کاربرد مدل در فهم علل پدیده‌ها
در پست قبل در مورد مدل ذهنی صحبت شد و معایب و مزایای مدل ذهنی عنوان شد. (برای تکرار فعل شد در یک جمله یک پست جداگانه نوشته‌ام.)
همچنین خواندیم که مدل‌ها به چند دسته‌ی ۱-مدل ذهنی ۲- مدل تشریحی ۳-مدل های فیزیکی ۴-مدل های ریاضی و ۵- مدل‌های دینامیکی تقسیم می‌شوند و برای کمتر کردن معایب مدل ذهنی به این مدل‌ها روی آورده‌ایم.
برای حفظ مسیر مطالعه به شکل زیر که اینفوگرافیک مطالعه‌ی تحلیل دینامیک سیستم‌ها است توجه کنید که در قسمت “کاربرد مدل در فهم علل پدیده‌ها” هستیم و ادامه‌ی بحث پست قبل با موضوع مدل ذهنی محسوب می‌شود.
مدل تشریحی
مدل‌های تشریحی بدلی از دنیای واقع هستند که نوشته می‌شوند. به عبارت دیگر مدل ذهنی که روی کاغذ آورده شود مدل تشریحی خواهد شد که مزایای بیشتری نسبت به مدل ذهنی که در فکر یک فرد است خواهد داشت.
مزایای مدل تشریحی:
۱- در دسترس است.
۲- محدودیتی در تعداد عواملی کهه در نظر می‌گیرد ندارد. ( در مدل ذهنی نمی‌توان تعداد متغییر‌هایی خیلی زیادی را در ذهن به صورت همزمان بررسی کرد.)
۳- ماندگار است. در مدل ذهنی پس از عبور از یک مدل به مدل دیگر، مدل قبلی از ذهن پاک می‌شد.
معایب مدل تشریحی
۱- ابهام و برداشت‌های مختلف از آن
۲- استنتاج غیرمطمئن (فرمول یا اثباتی برای نتیجه‌گیری از این مدل نداریم)
مدل‌های ریاضی
مدل کردن رفتار یک هواپیما در تونل هوا با ماکت یک مدل سازی ریاضی است که به بررسی متغییر‌های مختلف به صورت کمی می‌پردازد. این مدل بیشتر در علوم مهندسی استفاده می‌شود.
فرمولهای نسبت سرعت و شتاب و فرمولهای تئوری‌های انیشتین همگی مدل‌های ریاضی از دنیای واقع را بدست می‌دهند.
مزایای مدل‌های ریاضی:
۱- در دسترس هستند
۲- محدودیت در تعداد عوامل و متغییر‌هایی که در نظر می‌گیریم ندارند.
۳- ماندگار اند.
۴- بدون ابهام هستند و به صورت ریاضی نوشته می‌شوند.
۵- استنتاج از آن مطمئن است.
معایب مدل‌های ریاضی
۱- مشکل حل تحلیلی ( حل کردن مدل‌های ریاضی با صدها متغیر به صورت تحلیلی تقریبا غیر ممکن است و به روش‌های عددی ختم می‌شود)
۲- فرضیات ساده کننده ( برای مثال خطی در نظر گرفتن برخی متغیرها برای قابل حل شدن مساله)
مدل‌های دینامیکی
مدل سیستم‌های دینامیکی، بدلی از دنیای واقع هستند که به زبان ریاضی و با روابط غیرخطی از دنیای واقع ارائه می‌شوند.
مزایای مدل دینامیکی
۱- در دسترس هستند
۲- محدودیت در تعداد عوامل و متغییر‌هایی که در نظر می‌گیریم ندارند.
۳- ماندگار اند.
۴- بدون ابهام هستند و به صورت ریاضی نوشته می‌شوند.
۵- استنتاج از آن مطمئن است.
۶- حل آنها از طریق شبیه‌سازی ممکن است.
معایب مدل دینامیکی
سهل و ممتنع بودن ساخت مدل‌های مناسب بدین معنی که مدل کردن دینامیکی یک پدیده در ابتدا سهل و ساده به نظر می‌رسد، اما وقتی می‌خواهیم آن را مدل کنیم، می‌بینیم که چندان هم ساده نیست و موانع زیادی برای انجام آن وجود دارد. برای همین صرف اینکه به یک نرم‌افزار شبیه‌سازی یاد بگیریم به این معنی نیست که می‌توانیم مدل بسازیم.
اول مدل بسازید بعد پیاده‌سازی کنید
سال‌ها قبل زمانی که برنامه‌نویسی تدریس می‌کردم می‌دیدم که دانشجویان با حفظ کردن و مطالعه‌ی خط به خط جزوه‌ها و کتاب‌های برنامه‌نویسی سعی بر پیاده سازی پایان‌نامه‌ای در سطح دکتری فیزیک داشتند. قبل از شروع به یادگیری برنامه‌نویسی یا یک برنامه‌ی شبیه‌سازی به خاطر داشته باشید که این برنامه‌ها معجزه نمی‌کنند و فقط فرآیند به نتیجه رسیدن شما را برای انجام محاسبات طولانی کوتاه می‌کنند. قبل از شروع به برنامه‌نویسی و شبیه‌سازی باید مدل ریاضی یا مدل دینامیکی پروژه‌تان را بر روی کاغذ بیاورید.
کاربرد مدل در فهم علل پدیده‌ها
کاربرد مدل در فهم علل پدیده‌ها
در پست قبل در مورد مدل ذهنی صحبت شد و معایب و مزایای مدل ذهنی عنوان شد. (برای تکرار فعل شد در یک جمله یک پست جداگانه نوشته‌ام.)
همچنین خواندیم که مدل‌ها به چند دسته‌ی ۱-مدل ذهنی ۲- مدل تشریحی ۳-مدل های فیزیکی ۴-مدل های ریاضی و ۵- مدل‌های دینامیکی تقسیم می‌شوند و برای کمتر کردن معایب مدل ذهنی به این مدل‌ها روی آورده‌ایم.
برای حفظ مسیر مطالعه به شکل زیر که اینفوگرافیک مطالعه‌ی تحلیل دینامیک سیستم‌ها است توجه کنید که در قسمت “کاربرد مدل در فهم علل پدیده‌ها” هستیم و ادامه‌ی بحث پست قبل با موضوع مدل ذهنی محسوب می‌شود.
مدل تشریحی
مدل‌های تشریحی بدلی از دنیای واقع هستند که نوشته می‌شوند. به عبارت دیگر مدل ذهنی که روی کاغذ آورده شود مدل تشریحی خواهد شد که مزایای بیشتری نسبت به مدل ذهنی که در فکر یک فرد است خواهد داشت.
مزایای مدل تشریحی:
۱- در دسترس است.
۲- محدودیتی در تعداد عواملی کهه در نظر می‌گیرد ندارد. ( در مدل ذهنی نمی‌توان تعداد متغییر‌هایی خیلی زیادی را در ذهن به صورت همزمان بررسی کرد.)
۳- ماندگار است. در مدل ذهنی پس از عبور از یک مدل به مدل دیگر، مدل قبلی از ذهن پاک می‌شد.
معایب مدل تشریحی
۱- ابهام و برداشت‌های مختلف از آن
۲- استنتاج غیرمطمئن (فرمول یا اثباتی برای نتیجه‌گیری از این مدل نداریم)
مدل‌های ریاضی
مدل کردن رفتار یک هواپیما در تونل هوا با ماکت یک مدل سازی ریاضی است که به بررسی متغییر‌های مختلف به صورت کمی می‌پردازد. این مدل بیشتر در علوم مهندسی استفاده می‌شود.
فرمولهای نسبت سرعت و شتاب و فرمولهای تئوری‌های انیشتین همگی مدل‌های ریاضی از دنیای واقع را بدست می‌دهند.
مزایای مدل‌های ریاضی:
۱- در دسترس هستند
۲- محدودیت در تعداد عوامل و متغییر‌هایی که در نظر می‌گیریم ندارند.
۳- ماندگار اند.
۴- بدون ابهام هستند و به صورت ریاضی نوشته می‌شوند.
۵- استنتاج از آن مطمئن است.
معایب مدل‌های ریاضی
۱- مشکل حل تحلیلی ( حل کردن مدل‌های ریاضی با صدها متغیر به صورت تحلیلی تقریبا غیر ممکن است و به روش‌های عددی ختم می‌شود)
۲- فرضیات ساده کننده ( برای مثال خطی در نظر گرفتن برخی متغیرها برای قابل حل شدن مساله)
مدل‌های دینامیکی
مدل سیستم‌های دینامیکی، بدلی از دنیای واقع هستند که به زبان ریاضی و با روابط غیرخطی از دنیای واقع ارائه می‌شوند.
مزایای مدل دینامیکی
۱- در دسترس هستند
۲- محدودیت در تعداد عوامل و متغییر‌هایی که در نظر می‌گیریم ندارند.
۳- ماندگار اند.
۴- بدون ابهام هستند و به صورت ریاضی نوشته می‌شوند.
۵- استنتاج از آن مطمئن است.
۶- حل آنها از طریق شبیه‌سازی ممکن است.
معایب مدل دینامیکی
سهل و ممتنع بودن ساخت مدل‌های مناسب بدین معنی که مدل کردن دینامیکی یک پدیده در ابتدا سهل و ساده به نظر می‌رسد، اما وقتی می‌خواهیم آن را مدل کنیم، می‌بینیم که چندان هم ساده نیست و موانع زیادی برای انجام آن وجود دارد. برای همین صرف اینکه به یک نرم‌افزار شبیه‌سازی یاد بگیریم به این معنی نیست که می‌توانیم مدل بسازیم.
اول مدل بسازید بعد پیاده‌سازی کنید
سال‌ها قبل زمانی که برنامه‌نویسی تدریس می‌کردم می‌دیدم که دانشجویان با حفظ کردن و مطالعه‌ی خط به خط جزوه‌ها و کتاب‌های برنامه‌نویسی سعی بر پیاده سازی پایان‌نامه‌ای در سطح دکتری فیزیک داشتند. قبل از شروع به یادگیری برنامه‌نویسی یا یک برنامه‌ی شبیه‌سازی به خاطر داشته باشید که این برنامه‌ها معجزه نمی‌کنند و فقط فرآیند به نتیجه رسیدن شما را برای انجام محاسبات طولانی کوتاه می‌کنند. قبل از شروع به برنامه‌نویسی و شبیه‌سازی باید مدل ریاضی یا مدل دینامیکی پروژه‌تان را بر روی کاغذ بیاورید.