Formalizarea modelelor sistemelor

Formalizarea modelelor sistemelor — este procesul de descriere riguroasă a structurii, proprietăților, obiectivelor și comportamentului sistemelor cu ajutorul mijloacelor limbajelor formale: matematice, logice, grafice și altele. Formalizarea este necesară pentru reprezentarea ordonată a obiectelor complexe, efectuarea analizei, prognozarea și construirea sistemelor de control.

Caracteristică generală

Formalizarea asigură:

• ordonarea descrierii elementelor, legăturilor și obiectivelor sistemului;
• univocitatea interpretării modelului;
• posibilitatea analizei reproductibile și a simulării funcționării;
• identificarea regularităților ascunse ale interacțiunii componentelor și mediului.

În analiza sistemică, formalizarea modelelor joacă un rol central în procesul de tranziție de la înțelegerea calitativă a sistemului la cercetarea și gestionarea riguroasă a acestuia.

Etapele formalizării

Procesul de formalizare include:

• Definirea obiectivelor modelării;
• Identificarea elementelor și a legăturilor ținând cont de aspectele funcționării și dezvoltării;
• Structurarea obiectivelor și funcțiilor, reflectând organizarea internă a sistemului;
• Alegerea limbajului formal (matematică, logică, teoria mulțimilor, grafuri etc.);
• Construirea descrierii formalizate a interacțiunilor din interiorul sistemului și dintre sistem și mediu.

Modelul formalizat fixează aspectele esențiale ale obiectului, reflectând atât structura internă, cât și interacțiunea cu mediul înconjurător.

Mijloacele de formalizare

Formalizarea modelelor se realizează cu ajutorul:

• ecuațiilor și inegalităților matematice;
• logicii booleene și schemelor logice;
• grafurilor și modelelor de rețea;
• automatelor de stări și descrierilor algoritmice;
• reprezentărilor topologice și teoretic-mulțimiste.

Alegerea mijlocului depinde de natura obiectului, complexitatea interrelațiilor și scopul cercetării.

Particularitățile formalizării diferitelor tipuri de sisteme

Formalizarea depinde de gradul de organizare al sistemului:

• Sistemele bine organizate — admit o descriere deterministă cu ajutorul modelelor matematice riguroase.
• Sistemele slab organizate — necesită aplicarea metodelor statistice și a modelării stochastice.
• Sistemele autoorganizatoare — sunt descrise prin modele adaptive și dinamice, care țin cont de stochastică și de dezvoltarea structurii.

Luarea în considerare a caracterului de organizare al sistemului este esențială pentru alegerea formei adecvate de formalizare.

Limitările formalizării

• Pierderea potențială a unei părți din proprietățile reale ale sistemului în urma simplificării modelului.
• Aplicabilitatea limitată a modelului în afara condițiilor în care a fost construit.
• Necesitatea unui echilibru între complexitatea modelului și aplicabilitatea practică.

Formalizarea trebuie să urmărească atingerea unei precizii suficiente fără o complicare excesivă.

Semnificația formalizării

Formalizarea reprezintă fundamentul:

• construirii modelelor analitice și numerice;
• elaborării metodelor de control;
• efectuării prognozelor sistemice;
• modelării proceselor de luare a deciziilor;
• evaluării stabilității și dezvoltării sistemelor.

Legătura cu alte concepte

• Sistem
• Model
• Model al sistemului
• Modelare
• Procesul de modelare
• Mediul sistemului
• Comportamentul sistemului