються для синтезу.

Моделювання на етапах впровадження та супроводу системи використовується для імітації можливих ситуацій з метою прийняття обґрунтованих оперативних та перспективних керуючих рішень. Окрім того імітація також широко використовується для навчання та тренування користувачів інформаційної системи.

У процесі еволюції об'єкта керування розвиваються й вдосконалюються інформаційні системи та моделі, що входять до їх складу, і значення моделей в прогнозуванні розвитку реальної системи надзвичайно велике, так як це по суті одна з небагатьох можливостей знайти відпові­ді на питання про стратегію подальшого ефективного розвитку систем.