Што такое фармалізацыя? Метад фармалізацыі. Паняцце, сутнасць, этапы, вынік, прыклады, віды фармалізацыі

Сёння вельмі часта можна сустрэць шмат каму незразумелы тэрмін «фармалізацыя», прычым у самых розных галінах навукі і тэхнікі. Тым, хто хоча пашырыць гарызонты сваіх ведаў, пажадана зразумець, што такое фармалізацыя. У артыкуле будзе разгледжана сутнасць гэтага тэрміна і практычнае прымяненне працэсу.

Што такое фармалізацыя з навуковай пункту гледжання ў агульным разуменні?

Закранем трохі навуковы аспект. Будзем адштурхоўвацца ад таго, што слова фармалізацыя паходзіць ад слова "фармальнасць", гэта значыць з'яўляецца ўмоўным, а часам нават абстрактным паняццем, якія дазваляюць растлумачыць прыроду неіснуючага аб'екта або з'явы і спрагназаваць яго ўласцівасці ў пэўным асяроддзі пры зададзеных пачатковых умовах.

Лінгвістыка любога сучаснага мовы абсалютна не супадае з выразам лагічных формаў або прыродай мыслення. Такім чынам, логіка сама па сабе вымушаная выкарыстоўваць нейкія адцягненыя паняцці, каб апісаць тое ці іншае з'ява. Так і з'яўляецца адноснае паняцце фармальнасці таго, што адбываецца.

Як ужо няцяжка здагадацца, сутнасць фармалізацыі зводзіцца да таго, каб апісаць або прадвызначыць нейкія ўласцівасці аб'екта або працэсу (нават не існуючага на дадзены момант) і спрагназаваць яго прымяненне ў выпадку з'яўлення ў рэальным свеце. Але гэта агульнае ўяўленне. Само паняцце фармалізацыі куды шырэй. Для пачатку спынімся на кампутарных тэхналогіях, разгледзім, як у свеце электронники прымяняецца дадзенае паняцце.

кампутарная фармалізацыя

Калі закранаць тэму кампутараў, метад фармалізацыі такога тыпу з'яўляецца, хутчэй, апрацоўкай зыходна зададзеных умоў, якія дазваляюць з досыць высокай ступенню дакладнасці вызначыць далейшае паводзіны аб'екта або працэсу.

Па такім прынцыпе працуюць практычна ўсе метэаслужбы. Маючы кампутарную мадэль цыклона, можна спрагназаваць яго цыкл і магутнасць над сушай ці над водным прасторай.

Ўспомніце фільм «Паслязаўтра», у якім вучоны прадказаў глабальнае пацяпленне, зыходзячы менавіта з такой методыкі. У яго была распрацаваная кампутарная мадэль, якая дазваляла з пэўнай доляй верагоднасці прадказаць далейшыя падзеі.

Дадзеныя прыклады даступна тлумачаць, што такое фармалізацыя.

Прынцыпы мадэлявання аб'ектаў і працэсаў

Асноўныя метады фармалізацыі - гэта прагназаванне і мадэляванне. Ужываюцца такія тэхналогіі выключна для атрымання канчатковых дадзеных аб аб'ектах або працэсах, якія не вядомыя, але іх можна меркаваць і з высокай дакладнасцю вылічыць.

Калі паглядзець на віды фармалізацыі, практычна ўсе яны зводзяцца толькі да лагічным спекуляцый вылічэннях. Чытачу не складзе працы правесці паралель паміж кампутарным мадэляваннем, доказам тэарэм і т. Д. На аснове аксіём і пастулатаў.

Паглядзіце, бо тая ж тэорыя адноснасці Эйнштэйна таксама можа трактавацца як метад фармалізацыі, бо на практыцы праверыць доказ не ўяўляецца магчымым. У прыватнасці гэта датычыцца канстанты распаўсюджвання святла, запаволення часу на парозе яе дасягнення, павелічэння гравітацыйнай масы аб'екта і скрыўлення прасторы. Рукамі, як той казаў, гэта не памацаць і вачамі не ўбачыш.

Калісьці гэта былі толькі смелыя высновы навукоўца на аснове найпростых досведаў. Сёння ўсё гэта пацвярджаецца афіцыйнай навукай на аснове усё таго ж камп'ютэрнага мадэлявання.

этапы фармалізацыі

Калі разглядаць кампутарныя сістэмы, то першым этапам фармалізацыі з'яўляецца апісанне працэсу. Але тут не выкарыстоўваюцца інструменты звычайнага мовы (літары, словы, словазлучэнні, сказы). Стварыць пэўную матэматычную мадэль можна толькі з выкарыстаннем нейкага алгарытму на аснове абранага мовы праграмавання, але толькі пасля пастаноўкі агульнай задачы.

Іншымі словамі, пры мадэляванні паводзін аб'екта або працэсу сутнасць таго, што адбываецца трэба апісаць чыста матэматычнымі знакамі, ужыўшы матэматычны алгарытм.

Вынікам фармалізацыі з'яўляецца атрыманне аналізу сапраўднага прадказальнага падзеі, якое будзе пасля таго, як доследная тэхналогія будзе прыменена на практыцы або пэўны прыродны працэс ўвойдзе ў стадыю рэальнага праявы.

Далей варта канцэптуалізацыя пастаўленай задачы. Тут ёсць два варыянты: у першым выпадку гэта вызначэнне падыходу ў выглядзе выкарыстання атрыбутаў і прыкмет; другі варыянт мае на ўвазе прымяненне кагнітыўнага аналізу, не кажучы ўжо пра пастаноўку задачы, збору зыходна выкарыстоўваюцца дадзеных, умоў і т. д.

Пасля вызначэння паняццяў і пачатковых умоў вывучаюцца існуючыя ўзаемасувязі паміж аб'ектамі і працэсамі, а таксама так званыя семантычныя адносіны, які прадугледжвае выкарыстанне методыкі лакальнага прадстаўлення.

Далей варта апрацоўка пачатковых дадзеных на аснове абранага алгарытму, пасля чаго выдаецца вынік з указаннем адсотка хібнасці. Як правіла, яна не перавышае 5%, а ў большасці выпадкаў вынік верагоднасці даходзіць да 99%. Любы чалавек ці машына ўсё роўна пакідаюць «запас трываласці» на непрадбачаныя абставіны, бо абсалютна ўсё ўлічыць немагчыма.

Навошта ўсё гэта трэба?

Калі разабрацца, такія прынцыпы дазваляюць вырабляць аналіз паводзін аб'ектаў і працэсаў. Іншымі словамі, можна прадбачыць, як будзе развівацца той ці іншы працэс.

Цяпер ужо зразумела, што такое фармалізацыя. Давайце разгледзім найпросты прыклад.

Прымяненне фармалізацыі на практыцы, найпростыя прыклады

Дапусцім, нейкі спецыяліст распрацаваў новую канструкцыю самалёта. З улікам дарагоўлі праекту будаваць мадэль арыгінальнага памеру без папярэдняга прагнозу яе паводзін у паветры з'яўляецца задачай зусім немэтазгоднай. Больш за тое, правядзенне выпрабаванняў у той жа аэрадынамічнай трубе самалёта памерам з Boeing з'яўляецца абсалютна нерэальнай задачай.

Фармалізацыя дазваляе пры загадзя зададзеных характарыстыках будучага лятальнага апарата (супраціву паветра, бакавога ветру, вышыні і параметраў самой аэрадынамічнай трубы і астатніх характарыстык) змадэляваць палёт без пабудовы мадэлі самалёта.

Яшчэ адным прыкладам можна назваць тэставанне новых машын, якое праводзіцца аўтамабільнымі канцэрнамі. Асноўны метад фармалізацыі ў дадзеным выпадку заключаецца ў тым, што спачатку ўсе яны праходзяць віртуальны тэст, а пасля атрымання станоўчых вынікаў вопытныя ўзоры запускаюцца ў вытворчасць для тэставання ў рэальных умовах.

асноўныя вынікі

Вынік матэматычнага мадэлявання шмат у чым (калі не на ўсе сто адсоткаў, то з верагоднасцю да 95%) можа стаць важкім аргументам на карысць выпуску сучаснай тэхнікі, дапаможа прадказаць надвор'е, нават спрагназаваць грамадскія паводзіны як рэакцыю на падзеі ў свеце.

Так так! Фарміраванне грамадскай думкі ў свеце таксама падпарадкоўваецца сваім уласным законах. Дастаткова ўздзейнічаць на яго ў нужнои кірунку. Сёння ўжо створана нямала праграм, якія дазваляюць спрагназаваць рэакцыю грамадства на тое ці іншае падзея. І гэта далёка не ўсе прыклады фармалізацыі. Калі капнуць глыбей, мы з гэтым сутыкаемся кожны дзень.

Адным з самых яркіх прыкладаў фармалізацыі можна назваць і выяўленне базона Хігса пры сутыкненні элементарных часціц у Вялікім адронным калайдары. А бо раней лічылася, што існаванне гэтай часціцы - чыстай вады тэорыя, прычым абсалютна не даказальна рэальнымі досведамі.

заключэнне

Як бачым, у паняцці фармалізацыі, нягледзячы на навуковую складанасць сутнасці працэсу, лёгка разабрацца на прыкладах. Яна ў большасці выпадкаў зводзіцца да выкарыстання нейкіх лагічных ланцужкоў, што прадвызначаюць канчатковы вынік.