На практике прежде чем приступить непосредственно к структурному моделированию обычно
На практике прежде чем приступить непосредственно к структурному моделированию обычно
Практическая работа №7
Примеры компьютерных моделей различных процессов.
Цель работы: знакомство с основными типами информационных моделей, а также ознакомление с основными типами информационных моделей.
В настоящее время метод моделирования активно используется в различных сферах деятельности для решения широкого круга задач, что придает ему статус общенаучного метода познания. В широком смысле под моделированием принято понимать исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей.
Модель (от лат. modulus — мера, образец, норма) является способом организации практических действий, способом представления как бы образцово правильных действий и их результатов, т. е. является рабочим представлением, образом будущей системы.
Таким образом, модели носят нормативный характер для дальнейшей деятельности, играют роль стандарта, образца, под который «подгоняется» в дальнейшем, как сама деятельность, так и ее результаты.
Модель обладает четырьмя характерными чертами:
Для того чтобы создаваемая модель соответствовала своему назначению, недостаточно создать просто модель. Необходимо, чтобы она отвечала ряду требований, обеспечивающих ее функционирование. К таким требованиям относятся:
Процесс моделирования состоит из следующих этапов:
При делении моделей по способу их реализации выделяют материальные и идеальные модели.
Материальные модели функционируют по естественным законам своего природного бытия и в силу этого являются независимыми от деятельности человека. Роль человека заключается в изменении условий существования объекта, а далее изменения происходят независимо от деятельности человека.
Идеальные модели существуют только в деятельности людей и функционируют по законам логики. Они объективны только по своему содержанию (как отражение закономерностей реальной действительности), но субъективны по своей форме и не могут существовать вне этой субъективной формы.
Рассмотрим разновидности этого типа моделей: модели представления и знаковые модели. Знаковые модели хотя и представляют собой материальные, физические объекты, но функционируют они не по законам физического бытия. Существование данной модели невозможно без человека, без его деятельности.
Характерная особенность модели-представления проявляется в научном представлении. Они (представления) являются результатом не только непосредственно чувственного отражения, но и деятельности абстрактного мышления. К представлениям такого рода предъявляется требование: соответствие чувственных элементов представления той системе понятий, в единстве с которой она функционирует.
Выделяют четыре подвида моделей-представлений:
Предварительным условием классификации модели по характеру воспроизведения сторон оригинала является выяснение типов тождества в плане содержательных характеристик. Тождество между моделью и оригиналом должно обязательно устанавливаться по некоторому существенному признаку (или совокупности признаков). К числу наиболее существенных признаков относится материал, из которого изготовлен объект, структура и способ функционирования.
На основании этого выделяют субстанциональные, структурные, функциональные и структурно-функциональные модели.
Субстанциональная модель строится так, чтобы ее субстрат (материал) по всем основным свойствам был идентичен субстрату оригинала, идентичен по физической природе. Способами создания субстанциональной модели являются:
Структурная модель имитирует внутреннюю организацию оригинала и представляет собой одну из сторон любой вещи. Модель, не изменяющая свои свойства во времени, характеризуется статической структурой. Динамическая структура модели отражает закономерные связи элементов системы как функционирующего и развивающегося целого. Динамическая структура как способ связи частей процесса сохраняет его во времени и пространстве, определяет его качественную специфику, делает его тем, что он есть. Различают три основных вида структурной модели организации данных: иерархическая, сетевая и реляционная.
Иерархическая модель данных персонального компьютера
Отличие сетевой модели от иерархической заключается в том, что каждый элемент в сетевой структуре может быть связан с любым другим элементом.
Реляционная модель данных представляет собой набор таблиц, называемых отношениями. Отношения включают атрибуты и кортежи, составляющие соответственно столбцы и строки таблицы. Реляционная модель лежит в основе теории построения баз данных
Модель сетевой структуры
Под функциональной моделью понимается такая модель, которая имитирует способ поведения (функцию) оригинала.
При ее построении следует выделить главную функцию объекта, а также основные и вспомогательные функции, обеспечивающие выполнение главной.
В чистом виде структурные или функциональные модели встречаются очень редко. Обычно исследователь имеет дело со смешанными (структурно-функциональными) моделями. Выбор данного вида модели обусловлен рядом причин, чаще всего тем, что большинство возникающих в исследовании задач имеют комплексный, многолинейный характер.
Сформулируем задачу: смоделировать процесс одного из самых распространенных вариантов перепланировки квартиры — объединение комнаты и кухни. Цель моделирования — определение последствий воздействия на объект (квартира) и принятие решения о возможном ремонте либо об отказе от него.
В процессе формализации задачи приходим к выводу, что следует выделить объекты, составляющие систему «комната—кухня» (предметы интерьера), и определить связи между ними. Сведем такие объекты в табл.
Таблица. Объекты и связи между ними
Диван, шкаф, спортивный тренажер, телевизор, тумбочка.
Холодильник, плита, кухонный стол, кухонный шкаф, мойка.
Связи между объектами
Построим схему связей между объектами, двухсторонние стрелки определяют взаимную связь между объектами, однонаправленные указывают на одностороннюю связь. Дополнить сведения о нашей системе можно методом построения чертежа (плана) будущего объединенного пространства квартиры или разработав таблицу с указанием размеров предметов интерьера и помещений. Подобные методы моделирования нашли широкое применение при использовании систем автоматизированного проектирования, программ, реализующих трехмерную компьютерную графику.
Схема связей между объектами
Теперь можно приступать непосредственно к моделированию с использованием компьютера. Компьютерное моделирование — это процесс конструирования модели реального объекта (системы) и постановки вычислительных экспериментов на этой модели с целью либо понять (исследовать) поведение этой системы, либо оценить различные стратегии (алгоритмы), обеспечивающие функционирование данной системы.
На сегодняшний день существует большое количество программных продуктов для реализации задачи построения и исследования компьютерных моделей. Поэтому в задачи экспериментатора (исследователя) входит выбор нужной программы с необходимым набором инструментов, позволяющих достичь поставленной цели. Поскольку наше исследование носит разовый характер, т. е. мы не будем постоянно заниматься перепланировкой жилых помещений, крайне желательно остановить свой выбор на недорогой (или бесплатной) программе. Еще одним достоинством будущей программы должно быть наличие в ней готовых трехмерных объектов, для того чтобы не тратить время на получение навыков их создания.
Контрольные вопросы и задания
Структурный подход в дизайн-проектировании. Долгова Е. А.
СОДЕРЖАНИЕ
1. СТРУКТУРАЛИЗМ КАК МЕТОД НАУЧНОГО И ФИЛОСОФСКОГО ЗНАНИЯ
1. Методы и формы философского познания
Для любого человека бесконечно важным представляется решение вопросов о том, что же представляет собою наш мир в целом, какова его субстанция, имеет ли он какой-либо смысл и разумную цель, имеет ли какую-либо цену наша жизнь и наши деяния, какова природа добра и зла и так далее.
Словом, человек спрашивает и не может не спрашивать что, почему и зачем. На протяжении своей истории, философия, как наука, ищет ответы на эти вечные вопросы. Как инструмент познания учеными, философами, теоретиками изобретаются методы или способы познания.
«созидание или отражение не являются здесь неким первородным «отпечатком» мира, а самым настоящим строительством такого мира, который походит на первичный»
Именно таким методом исследования является структурализм, подробнее о нем попробуем изложить в следующей главе.
2. Зарождение и развитие структурализма
Возникновение структурализма относится к рубежу 1950-1960-х гг. Основой для структурализма послужила методология структурного анализа, применявшаяся с 1920-х гг. вначале лишь к разработке проблем лингвистики, литературоведения, психологии.
Начало формирования структуралистической методологии традиционно связывают с выходом в свет книги Ф. де Соссюра «Курс общей лингвистики» (1916г.). На основе усвоения заключенных в ней идей была сформирована структурная лингвистика. Соответствующая методология широко применялась и в литературоведении (анализ сказки, поэзии, малой прозы).
Другим важным источником структурализма стал психоанализ З. Фрейда и К.Г. Юнга. Структурализм заимствовал из него понятие бессознательного как универсального внерефлективного регулятора человеческого поведения.
Также отмечается влияние неопозитивизма и раннего постпозитивизма (разработка логических проблем научного знания и метаязыка науки).
В развитии структурализма выделяют три основных этапа:
3. Основные понятия и принцип работы структурализма
«Структурализм учит нас больше любить и почитать природу и населяющих ее живых существ»
Любая структура, которую в структурализме очень часто определяют как модель, должна отвечать трем необходимым условиям:
Таким образом, структура выступает не просто в виде устойчивого «скелета» объекта, а как совокупность правил, следуя которым, можно из одного объекта получить второй, третий и так далее. При этом обнаружение единых структурных закономерностей некоторого множества объектов достигается не за счет отбрасывания отличий этих объектов, а путем анализа динамики и механики взаимопревращений зафиксированных различий в качестве конкретных вариантов единого абстрактного инварианта. [5]
Общими для структурализма можно назвать следующие теоретико-методологические положения:
Можно указать следующие основные процедуры структурного метода:
Прежде, чем начать более подробный анализ исследований в области структурализма таких знаменитых деятелей, как Р. Барт, К. Леви Стросс, обозначим основные понятия, которыми оперирует структурный метод.
Понятия Д. и с. были введены применительно к языку Ф. де Соссюром, резко разграничившим диахроническую и синхроническую лингвистику. Первая из них изучает отношения, которые связывают элементы, следующие друг за другом во времени, не воспринимаемые одним и тем же коллективным сознанием и не образующие систему. Вторая занимается отношениями, которые связывают сосуществующие элементы и образуют систему; эти отношения воспринимаются одним и тем же коллективным сознанием.
С развитием структурализма и распространением его методов на другие области гуманитарного и естественнонаучные знания сфера применения понятий Д. и с. существенно расширилась. [8]
4. Основные представители структурализма, взгляды, суждения
Леви-Стросс Клод (р. 1908), известный французский этнограф и социолог, один из главных представителей структурализма.
Эволюция культуры, согласно его воззрениям, представляет движение к единству чувственного и рационального начал, утраченных современной цивилизацией. Гармония этих начал свойственна первобытному мышлению.
Структурализму известны и другие, менее теоретические и более практические, оправдывающие его обстоятельства. Так называемые первобытные культуры, изучаемые антропологами, преподносят урок того, что реальность может быть значащей как на уровне научного знания, так и на уровне сенсорного восприятия.
Этнологическое исследование стремится к обнаружению порядка во всех регистрах человеческой деятельности с помощью метода структурной антропологии, основывающемся на единстве трех принципов: рассмотрения явлений культуры в синхронном срезе общества, исследования этого явления как многоуровневого, целостного образования; анализа культуры с учетом его вариативности. [8]
Конечным результатом исследования выступает моделирование структуры, которая определяет скрытую логику, присущую как отдельным вариантам явления, так и виртуальным переходам от одного варианта к другому.
Леви-Стросс рассуждает следующим образом. Если исходить из того, что, во-первых, бессознательная умственная деятельность состоит в наделении содержания формой, и, во-вторых, эти формы в основном одинаковы для всех типов мышления, древнего и современного, первобытного и цивилизованного, то можно прийти к заключению о существовании бессознательной структуры, лежащей в основе каждого социального установления или обычая. Это заключение позволяет обрести принцип истолкования, действительный и для других установлений и обычаев. [10]
Ролан Барт вводит понятие структуральный человек:
«В самом деле, можно предположить, что существуют такие писатели, художники, музыканты, в чьих глазах оперирование структурой (а не только мысль о ней) представляет собой особый тип человеческой практики, и что аналитиков и творцов следует объединить под общим знаком, которому можно было бы дать имя структуральный человек; человек этот определяется не своими идеями и не языками, которые он использует, а характером своего воображения или, лучше сказать, способности воображения, иными словами, тем способом, каким он мысленно переживает структуру». [1]
Значение структурализма Р. Барт видит в привнесении переосмысленной, новой модели в жизнь, создание новой категории объекта:
«Построенная таким образом модель возвращает нам мир уже не в том виде, в каком он был ей изначально дан, и именно в этом состоит значение структурализма. Прежде всего, он создает новую категорию объекта, который не принадлежит ни к области реального, ни к области рационального, но к области функционального, и тем самым вписывается в целый комплекс научных исследований, развивающихся в настоящее время на базе информатики. Затем, и это особенно важно, он со всей очевидностью обнаруживает тот сугубо человеческий процесс, в ходе которого люди наделяют вещи смыслом». [1]
Объектом структурализма, Барту видится непременно человек-производитель смыслов:
«Определив единицы, структуральный человек должен выявить или закрепить за ними правила взаимного соединения: с этого момента деятельность по запрашиванию сменяется деятельностью по монтированию». [1]
Среди ученых возникали и возникают споры о структурном методе мышления, его критикуют и даже сам структурализм занимается самокритикой, но несомненно данный метод имеет право на существование, поскольку позволил человечеству взглянуть под новым углом на многие актуальные задачи и проблемы.
Высокая эвристичность применения структурного анализа и методов структурного моделирования к локальным проблемам символической организации культуры несомненна, как, несомненно, и огромное влияние, оказанное структурализмом на развитие проблематики, связанной с семантическим и семиотическим аспектами культуры, систематизацией культурных текстов, анализом генетических процессов в культуре. Именно структурализм способствовал выделению культурной семантики в самостоятельную область наук о культуре, оказал значит, влияние на современные культурно-антропологические исследования, герменевтику, психоанализ. [10]
В следующей главе рассмотрим также применение структурного метода в дизайнерском проектировании, как творческой и проектной деятельности.
2. СТРУКТУРАЛИЗМ В ДИЗАЙН-ПРОЕКТИРОВАНИИ
В данной главе представляется логичным опираться на работу Р. Барта «Структурализм как деятельность», так как есть все основания предполагать, что дизайн-проектирование можно отнести к структурной деятельности. Далее попробуем доказать этот факт, а также четко выявить элементы структурализма в дизайнерской практике.
1. Дизайн как деятельность, понятие структура в дизайн-проектировании
Начинать анализировать форму в теории дизайна целесообразно именно с её структуры, основы, «скелета». То есть можно сделать вывод, что понятие «структура» играет ведущую роль в дизайне.
2. Дизайнер как структуральный человек, черты структурализма в дизайне
Ещё в предыдущей главе мы выяснили, что структуральный человек это человек, который «определяется не своими идеями и не языками, которые он использует, а характером своего воображения или, лучше сказать, способности воображения, иными словами, тем способом, каким он мысленно переживает структуру».[1]
«Структуральный человек берет действительность, расчленяет ее, а затем воссоединяет расчлененное; на первый взгляд, это кажется пустяком (отчего кое-кто и считает структуралистскую деятельность незначительной, неинтересной, бесполезной и тому подобное). Однако с иной точки зрения оказывается, что этот пустяк имеет решающее значение, ибо в промежутке между этими двумя объектами, или двумя фазами структуралистской деятельности, рождается нечто новое, и это новое есть не что иное, как интеллигибельность в целом». [1]
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Также Леви-Стросс говорит о воспитательной и созидательной функции структурализма:
«Дизайнер проектирует, планирует то, что еще отсутствует. Он реализует замысел, создавая нечто новое, расширяя пространство культуры. Одновременно происходит самосозидание, помогающее определить человеку себя и свое место в мире». [13]