8. Внутренние свойства элемента µ§ характеризуются вектором параметров

µ§, которые назовем функциональными ( j - параметры ).


Концептуальное математическое описание системного элемента µ§ ( µ§ )

с учетом изложенных выше положений, представим кортежем


µ§ . ( 1 )


Такое описание определим как концептуальную метамодель - КММ функционирования системного элемента µ§.


2.5. Стратифицированный анализ и описание КММ системного элемента

Концептуальные метамодели элемента, основанные на записи ( 1 ), могут образо-

вывать некоторые иерархии. Уровни таких иерархий определяются степенью ( этапами ) конкретизации свойств элемента. Ранжирование КММ ( 1 ) по шкале "Абстрактное - Конкретное" на основе метода стратификации, следовательно, приводит к иерархичес-

кой дедуктивной системе концептуальных метамоделей. Такая система может быть ис-

пользована для математического моделирования конкретных элементов как некоторый исходный базовый инвариант, интерпретируемый в конкретную математическую мо-

дель.

В зависимости от степени конкретизации, сформируем дедуктивную систему, вклю-чающую следующие уровни КММ элемента µ§:

КММ элемента µ§ на теоретико-системном уровне ( ТСУ );

КММ элемента µ§ на уровне непараметрической статики ( УНС );

КММ элемента µ§ на уровне параметрической статики ( УПС );

КММ элемента µ§ на уровне непараметрической динамики ( УНД );

КММ элемента µ§ на уровне параметрической динамики ( УПД ).


Рассмотрим более подробно КММ на каждом из перечисленных уровней.


КММ теоретико-системного уровня


Наиболее общую и абстрактную форму описания функционирования системного

элемента µ§ дает концептуальная метамодель теоретико-системного уровня ( ТСУ ). Это описание включает векторное множество входных воздействий на элемент µ§


µ§


и векторное множество выходных реакций ( откликов ) элемента µ§


µ§.


Кроме того, на рассматриваемом уровне абстракции учитывается факт связности век-

торного множества µ§ с соответствующим векторным множеством µ§ посредством отображения "j". Однако, отображение "j" не указывает каким образом рассматривае-

мые множества связаны.


Таким образом, КММ теоретико-системного уровня задаются тройкой


µ§. ( 2 )


КММ уровня непараметрической статики


Второй уровень представления КММ включает в рассмотрение отображение µ§, определяющее правила преобразования входов µ§ в выходы µ§, т.е. что необходимо сделать, чтобы при условии µ§ получить µ§, адекватное целевому функционированию элемента µ§. В общем случае µ§ - отображение может быть представлено скалярной или векторной функцией, а также функционалом или оператором. Концептуальная метамо-

дель уровня непараметрической статики, следовательно, представляется кортежем вида

µ§. ( 3 )


Раскрытие структуры преобразования вида µ§ является основной задачей КММ уровня µ§ . Рассмотрим в качестве иллюстрации функциональное описание элемента µ§, представленное скалярной функцией µ§, причем: µ§.

Функционирование элемента µ§ ( µ§ ) на УНС описывается как отобра-

жение µ§. Это отображение называется функцией, если оно однозначно. Ус-

ловия однозначности определяются следующим образом. Пусть заданы пары значений

сигналов "вход - выход":


µ§ ( 4 )


Если из условия ( µ§ ), следует, что ( µ§ ), то отображе-

ние µ§ однозначно. Значение величины µ§ в любой из па𠵧 называется функ-

цией от данного µ§ . Общий вид записи функции µ§ позволяет дать формальное

определение функции элемента µ§ в скалярной форме представления


µ§ ( 5 )


Таким образом, КММ ( 3 ) проинтерпретирована в КММ того же уровня, но в скаляр-

ной форме функционального представления. Отметим, что богатство концептуальных метамоделей µ§ функционирования системного элемента µ§ ( µ§ ) на уровне непараметрической статики определяется многообразием ее интерпретаций на матема-

тическом, логическом или логико-математическом языках описания ( представления )

µ§ - отображения.


КММ уровни параметрической статики


Дальнейшая конкретизация КММ функционирования системного элемента µ§

осуществляется за счет включения в рассмотрение функциональных параметров µ§, определяющих статические режимы. Для элемента µ§ рассматриваются три группы параметров

µ§ ( 6 )


где µ§ - совокупность параметров { µ§ } входных воздействий µ§

µ§ - совокупность параметров { µ§ } выходных реакций ( откликов ) µ§

µ§ - совокупность параметров { µ§ } отображения µ§.

Перечни ( номенклатура ) параметров µ§ и их значений определяются для каждого ти-

па конкретной модели µ§ . Для µ§ - отображения, по аналогии со структурными моде- лями, вводится понятие конфигурации. С учетом параметрического описания и интер-

претаций КММ задается четверкой


µ§ ( 7 )


КММ уровня непараметрической динамики


Следующий, четвертый уровень конкретизации КММ функционирования систем-

ного элемента µ§ определяется учетом в модели его динамических свойств. Динамика элемента µ§ рассматривается в нескольких аспектах. Первый аспект характеризуется реакцией элемента µ§ на динамику изменения входных воздействий µ§

при неизменном отображении µ§, т.е. когда µ§ - скалярная или векторная функция. Второй аспект определяется реакцией элемента µ§ на входные ( статические µ§ или ди-

намические µ§ ) воздействия при времязависимом отображении µ§, т.е. когда µ§ -

функционал или оператор, зависящий от времени µ§.

При изложенных условиях КММ рассматриваемого уровня абстракции представ-

ляется кортежем, включающем следующие четыре компоненты


µ§ ( 8 )


Отметим, что на данном уровне представления КММ время µ§ указывает на факт

наличия динамических свойств, но не характеризует их конкретно.


КММ уровня параметрической динамики


Последний - пятый уровень дедуктивного представления КММ функционирова-

ния системного элемента µ§, определяемый как уровень параметрической динамики, включает все рассмотренные ранее аспекты модели, представляемые кортежем ( 1 )


µ§.


В КММ рассматриваемого уровня выполняются условия концептуальной полноты представления функциональных свойств элемента µ§. Интерпретация та- кой модели на семантическом, синтаксическом, качественном и количественном уров-

нях дает возможность порождать ( генерировать ) любые конкретные математические модели функционирования системного элемента.

Отметим, что выражения ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ), ( 7 ) и ( 8 ) могут быть представлены в форме традиционных аналитических зависимостей вида


µ§ ( 9 )


Выводы


Таким образом, концептуальное метамоделирование функционирования систем-

ного элемента µ§ на основе дедуктивного подхода приводит к пятиуровневой иерархии моделей, представленной на рис. .

Практическое использование представленных выше КММ для моделирования функций системных элементов µ§ осуществляется посредством их ретрансляции в тер-минах выбранного математического языка и последующей интерпретации на четырех перечисленных выше уровнях конкрети


Информация о работе «Лекция по ТТМС (моделирование систем)»
Раздел: Технология
Количество знаков с пробелами: 29007
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 0

0 комментариев


Наверх