探讨建模复杂系统计算机建模

论文导读：子数据表建模方式的重视，具有一定重要性和必然性。2复杂系统建模方法分析2.1整体建模法所谓整体建模法，主要对复杂系统的运行状况进行分析。将已经确定的问题域中典型问题视为一个有机整体，实现系统中各个基本要素的相互联系，避免由于人为要素，而对模型的整体性、有效性及多向性造成影响，以更好地认识并表达模型
摘要：该文结合复杂系统建模的概念以及特征等内容，对复杂系统计算机建模的相关问题提出几点个人浅见，以更好地构建元模型软件，发挥复杂系统建模作用。
关键词：复杂系统；建模；元模型；应用
1009-3044(2012)27-6620-02
随着计算机技术在我国的全面发展与运用，在社会、经济、政治等诸多领域得以应用。奠定在计算机应用基础上的复杂系统建模研究，已成为当前广泛关注的重点话题，以下将做具体分析：
1复杂系统建模特征
从以往复杂系统的建模过程来看，主要具备如下应用优势：
1）由于建模人员的自身知识容量有限，如系统模型成长的构成要素、规律等，再加上模型结构的经验匮乏，因此建模过程必须不断完善、不断探索；
2）在复杂系统中，往往存在诸多模糊知识，需要面对非结构化或半结构化等问题；虽然计算机版本的进一步提升，将逐渐实现非结构化、半结构化问题的结构化发展趋势，但是仍有一些问题难以完全转化；
3）在正式建模之前，可能已经存在一些非专业形式的、分散的局部性的知识，而这些知识的子集即可作为建模的初始。随着模型的不断完善，逐渐整合了原本分散的知识体系；
4）在复杂系统的计算机建模过程中，往往需要与必要的元素相集合，以此表达各个元素之间的关系，进而为复杂系统计算机建模奠定基础；
5）对于复杂系统的计算机建模过程来说，一般涉及到多领域的专业系统性工作，同时复杂系统的建模和专业领域的知识较为密切，一般以专业领域的知识体系为主。要求该体系的专家系统充分掌握建模过程的计算机运行方式，可根据实际情况对计算机的模型进行修改，并客观测试数据，以更好地符合系统客观规律。
因此，通过应用建模工具，可更好地实现专业知识向计算机模型的转化，即使非计算机专业人员，也可更好地运用计算机资源和计算机环境。结合以上复杂系统的特征，可知采取整体模型法并加强对电子数据表建模方式的重视，具有一定重要性和必然性。
2复杂系统建模方法分析

2.1整体建模法

所谓整体建模法，主要对复杂系统的运行状况进行分析。将已经确定的问题域中典型问题视为一个有机整体，实现系统中各个基本要素的相互联系，避免由于人为要素，而对模型的整体性、有效性及多向性造成影响，以更好地认识并表达模型使用影响。在应用客观规律以及采取计算机工具实行表达的过程中，应根据实际情况需求随时构建模型，更好地发挥模型作用，客观认知世界的多样性，增强客观规律的运用能力[3-4]。通过采取该种方法，可在诸多未知的领域构建复杂系统模型，并得以应用。

2.2原型建模法

近年来，我国在开发、应用计算机过程中，奠定在“原型法”基础上，获得了诸多有益的开发路线。主要由于计算机技术已经在解决复杂问题领域得以应用，而计算机技术对各种解题的需求更加明显，表现出一定的必要性。而原型法的运用，实际上在系统建模的初期，迅速构成一个可支持运行的模型版本，通过该原型，更好地对上层主管、用户、建模专家等，实现有关模型系统的讨论，并提出切实可行的改进方案，通过层层递进的形式，从多版本中寻找目标的最终模型系统[5]。

2.3元模型建模法

所谓元模型，集合了诸多层次的有效信息；相对元模型的运行状况来看，该模型与客观世界更加接近，在相对狭窄的范围内，对于现实世界的抽象元模型来说，应该是可以转化为计算机模式的概念，同时也可通过元模型软件来检验概念的客观性、完整性。元模型软件的运用，与模型层的抽象层次更高，已成为当前广泛应用的建模软件形式之一，其中也涉及了诸多领域的建模要素软件，一方面为部件要素，另一方面为系统要素。当前较为典型的元模型就是电子数据表或者数据库系统。
以计算机应用的深度与广度为出发点，对于元模型来说，与一般模型相比更具抽象性，同时也可支持更多领域的复杂系统建模方式，这些都离不开建模要素的概况性、抽象性等特征，而不单单依靠模型类型的数量来实现。结合另一层次的抽象度“元特征”，不难发现建模能力也具备完整性，可支持建模过程的直接操作，不需要额外开发建模能力，因此这是一种有效的模型软件。简单来说，通过应用元模型的软件，可更好地支持建模任务便捷性、通用性，并且作为一种“元”特征的模型，可以针对不确定结构的实际情况，完成建模过程。通过元模型，支持更加复杂系统的构建与成长，实现诸多领域的复杂系统模型衔接，也可促进各方面专业人才的相互交流，同时模型也具有重复使用的特征，可对未知的领域进一步探索。而元模型作为当前支持复杂系统计算机建模的一大重要概念，也引导人们以一般性角度为出发点，对建模实践过程进行客观评价和总结，更高层次地预见、分析具体的建模软件，并对建模能力进一步归纳、总结，实现元模型的集合性应用。
应该注意的是，在方法学中提出的任何一种解题方法、解题思路，都涉及到“元”层次问题。因此需要细致分析已经大量存在的元模型软件，具有一定现实意义。而对于元模型来说，内核最大的作用在于实现一个抽象的、飞跃的过程；与数据库相关的基础在于“关系教学”，而随着Lotus的诞生，也预示着电子数据表的诞生并投入使用，这些有效的内核运用，就是通过渐进的方法，积累各种各样的模型，充分体现了人类的思维与智慧。
应用元模型的软件内核，实际上是一个有机融合的抽象集合过程，虽然抽象的要素相对较少，但是能力较强。通过对元模型的有效内核关注与应用，可更好地了解、认知全新元模型软件。当前，有关元模型的研究或者复杂系统计算机建模的研究，具有一定重要意义。一方面，在较为复杂的系统建模过程中，对已有的元模型软件进行观察，客观判断其支持水平，并且在使用过程中深入分析元模型软件；如果已有的元模型软件支持力度不佳，则可通过需求驱动作用，研发更适合、更有效的软件，在当前很多的复杂系统中，建模问题还没有可应用的元模型软件、环境或者工具，而有关元模型的特征，则缺少具有批判性、客观性、比较性的分析；对于相关规范的理解，必须结合实际情况，参考实际软件运行，以更好地促进研究工作开展；另一方面，对于可以作为元模型运用的软件、工具、环境等，也具备一定的有效性和建模能力，可论文导读：
更加客观地归纳、分析并表达。这样，更好地扩展了元模型应用范围，指导建模的客观应用。当开展建立元模型的工作之后，应对其必要性进行分析，以更好地满足客观要求；同时，新构建的元模型除了具备以上功能之外，还要对已有的元模型进行分析，判断其特征、要素及必要性等。但是这一目标的实现，并非以规范性为出发点即可，而是奠定在大量的建模实践基础上，以更好地保障元模型品质[6]-[7]。
3基于元模型的电子数据表软件
应该认识到，无论采取Excel表格或者Lotus等软件，都可以在若干专业领域中完成构建模型过程，如生物工程、医药科学、电子工程等，当前已经提出了应用电子数据表建模的报告。通过运用电子数据表的建模作用，可奠定在单元格应用的基础上，并且客观引用更多的高阶对象，完成求值过程。在当前的电子数据表中，普遍采取VBA一类的面向对象编程语言，以获得事件、方法、属性等三大典型对象要素。通过这一编程过程，可更好地提升电子数据表中建模的智能化水平。结合应用的电子数据表来看，借助元模型，具有以下表现及特征：
1）结合各个领域构建模型的能力与水平。对于电子数据表来说，无论处于哪一摘自：毕业论文小结www.7ctime.com
领域，在自定义的对象层面上，电子数据表体现了一致性的特征；而这一对象层次，包括了工作表、工作簿、单元格等；对于分属于各个复杂系统的对象来说，可以支持相互运算过程。同时，在复杂系统中实现计算机建模，也可支持一个较为简洁的过程，进而导出单一的等效值，逐渐被其他复杂系统、高层模型等引用[8]。
2）复制数据的能力。通过复制数据的作用，可以用于扩展模型，从简单数据构成矢量、矩阵、高阶数据形式；对模型中对象的物理位置进行改变时，可以通过电子数据表维护各个数据对象的逻辑关系；这种模型修改方式具有一定便捷性、安全性，再加上VBA编程的支持，可附加智能化的复制能力，进一步完善数据和模型。
3）通信技术水平。有关引用单元格的能力，既是构成建模的基本要素，也是支持通信的有效方法之一。在元模型中，可实现元对象的简单化、统一化使用，一般涉及到一个统一、协调的机制，完成整个支持与实施过程。在电子数据表中，隐含了诸多扫描求值机制，因此受激对象可以随时应对激励对象的变化，再加上统一的解决对象输入输出关联、通信问题等，具有应用价值。对于建模者来说，只需要引用最少的信息，就可以构建并运行模型，而电子数据表的对象，也可更好地支持统一求值机制，恰是与一般性计算机语言的区别所在。
由上可见，通过应用电子数据表的诸多特征，可构建整体性的模型思想，并支持原型的建模过程，实现多领域、复杂性的系统建模。在实现元模型的基础上，充分了解复杂系统和元模型之间的关系，包括元模型的构成要素、方法等，对于实现复杂系统的计算机建模，具有重要意义。
参考文献：
杨波，徐升华.复杂系统多智能体建模的博弈进化仿真[J].计算机工程与应用，2009（23）.
朱永娇，刘洪刚，郑威.复杂系统基于定性关系的建模与诊断推理研究[J].系统工程与电子技术，2007（6）.
[3]方林波，武红霞，王治强，等.面向对象建模方法在性能建模中的应用研究[J].北京工业大学学报，2009（9）.
[4]梁新元，石庆喜.复杂系统因果图合成建模方法研究[J].计算机工程与应用，2008（21）.
[5]叶超群.多Agent复杂系统分布仿真平台中的关键技术研究[D].国防科学技术大学，2006.
[6]付冲，马希敏，李晖，等.复杂系统混浊行为判别与混浊时间序列的分形建模[J].南京航空航天大学学报，2006（z1）.
[7]王国霞，谢永红.复杂系统的模型聚合及聚合模型中的突现[J].计算机仿真，2011（5）.
[8]李妮.仿真网格中协同建模网格服务研究及实现[J].计算机集成制造系统，2007（9）.