تعریف مدل

مدل[1] نمادی از واقعیت است که مهمترین ویژگی­های دنیای واقعی را به صورتی ساده و کلی بیان می­کند. مدل­ها ابزارهایی عملی هستند که می­توان به کمک آنها به درکی از واقعیت البته نه کل آن بلکه بخش مفید و قابل فهم آن دست یافت. مدل­ها می­توانند درک چگونگی رفتار یک سیستم را میسر سازند و از این لحاظ حائز اهمیت هستند. (رفاهی، 1381). یک مدل می­تواند یک تئوری ، قانون، فرضیه و یا ترکیبی سازمان­یافته از اطلاعات باشد. مدل­ها به عنوان ابزارهایی تعریف می­شوند که می­توانند مشاهدات را به ایده­های تئوری تبدیل نمایند. (دهقانیان و همکاران، 1379) . به طور کلی می­توان گفت که مدل سیستمی است که رفتار سیستم دیگر را بازگو و پیش­بینی می­کند. (گودرزی نژاد، 1373).

عملکرد مدل ها

می­توان موارد زیر را برای توضیح عملکرد یک مدل در نظر گرفت:

الف : توانایی درک پدیده­های پیچیده از طریق ساده­سازی آن پدیده در مقیاسی کوچکتر

ب: اراده چارچوبی برای تعریف، جمع­آوری، تدوین یا پردازش اطلاعات

ج: سازمان­دهی و طبقه­بندی حجم زیادی از داده­ها

د: تفسیر چگونگی رخ­دادن یک پدیده

ه: مقایسه یک فرآیند پیچیده با یک فرآیند دیگر ساده

ی: کاهش هزینه­های تحقیقاتی ، انرژی و زمان لازم برای اندازه گیری­های عملی

طبقه بندی مدل ها

محققین مختلف طبقه­بندی­های گوناگونی را از مدل­ها ارائه داده­اند که در جدول ذیل پاره­ای ازآنها ذکر می­شود.



عکاف و همکاران
1- تصویری[2] (نقشه ها، عکس­های هوایی، تصاویر ماهواره­ای )

2- قیاسی (در این مدل­ها از شباهت یک سیستم با سیستم تحت بررسی استفاده می شود.)

3- نمادین



کورلی
1- ریاضی

2- تجربی

3- طبیعی







گرگوری و والینگ (1973)
1- فیزیکی

2- قیاسی (آنالوگ)


3- دیجیتال
الف- فیزیکی

ب- آماری



ج- تجربی
1- جعبه سیاه

2-جعبه خاکستری

3- جعبه سفید




جدول1-1- طبقه­بندی مدل­ها از دیدگاه محققین گوناگون (رفاهی – با تجدید نظر مهندس حسین اسدی، 1382)

در طبقه بندی گرگوری و والینگ (1973) همانطور که در جدول ملاحظه مي­شود، انواع مدل­ها را به شرح زیر طبقه­بندی می­کنند:

الف- مدل­های فیزیکی : این مدل­ها که مدل­های سخت­افزاری کوچک – مقیاس نیز نامیده می­شوند معمولا در آزمایشگاه ساخته می­شوند و فرض می­شود که بین مدل و دنیای واقعی شباهت دینامیک وجود دارد.

ب- مدل­های قیاسی (آنالوگ) : در این مدل­ها شباهت سیستم­های الکتریکی یا مکانیکی با سیستم تحت بررسی استفاده می­شود به عنوان مثال از جریان الکتریسته برای شبیه­سازی جریان آب استفاده می­شود.

ج- مدل­های دیجیتال : این مدل­ها بر اساس استفاده از کامپیوترهای دیجیتال به­منظور استفاده از کامپیوترهای دیجیتال به­منظور پردازش مقادیر بسیار زیاد داده­ها می­باشند که خود به سه گروه تقسیم می­شوند:

1- مدل­های با مبنای فیزیکی : این مدل ها برای توضیح فرایندهای مورد نظر بر اساس روابط ریاضی بنا شده و از قوانین بقاء جرم و انرژی بهره می­جویند.

2- مدل های آماری: در این نوع مدل­ها بر اساس خصوصیات آماری داده­های نمونه­گیری شده موجود، داده­های مصنوعی متوالی ساخته می­شود. این مدل­ها برای ایجاد داده­هایی که به­عنوان ورودی مدل های تجربی و مدل­های با مبنای فیزیکی مورد نیازند.

3- مدل های تجربی : این مدل­ها براساس روابط معنی­دار بین متغیرهای مهم مفروض در جاییکه داده های مبنایی مناسب وجود دارد، استوارند.(رفاهی، 1382) برای بدست آوردن این مدل ها به سه روش تجزیه و تحلیل عمل می شود:

الف- جعبه سیاه : در این مدل­ها فرآیندهای داخل مدل بخوبی شناخته­شده نیستند . (علیزاده 1368)

. در مدل­های جعبه سیاه تنها ورودی و خروجی­ها مورد بررسی قرار می­گیرند به عبارت دیگر این­گونه مدل­ها بدون اینکه روابطی ریاضی بین متغیر های ورودی و خروجی دهند تنها مقدار خروجی مطلوب را بر آورد می کنند که این امر کار تفسیر و بررسی میزان تاثیر هر یک از متغیرهای ورودی را بر مقادیر خروجی مدل برای کاربر مشکل می­سازد. مدل­های شبکه عصبی مصنوعی همان­طور که در این فصل توضیح داده­خواهد­شد، جزو این دسته از مدل­ها قرار می­گیرند و به­همین­دلیل علی­رغم اهمیت سایر تقسیم بندی ، از آنجایی که مدل مورد استفاده در این پژوهش با تقسیم­بندی گرگوری و والینگ مطابقت داشت این تقسیم­بندی توضیح داده شد و از توضیح سایر طبقه­بندی­های صرف­نظر گردید.

ب- جعبه سفید: در این گونه مدل­ها کلیه فرآیندهای داخل سیستم شناخته­شده­اند. (علیزاده ، 1368)

ج- جعبه خاکستری: در این نوع مدل­ها چگونگی کارکرد­های سیستم تا حدی بررسی شده است. (علیزاده، 1368)