Классификация моделей. Типы моделей, используемые в лингвистике

Модель – реальный физический объект или процесс, теоретическое построение, упорядоченный набор данных, представляющие какие-либо свойства исследуемого объекта, процесса или явления, существенные относительно цели моделирования.

Моделирование используется в трех разных сферах деятельности человека – в научном познании, обучении (образование) и создании искусственных систем. На основе моделей строится теория. А теорию объясняют с помощью моделей.

Классификация – это распределение однотипных объектов в соответствии с выделенными свойствами (признаками, категориями, классами).

По цели моделирования

1. Модели, используемые в научном познании, разрабатываются для понимания проблемы.
2. Модели, используемые в образовании, разрабатываются для передачи известных знаний.
3. Модели, используемые для создания систем, представляют собой модели исследовательского или нормативного характера, связаны с проектированием.
4. Модели, используемые в управлении системами, показывают изменение состояния объекта управления в зависимости от изменения параметров самого объекта. Используются в экономике, психологии, социологии, робототехнике.

По степени неопределенности

1. Детерминированные (определенные) – это модели, для которых известны законы, по кото­рым изменяется или развивается объект.
2. Вероятностные – строятся на основе обработки статистической неопределенности и некоторых видов нечеткой информации.

По зависимости от времени

Статические – неизменяемые во времени.

Структурные модели – это модели состояния, которые отражают совокупность составных частей прототипа и его собственные свойства. Примерами структурной модели являются: чертеж, блок-схема алгоритма, таблица Менделеева и др.

Динамические – изменяются во времени, как правило, строятся на основе решения дифференциальных уравнений и служат для решения задач управления и прогнозирования.

Функциональные модели – это модели процесса, которые отражают, как изменяется состояние прототипа с течением времени. Примеры: компьютерная визуализация процесса, макет, демонстрирующий работу чего-либо, протез и др.

По назначению моделей:

1. Описательные – описывают существо явления, объекта, процесса.
2. Имитационные – процесс описывается статистическими закономерностями. Используются при расчетах возможных путей развития тех или иных процессов (эпидемии заболеваний, атомные процессы и т.д.)
3. Оптимизационные – необходимы для выбора наилучших значений параметров реального процесса (планирование, управление)
4. Эталонные – позволяют, при использовании, получать заранее известные результаты.
5. Прогностические – позволяют прогнозировать некоторые события и явления (погода, разлив рек, модель «ядерной зимы» академика Н.Н. Моисеева)
6. Игровые – используются как тренажеры, или в качестве средств отдыха или обучения.

По отношению к материальному миру

Натурные (материальные) модели:

1. Подобия (игрушка, манекен, фотография);
2. Тренажеры – устройства, имитирующие некоторую ситуацию, требующую принятия решений и действий, и позволяющие отрабатывать методы ее разрешения (тренажеры для подготовки летчиков, водителей и т.д.);
3. Эрзацы (протезы, заменяющие и частично выполняющие функции настоящих органов).

Информационные (нематериальные) модели:

1. Непрерывные (математическая функция, график функции);
2. Дискретные (знаковые):

• формализованный язык (компьютерная программа, нотная запись и др);
• неформализованный язык (описание, характеристики, толкования и др.).

Построение знаковой модели является обязательным этапом решения практической задачи с помощью компьютера.

По возможности проверки результатов

Проверяемыми являются те модели, у которых результат их использования может быть соотнесен (сравнен) с прототипом.

Для проверяемых моделей можно определить понятие точности как количественной меры, отражающей соотношение результатов моделирования и реальности. По измеренной точности можно сопоставить проверяемые модели между собой.

Непроверяемые модели невозможно сопоставить с реальным прототипом. Примером модели может являться религия, если рассматривать ее как модель происхождения и устройства мира. Примеры моделей: трактовка замысла художника как модель произведения, описание увиденного, суждение о чем-либо.

Данная классификация не исчерпывает всего многообразия существующих моделей и отдельных особенностей. Решение практической задачи на компьютере требует построения информационной, знаковой, проверяемой модели

При использовании ин­формационных технологий в лингвистике выделяют следующие типы моделей.

Структурные модели служат для изучения и описания внут­реннего строения некоторого объекта. Например, такая модель строится, если необходимо изучить систему согласных какого-либо языка или устройство речевого аппарата человека.

Функциональные модели позволяют изучать поведение не­которого объекта, течение некоторого процесса или же этапы реализации некоторого явления. Например, функциональная модель строится, если необходимо смоделировать процесс со­здания некоторого текста человеком. Такая же модель создается для объяснения процесса перевода текста с одного языка на другой.

Динамические модели создаются при необходимости найти объяснение некоторых процессов или явлений в их временном развитии. Так, если требуется узнать, как со временем менялось произношение некоторого слова, строят динамическую модель такого процесса.

Особая роль в лингвистике отводится функциональным моде­лям, позволяющим раскрыть суть функционирования языка, ме­ханизма производства и восприятия речи и текста. Нельзя загля­нуть в мозг человека и посмотреть, как в нем осуществляются операции с буквами, звуками, словами, предложениями при все­возможном использовании языка. Поэтому для решения таких за­дач в рамках функциональных моделей выделяют воспроизводящие инженерно-лингвистические модели (ВИЛМ). Они представляют собой компьютерные системы, поведение которых, с одной сто­роны, имитирует поведение реальных лингвистических объектов, а с другой стороны, позволяет хотя бы частично воспроизвести эти реальные объекты.

Существуют разные способы формали­зованного описания объекта, процесса или явления: формулы, таблицы, графики, схемы, наборы предложений естественного языка и г. д. Все эти способы составляют основу алгоритмического решения задач с помощью ПК.

Пример. Модель распределения словоформ какого-либо текста по час­тоте употребления может быть представлена в виде таблицы 1.

Таблица 1.