مقدمه­ای بر مفهوم مدل

عنوان مقاله: مقدمه­ای بر مفهوم مدل

An Introduction to Model Concept

نویسنده/ مترجم: اکبر قراخانی بهار

Akbar Gharakhani Bahar

آدرس­ پست الکترونیکی نویسنده/ مترجم: [e-mail]

تاریخ تهیه: 1387

ارسال کننده: همفکران جامعه مجازی واژه - تاریخ ارسال: 1387

آدرس­ پست الکترونیکی ارسال کننده:

موضوع اصلی:مدل - موضوع فرعی: مدل­سازی

سه کلیدواژه اصلی به ترتیب اهمیت: مفهوم مدل، نحوه مدل­سازی، انواع مدل

سه کلیدواژه فرعی به ترتیب اهمیت: مدل فیزیکی، مدل مفهومی، مدل ریاضی

 

چکیده مقاله

«مدل»، از جمله مفاهیم عام و همه جانبه در حوزه علم، ریاضیات و تکنولوژی است. مدل، صورت خلاصه و ساده شده­ای از یک چیز است که برای درک بهتر آن چیز ساخته می­شود. مدل یک چیز می­تواند یک وسیله یا دستگاه، یک طرح، یک نمودار، یک معادله ریاضی، یک برنامه کامپیوتری و یا حتی یک تصور ذهنی باشد. مدل دارای انواع مختلفی است. «مدل فیزیکی» عبارت از وسیله یا فرایندی واقعی است که به اندازه کافی نظیر پدیده یا شیئی مورد نظر عمل می­کند. «مدل مفهومی» تشبیه کردن یک شیئی ناشناخته با چیز شناخته شده دیگری به منظور شناسایی شیئی ناشناخته است. «مدل ریاضی» شامل یافتن رابطه­ای ریاضی است که رفتار آن شبیه شیئی مورد نظر برای مدل­سازی باشد. برای ارائه هر نوع دانستنی در باره هر «شیئی» در قالب یک مدل، به «گیرنده» و «علامت» نیازمندیم. در قالب یک مدل، «گیرنده» با استفاده از سیستم «علامت» خاصی در باره «شیئی» معینی مورد اطلاع­رسانی قرار می­گیرد. علائم مبین شیئی نیستند، بلکه «داده»، «اطلاعات» یا «دانش» معینی را در باره شیئی به گیرنده می­رسانند. آنچه که دانستنی­ها در باره شیئی را به گیرنده منتقل می­کند در واقع «رابطه» بین این علائم است.

دریافت فایل PDF مقاله

مقدمه­ای بر مفهوم مدل

مقدمه

در حوزه علم، ریاضیات و تکنولوژی برخی مفاهیم عام و همه جانبه وجود دارند که تقریبا در همه شاخه­های منشعب از سه حوزه یاد شده، کاربرد دارند. از جمله این مفاهیم «مدل» (model)است. در این مطلب به مدل و کاربرد آن در حوزه­های علم، ریاضیات و تکنولوژی اشاره خواهد شد.

 

مفهوم مدل

«مدل»، صورت خلاصه و ساده شده­ای از یک چیز است که برای درک بهتر آن چیز ساخته می­شود. به بیان دیگر، «مدل یک چیز»، تجریدی از یک شیئی واقعی است که در آن تنها به جنبه­های مهم و قابل بررسی از آن شیئی اکتفا شده باشد. مدل به عنوان شکلی ساده و تجریدی از یک شیئی، ما را به جای روبرو شدن با دنیای پیچیده واقعی، با دنیایی ساده­تر و شامل اجزاء و مؤلفه­هایی که از نظر بررسی ما مورد توجه هستند، روبرو می­کند. مدل مورد نظر از یک چیز می­تواند شامل یک وسیله یا دستگاه، یک طرح، یک نمودار یا شکل، یک معادله ریاضی، یک برنامه کامپیوتری و یا حتی یک تصور ذهنی باشد. ارزش و اهمیت مدل­ها، فارغ از فیزیکی، ریاضی یا مفهومی بودن آن­ها، نشان دادن چگونگی کار یک چیز است.

 

به عنوان مثال با تشبیه قلب انسان به یک پمپ، ممکن است انتظار داشته باشیم که اصول مهندسی مورد استفاده در طراحی پمپ­ها، در شناخت بیماری­های قلب نيز کمک کننده باشد. وقتی مدلی به خوبی پدیده مورد نظر را نمایندگی نکند، در این صورت مدل باید توسعه یافته و یا اصلاح گردد. برای مدت­ها، آتش به عنوان مدلی برای تولید انرژی در خورشید تصور می­شد، در حالی که برای ایجاد یا روشن کردن این آتش وجود چیزی در خورشید عنوان نمی­گردید.

 

مدل­های فیزیکی

ملموس­ترین مدل­ها، «مدل­های فیزیکی» (physical models) هستند. مدل فیزیکی عبارت از وسیله یا فرایندی واقعی است که به اندازه کافی نظیر پدیده یا شیئی مورد نظر که می­خواهیم آن را مدل­سازی کرده و  چیزهایی را در باره آن بدانیم، عمل می­کند. به صورت معمول، کار کردن با یک مدل فیزیکی به خاطر کوچکی اندازه، ارزانی از نظر مواد مصرفی در ساخت یا تهیه آن و یا کوتاه بودن زمان، در مقایسه با آنچه که مدل آن را نمایندگی می­کند، ساده­تر است.

 

آزمایش­هایی که در آن­ها متغیرها باید در کنار هم کنترل ­شوند، به امید این که پاسخ­دهی آن شبیه پدیده یا شیئی اصلی باشد، می­توانند روی مدل فیزیکی انجام شوند. به عنوان مثال، یک مدل در مقیاس کوچک یک هواپیما، به منظور بررسی شکل بال­های آن، می­تواند در یک تونل باد مورد آزمایش قرار گیرد. همچنین فرایندهای بیولوژیکی بدن انسان به منظور انجام آزمایش­های پزشکی روی انسان­ها، می­توانند با استفاده از حیوانات آزمایشگاهی یا نمونه­های قرار داده شده در لوله­های آزمایشگاهی، مورد مدل­سازی قرار گیرند.

 

فرایندهای اجتماعی نیز می­توانند به جای انجام روی مجموعه واقعی جامعه مورد نظر، روی نمونه­های کوچک و برگزیده­ای که به عنوان مدلی از آن جامعه باشند، مورد آزمایش قرار گیرند. البته کوچک کردن مقیاس همواره میسر یا کارساز نیست. به عنوان مثال پدیده­ها یا اشیاء میکروسکوپی به جای داشتن مدل­های کوچک، باید دارای مدل­های به مراتب بزرگتر از مورد واقعی باشند تا بتوانند در عمل به کار گرفته شوند.

 

یک مدل ضمن کوچک بودن در اندازه و مواد تشکیل دهنده نسبت به مورد واقعی،  از نظر زمانی نیز می­تواند کوتاه­تر گردد. برای مشاهده آثار برخی پدیده­ها باید مدت­های زیادی را به انتظار نشست. در این گونه موارد، مدل­های شامل زمان کوتاه از آن پدیده­ها، می­توانند از طریق افزایش درجه وقوع رویدادها، اثرات ناشی از طول زمان­های طولانی را زودتر آشکار سازند. به عنوان مثال پدیده­های نجومی می­توانند بدین طریق مدل­سازی شوند. همچنین آزمایش­هایی نظیر آزمایش تعیین طول عمر لامپ­ها و غیره از آن جمله­اند. از طرف دیگر، برای مدل­های کند شده، نظیر نمایش حرکت آهسته پرندگان یا تصادم دو وسیله نقلیه با هم، ممکن است پدیده­های بسیار سریعی مورد نیاز باشد.

 

رفتار یک مدل فیزیکی نمی­تواند به تمامی و با دقت کافی نماینده پدیده یا شیئی در مقیاس واقعی یا حتی با مجموعه محدودی از ویژگی­های مورد مطالعه باشد. اگر یک قایق مدل، خیلی کوچک باشد، نحوه جریان آب در زیر و اطراف آن با قایق و دریای واقعی متفاوت خواهد بود. همچنین مثلا اگر در یک مدرسه تنها  در یک کلاس از يک روش جدید استفاده شود، در این صورت ممکن است آن روش در مقایسه با روش­های دیگر برای مدرسه موفق­تر جلوه کند، در حالی که در صورت استفاده آن روش در کل مدرسه ممکن است چنین نتیجه­ای به دست نیاید.

 

همین­طور داروهای با درصد بالا به عوض سرعت در مداوا ممکن است مخرب و یا حتی کشنده باشند. نا مناسب بودن یک مدل ممکن است به خاطر عواملی نظیر تغییر در اندازه و یا وجود تفاوت­های کیفی باشد که در مدل به حساب نیامده­اند. به عنوان مثال، موش­ها ممکن است نسبت به بعضی داروها حساس بوده و بالعکس انسان­ها نسبت به آن­ها حساس نباشند.

 

مدل­های مفهومی

یک روش برای شناخت یک شیئی ناشناخته این است که آن را در شباهت با چیز دیگری در نظر بگیریم. به عنوان مثال، ابتدا اتومبیل را به عنوان ارابه بدون اسب در نظر می­گرفتند. سلول­های زنده بدین خاطر به عنوان سلول (خانه) نامیده می­شوند که در مورد گیاهان سلول­ها به صورت خانه­هایی شبیه اتاق­های کنار هم بودند. همین­طور گفته می­شد که جریان الکتریکی مثل «جریان» آب در یک مسیر است و الکترون­ها در اتم­ها به شکل «غلاف»­هایی حول هسته قرار گرفته­اند.

 

در هر مورد، قیاس و شباهت تنها روی برخی از ویژگی­ها است. به عنوان مثال سلول­های زنده در مقایسه با اتاق درب ندارند، جریان برق نظیر آب دارای رطوبت نیست و غلاف­های الکترون­ها سخت نیستند. بنابراین بسته به مورد، شباهت­های مناسب و نامناسب، ممکن است به فهم بهتر شیئی مورد مطالعه کمک کرده و یا حتی ما را گمراه کنند.

 

به عنوان مثال، تشبیه تکرار شاخه نمونه­ها در درخت­واره تکامل، ممکن است انسان را نه تنها به شاخه­های جدید، بلکه به پیشرفت به جلو در شاخه­ها نیز هدایت کند. در صورتی که در عمل ممکن است این پیشرفت در همه شاخه­ها ممکن نبوده بلکه در شاخه­های معینی ممکن باشد. اگر پدیده­ای با تجربیات معمولی ما مشابهت­ زیادی نداشته باشد، در این صورت شاید نتوان فقط یک مورد مشخص را به عنوان شبیه آن در نظر گرفت.

 

نظير تمامی مدل­ها، یک مدل مفهومی نيز ممکن است تنها دارای سودمندی محدودی باشد. چنین مدلی ممکن است خیلی ساده نيز باشد. به عنوان مثال تشبیه مولکول­های گاز به توپ­های کوچک قابل ارتجاع در حال حرکت در جهات مختلف، می­تواند مفید باشد. چنین مدلی نیز برای تطابق بیشتر با مورد اصلی به اصلاحات زیادی نیاز دارد. از طرف دیگر یک مدل ممکن است برای استفاده عملی بسیار پیچیده باشد.

 

دقت مدل مربوط به سیستم­های پیچیده نظیر جمعیت جهان، هوا و توزیع غذا، به سبب تعداد زیاد متغیرهای مرتبطی که باید به طور همزمان در نظر گرفته شوند، محدود می­شود. یک مدل انتزاعی ممکن است از نظر تطابق با مشاهدات مناسب ولی از نظر حسی فاقد معنی باشد. به عنوان مثال در مدل­سازی مولکول­ها مجبوریم روی توصیفی ریاضی که ممکن است فاقد تصویری ذهنی باشد، تمرکز کنیم. هر مدلی ممکن است دارای جنبه­های بی­ربطی نیز باشد که این جنبه­ها در استفاده ما از آن، ناخواسته باشند.

 

مدل­های ریاضی

اساس مدل­سازی ریاضی، یافتن رابطه­ای ریاضی است که رفتار آن شبیه سیستم مورد نظر برای مدل­سازی باشد. سیستم مورد نظر می­تواند شامل نوعی تجرید نظیر تجرید پدیده­های فیزیکی یا بیولوژیکی باشد. به عنوان مثال، سرعت در حال افزایش یک سنگ در حال سقوط را می­توان به کمک رابطه نمادین v = gt نمایش داد که در آن g دارای مقدار ثابتی است. مدل متضمن این است که سرعت (v) سنگ در حال سقوط، متناسب با افزایش زمان سقوط  (t)، افزایش می­یابد. مدل ریاضی به ما کمک می­کند تا بتوانیم یک پدیده را در وضعیت­هایی که هنوز به آن نرسیده­ایم، پیش­بینی کنیم.

 

در اغلب موارد، یافتن یک مدل ریاضی که بتواند با پدیده­ در محدوده کوچکی از شرایط نظیر دما یا زمان متناسب باشد، آسان است. ولی ممکن است این تناسب در محدوده­ای وسیع­تر از این شرایط وجود نداشته باشد. اگر چه رابطه v = gt برای اجسامی نظیر سنگ که از ارتفاع چند متری در حال سقوط باشند به خوبی صدق می­کند، ولی برای اجسامی نظیر پر و بال پرندگان، برگ درختان و غیره که هوا سرعت سقوط آن­ها محدود می­کند، یا وقتی فاصله از زمین خیلی زیاد است، به خوبی صدق نمی­کند.

 

مدل­های ریاضی ممکن است شامل مجموعه­ای از قواعد و دستورات باشند که معین کننده یک سری مراحل قابل انجام به صورت دقیق هستند. این مراحل ممکن است حسابی، منطقی یا هندسی باشند.  برخی مواقع حتی ساده­ترین قواعد و دستورات نیز ممکن است دارای نتایجی باشند که امکان پیش­بینی بدون اجرای واقعی مراحل، بی­نهایت مشکل باشد. کامپیوترهای پر سرعت با اجرای دستورالعمل­های بسیار زياد و یا پیچیده می­توانند نسبت به آنچه که (در صورت امکان) بدون استفاده از کامپیوتر می­توانست به دست آید، در زمان­ها کوتاه­تری نتایج را به دست دهند.

 

به عنوان مثال یک نیروگاه برق اتمی می­تواند طوری طراحی شود که در همه قسمت­های سیستم کنترل آن، آشکار ساز و هشدار دهنده وجود داشته باشد. با این وجود، پیش­بینی آنچه که در عمل و تحت شرایط پیچیده ممکن است به وقوع بپیوندد، می­تواند بسیار مشکل باشد. مدل­های ریاضی همه قسمت­های یک سیستم کنترل می­توانند با هم مرتبط شده و نوع برخورد سیستم در شرایط مختلف و بروز خطا در آن را همانندسازی کنند.

 

مدل­سازی

تجزیه، تحلیل یا طراحی هر نوع سیستم به صورت اعم، به نوعی «مدل­سازی» (modeling) مبتنی است. بنابراین درک مفاهیم اساسی مدل­سازی می­تواند در تجزیه و تحلیل و طراحی يک سیستم اثربخش باشد. برای مدل­سازی روش­های مختلف و در همه روش­ها نیز دو جنبه اصلی و مهم «ایجاد مدل» و «درک مدل» وجود دارد. هر روشی که برای ساختن یک مدل به کار گرفته شود باید متضمن جریان اطلاعات از یک طرف به طرف دیگر باشد.

 

این که چه نوع مدلی برای چه وضعیتی مناسب است، در وضعیت­های مختلف متفاوت است. اگر اصول مربوط به شیئی مورد مدل خوب شناخته شده نباشند و یا مدل ریاضی برای آن بسیار پیچیده باشد، ممکن است مدل فیزیکی مناسب­تر باشد. البته باید خاطر نشان کرد که با ظهور کامپیوترهای پر سرعت و عمومی شدن آن­ها، مدل­سازی ریاضی و انجام محاسبات و یا نمایش نموداری مربوط به آن­ها در اکثر زمینه­ها به مراتب بیش از گذشته امکان­پذیرتر شده است.

 

همان­طور که در بالا نیز دیدیم، مدل­سازی می­تواند به صورت فیزیکی/ مادی، منطقی/ مفهومی یا ریاضی باشد. منظور از مدل­سازی فیزیکی، ساختن نمونه­ای ساده و «قابل لمس» یا «سخت­افزاری» و منظور از مدل­سازی منطقی ساختن نمونه­ای ساده و «قابل درک» یا «نرم­افزاری» از شیئی مورد نظر است. یکی از روش­های مؤثر در مدل­سازی منطقی، «مدل­سازی بصری» (visual modeling) است. مدل­سازی بصری به مفهوم استفاده از نماد و تصویر برای ساختن مدل و در نتیجه تسهیل درک مدل به وسیله گیرندگان آن است و ما در ادامه مطلب به شرح بیشتر آن خواهیم پرداخت.

 

مفاهیم اساسی مدل­سازی

برای ارائه هر نوع دانستنی در باره هر «شیئی/ چیز» (object/ thing) در قالب یک مدل به یک «گیرنده» (receiver) یا طرف مقابل و انواعی از «علامت» (sign) نیازمندیم. بدیهی است که خود علائم مبین شیئی نیستند، بلکه انواعی از دانستنی­ها شامل «داده» (data)، «اطلاعات» (information) یا «دانش» (knowledge) معینی را در باره شیئی مورد نظر به گیرنده یا طرف مقابل منتقل می­کنند.

 

خود مجموعه علائم در یک زمینه مشخص نیز غالبا در قالب یک سیستم طرح می­شود. در این صورت آنچه که دانستنی­ها در باره شیئی مورد نظر را به طرف مقابل منتقل می­کند، در واقع «رابطه» (relation) بین این علائم است. در تبادل اطلاعات به این طریق، سه طرف «شیئی»، «علامت» و «گیرنده» وجود دارد و مجموعه آن­ها سیستم مربوطه را به وجود می­آورد. بدین ترتیب می­توان گفت که یک «گیرنده» با استفاده از سیستم «علامت» خاصی در باره «شیئی» معینی اطلاع­رسانی می­گردد. مباحث اساسی در مورد علائم، موارد «معنی­شناسی/ تجزیه» (semiotics) یا موارد مربوط به محتوا و معنی علامات و «ترکیب» (syntax) یا موارد مربوط به شکل و ظاهر علامات را دربرمی­گیرد.

 

از آنجا که مدل به عنوان وسیله­ای برای انتقال دانسته­ها و به شراکت گذاشتن آن بین مجموعه­ای از افراد است، بنابراین باید هم به وسیله سازندگان آن و هم به وسیله همکاران و یا مخاطبین آنان در بحث­ها و تبادل نظرها، قابل درک باشد. مسئله مهمی که در درک مدل باید مورد توجه باشد این است که همه گیرندگان مفاهیم منعکس شده در مدل باید به درک یکسانی از موضوع مورد بحث برسند. موضوع دیگر این است که حتی اشیاء پیچیده نیز باید به صورتی ساده­ و قابل فهم­ نموده شوند تا مدل بتواند نقش خود را که همانا ساده کردن پیچیدگی­ها و انتقال این سادگی به سایرین است، ایفا نماید.

 

مدلی که صددرصد شیئی واقعی را بنمایاند غالبا مدل مناسبی نیست. یک دلیل برای این گفته آن است که حتی در یک شیئی ساده نیز از نظر بحث در باره آن (که معمولا حوزه مشخصی را در برمی­گیرد)، در اغلب موارد همه جنبه­های آن مورد توجه نیست. دلیل دیگر این که در مورد اشیاء پیچیده نیز غالبا ذهن انسان توانایی پرداختن به کل شیئی مورد نظر را در یک مرحله ندارد. در هر صورت یک شیئی پیچیده باید به اجزاء کوچکتر شکسته شود و سپس به مدل­سازی اقدام گردد و لاجرم باید به مواردی پرداخته شود که از نظر بحث حایز اهمیت هستند.

 

در کنار تمامی خصوصیاتی که ممکن است برای یک مدل قابل ذکر باشد، خصوصیتی که به ساختار آن برمی­گردد، همانا داشتن «موضوع اصلی/ مرکزی» (theme) است. این خصوصیت نظیر موضوع اصلی یک داستان است که نویسنده تمامی مطالب را حول آن سازمان می­دهد و مجموعه آن­ها ساختار داستان را به وجود می­آورند. رعایت حضور موضوع اصلی در مدل باعث می­شود تا بتوان برای آن «محدوده» (boundary) تعیین کرد و به کمک آن مواردی را که در داخل یا خارج این محدوده قرار می­گیرند، مشخص نمود. بدیهی است که مدل باید به موارد متعلق به داخل این محدوده پرداخته و از پرداختن به موارد خارج از آن دوری نماید.

 

علائمی که در ساختن مدل­ها قابل استفاده هستند، می­توانند از انواع مختلفی باشند. اهم آن­ها از قبیل زیر است:

·    شمایل­/ icons : نمایش «مستقیم» اشیاء به صورت تصویری از آن­ها، نظیر استفاده از سطل زباله برای نمایش موارد حذف یا دور انداخته شده در کامپیوتر یا موارد مشابه در تابلوهای راهنمایی و رانندگی و غیره،

·    شاخص/ index : نمایش «غیر مستقیم» اشیاء به صورت تصویری که دارای نوعی «رابطه» با شیئی مورد نظر باشد، نظیر استفاده از شکل ذره­بین یا دوربین دوچشمی برای نمایش جستجوگر اطلاعات در کامپیوتر یا موارد مشابه در تابلوهای راهنمایی و رانندگی و غیره،

·    سمبل/ symbol : نمایش «اختیاری» اشیاء به صورت تصویری که دارای نوعی «مفهوم توافق شده قبلی» در رابطه با شیئی مورد نظر باشد، نظیر استفاده از مثلث قرمز برای موارد هشدار در کامپیوتر یا موارد مشابه در تابلوهای راهنمایی و رانندگی و غیره.

 

ساختن مدل

برای ساختن یک مدل، توجه همزمان به «کل» و «جزء» شیئی مورد نظر حایز اهمیت است. با توجه به این روش کلی، نخستین گام برای ساختن مدل، تجرید شیئی واقعی و تعیین موضوع اصلی مدل و مشخص کردن حوزه آن است. همزمان با تعیین «اجزاء اصلی» به عنوان «جزء/ مؤلفه­» (component) های اساسی آن، باید نسبت به تعیین تعلق یا عدم تعلق آن­ها به حوزه مدل اقدام نمود. تجرید شیئی واقعی به این اجزاء اصلی در واقع «تصویر بزرگ» (big picture) آن را که مورد نظر ما است، مشخص می­سازد. در این تصویر تمامی مؤلفه­های اصلی و ارتباط آن­ها با همدیگر نموده می­شود.

 

گام بعدی در ساختن مدل، شناسایی «عناصر» (element) تشکیل دهنده هر مؤلفه مدل است. تعیین عناصر تشکیل دهنده مؤلفه­ها و به تبع آن کل مدل، باعث مشخص شدن «حوزه» (domain) یا حوزه­های مورد توجه در مدل می­شود. تعیین حوزه یا حوزه­های مورد توجه در مدل، باعث می­شود تا به توان عناصری را مشخص نمود. با مشخص شدن عناصر تشکیل دهنده هر حوزه، دیده خواهد شد که بین آن­ها «روابط» مشخصی نیز وجود دارد. گام بعدی شناسایی روابط بین این عناصر است. انواعی از روابط بین عناصر قابل شناسایی است.

 

به عنوان مثال برای اکثر ما این تصور وجود دارد که یک مسئله به صورتی خطی شامل مراحل «جمع­آوری و تجزیه و تحلیل اطلاعات در باره مسئله»، «اقدام» و «نتیجه­گیری»

حل می­شود. در صورتی که فرایند واقعی حل هر مسئله به جای این مسیر پشت سرهم و باز، به صورت مسیر بسته­­ای است که در آن در هر لحطه نتیجه به دست آمده با اطلاعات در باره مسئله مقابله می­شود تا نتیجه مورد نظر به دست آید. به عنوان مثال در پر کردن یک لیوان از آب شیر، همواره ضمن بردن لیوان زیر شیر، باز کردن شیر و ریزش آب در لیوان، به صورتی پیوسته با چشم خود سطح آب لیوان را کنترل می­کنیم­  تا آب سرريز نشود. در اين مورد وقتی سطح آب لیوان به حد معینی رسید، شیر را می­بندیم.

 

تجریات نشان می­دهد که اکثر فعالیت­های انسان با استفاده از مدلی نظیر آنچه که در بالا گفته شد، صورت می­گیرد. این مدل تجریدی از آن چیزی است که در عالم واقع رخ می­دهد. می­توان گفت که همواره دو چیز تحت عنوان «حالت» (state) و «خط مشی» (policy) وجود دارد. «حالت» معمولا متضمن شرایطی هست که می­خواهیم به آن برسیم و «خط مشی» معین کننده نحوه کنترل حالت­های بینابین در جهت رسیدن به یک حالت مورد نظر با توجه به یک «هدف» (goal)، در مثال ما، پر شدن ليوان از آب است. تمامی فرایند­های حل مسئله دارای این دو مؤلفه اساسی حالت و خط­مشی می­باشند. محدود کردن به این که در برخورد با فرایند­های حل مسئله تنها دو متغیر «خط­مشی/ درجه» و «حالت/ سطح» وجود دارد، باعث ساده شدن موضوع در بررسی آن می­شود.

 

به عنوان مثال، در حسابداری دو سند «ترازنامه» و «صورت سود و زیان» مبین این دو مفهوم هستند. تمامی ارقام در ترازنامه مبین «حالت/ سطح» است که با انباشت تدریجی در زمان به دست آمده­اند. همچنین ارقام صورت سود و زیان مبین «خط­مشی/ درجه» هستند که باعث تغییر در حالت­ها و سطوح شده­اند. در واقع می­توان گفت که سطوح با توجه به درجه منعکس در سود و زیان کنترل شده­اند تا «سود» حاصل شود. هدف از هر نوع کسب و کار نیز غالبا رسیدن به سود است. همچنین باید اضافه شود که سطوح به توسط درجات و نه از طریق سطوح دیگر تغییر می­کنند. درجات نیز به نوبه خود با توجه به میزان سطوح تعیین می­شوند. کار با در نظر داشتن هدفی که متضمن رسیدن به سطح خاصی است، ادامه می­یابد.

 

مدل­های سیستمی در چهار مرحله به شرح زیر قابل ایجاد هستند:

مفهوم­بخشی مدل

• تعریف هدف مدل
• تعریف محدوده مدل و تعیین متغیرهای کلیدی آن
• تشریح رفتار مدل یا تعیین مدل مرجع برای آن با توجه به متغیرهای کلیدی تعیین شده
• ترسیم نمودار مدل با توجه به موارد بالا

 

فرموله کردن مدل

• تبدیل نمودار تهیه شده به نمودار تجرید شده با توجه به موارد بالا
• تخمین و تعیین سطح متغیرها

 

آزمودن مدل

• همانندسازی مدل و آزمایش رفتار آن
• آزمایش فرضیات و حساسیت­های عنوان شده برای مدل

 

پیاده­سازی مدل

• آزمایش پاسخ مدل به خط­مشی­ها و به تبع آن حالت­های مختلف در عمل
• ارائه مدل به صورت مناسب به کاربران آن