Моделирование

Материал из Поле цифровой дидактики


Описание Моделирование — это процесс создания упрощенной репрезентации реального объекта, системы или процесса с целью анализа, понимания или предсказания их поведения. Модели могут быть физическими, математическими или компьютерными и служат инструментом для изучения сложных явлений и принятия решений.
Область знаний Моделирование
Авторы Epstein, Wilensky
Поясняющее видео
Близкие понятия Модель
Среды и средства для освоения понятия NetLogo, StarLogo Nova, The model thinker: What you need to know to make data work for you
Ключевые аспекты моделирования
  1. Упрощение: Модели обычно упрощают реальность, выделяя только наиболее важные аспекты.
  2. Анализ и прогнозирование**: Модели помогают исследовать, как система будет вести себя при различных условиях, и предсказывать результаты.
  3. Инструмент для принятия решений: Моделирование помогает принимать обоснованные решения в различных сферах.
Примеры моделирования
  1. Физическое моделирование- Модель моста, сделанная из дерева или пластика, для испытания его прочности и устойчивости.
  2. Математическое моделирование - Уравнения, описывающие движение планеты вокруг звезды, используются в астрономии для предсказания ее траектории.
  3. Компьютерное моделирование- Симуляции погоды, использующие компьютерные программы для прогнозирования климатических изменений.
  4. Многоагентное моделирование (ABM): - Модели, где отдельные агенты (например, покупатели в магазине) взаимодействуют друг с другом и принимают решения на основе своих предпочтений и поведения других агентов. Это может использоваться для анализа рынков, социальных взаимодействий или экосистем.


Smaldino 2020. “How to Translate a Verbal Theory into a Formal Model.” Social Psychology 51 (4)
207–18. https://doi.org/10.1027/1864-9335/a
  • Процесс моделирования может способствовать развитию теории. Моделирование позволяет исследователям уточнять свои предположения, выявлять пробелы в знаниях и проверять свои идеи. Создавая и анализируя модели, исследователи могут получить более глубокое понимание механизмов, лежащих в основе сложных явлений. Разработка моделей — это искусство, требующее практики. Смалдино советует начать с изучения существующих моделей, чтобы получить опыт и понимание основных принципов. Важно экспериментировать с модельными системами, не имея конкретных целей, чтобы освоить различные подходы и методы.

Книги по моделированию

 Description
Agent-Based and Individual-Based Modeling: A Practical IntroductionПодробное руководство по дизайну экспериментов в среде Netlogo с использованием BehaviorSpace и использованием ODD принципов
  • 120px-Behavior_space_flocking.png
An Introduction to Agent-Based Modeling: Modeling Natural, Social, and Engineered Complex Systems with NetLogoВведение в моделирование систем при помощи языка NetLogo (от создателя языка) - использование NetLogo в естественно-научном, инженерном и общественном образовании
Awash in DataЕсть базовые идеи и способы мышления, которые вы можете испытать прямо сейчас — и это то, что, как мы надеемся, даст вам эта книга. Мы будем использовать наборы данных среднего размера — максимум несколько тысяч случаев за раз, вместе с несколькими методами здравого смысла и платформой данных с функцией перетаскивания, чтобы помочь вам получить представление о том, как пахнет наука о данных, за неимением лучшего термина. Когда вы закончите, вы сможете использовать этот «тест на запах», чтобы распознать проблему науки о данных; вы будете иметь лучшее представление о том, что вошло в данные, которые вы видите и используете, что сделает вас более критичным и компетентным гражданином; и вы сможете лучше изучать науку о данных всерьез, если захотите.
Growing Artificial Societies: Social Science From the Bottom Up (Complex Adaptive Systems)Первая книга о выращивании искусственных сообществ. В книге представлена модель Sugarscape - простое искусственное общество, в котором агенты живут на двухмерной сетке и взаимодействуют друг с другом на основе правил, регулирующих передвижение, размножение и торговлю. Модель Sugarscape служит основой для изучения различных социальных явлений, таких как возникновение распределения богатства, передача культуры, сотрудничество и конфликты.
  • 120px-Lorenz_ginni.png
  • Individual-Based Models of Cultural Evolution: A Step-by-Step Guide Using RКнига показывает как создавать агентно-ориентированные модели или ABM культурной эволюции. В тексте книги используется код на языке программирования R. От очень простых моделей основных процессов культурной эволюции, таких как предвзятая передача и культурная мутация, к более сложным темам, таким как эволюция социального обучения, демографические эффекты и анализ социальных сетей.
    Modeling Social Behavior: Mathematical and Agent-Based Models of Social Dynamics and Cultural EvolutionСоциальные, поведенческие и когнитивные науки исторически полагались на силу слова. Слова имеют силу. Богатые аналогии могут найти отклик в умах читателей и пролить свет на тайны природы. Я говорю о вербальных теориях, описательных объяснениях сложных явлений. Большинство теорий, вероятно, более точны, чем поэтичны, но они, как правило, опираются на свойство большинства языков, согласно которому фраз могут нести в себе несколько возможных импликатур — рассмотрим, например, такие слова, как «восприятие», «категория», «идентичность», «тождественность» обучение» и даже «реакция» достаточно двусмысленны, чтобы допускать множество интерпретаций. То есть язык по своей сути (и адаптивно) расплывчат и двусмыслен. В конечном счете, это проблема для ученых, потому что нам нужно предельно четко понимать, о чем мы говорим, чтобы выдвинуть полезные теории Вселенной.
    Thinking Like a TreeThinking Like a Tree (and Other Forms of Ecological Thinking ) Мы можем сказать, что дерево следует стратегии TREE - T- test - пробуй, R - randomly - случайно, E-evaluate - оценивай (определяй, какие из корней нашли лучшую почву), E-elect - выбирай (направление, куда будем двигаться). Конечно, шагающее дерево в действительности не выбирает и не принимает решение, куда двигаться. Но, этот способ размышления о дереве, следующем определенной стратегии поведения, может оказаться полезным.
    Tidy Modeling with RРуководство по созданию и использованию моделей при помощи пакетов из пространства tidyverse: recipes, parsnip, workflows, yardstick, and others.
    Turtles, termites, and traffic jams: explorations in massively parallel microworldКнига "Черепахи, термиты и дорожные пробки: исследования в микромире массово-параллельных вычислений" Децентрализованный подход к феноменам окружающего мира - на основе использования микромира с тысячами черепашек
    Оркестр играет без дирижера: размышления об эволюции некоторых технических систем и управлении имиМир, создаваемый человеком в технических системах во многом похож на тот, который окружает человека в природе. И в искусственном мире техники могут происходить процессы, подобные эволюции живых организмов. Возникают колонии и сообщества технических систем, формируются «сверхорганизмы» типа муравейника, возникают «коллективы», живущие по своим законам.