Რა არის ფორმალიზაცია? ფორმალიზაციის მეთოდი. კონცეფცია, არსი, ეტაპები, შედეგი, მაგალითები, ფორმალიზაციის ტიპები

დღეს ძალიან ხშირად შესაძლებელია ბევრი გაუგებარი თვალსაზრისით "ფორმალიზაციის" და მეცნიერების და ტექნოლოგიის სხვადასხვა დარგებში. ვისაც სურს გაზარდოს ჰორიზონტები მათი ცოდნა, სასურველია იმის გაგება, თუ რა ფორმალიზაციის არის. სტატია განიხილავს ამ ტერმინის არსი და პროცესის პრაქტიკული გამოყენება.

რა არის ფორმალიზაცია სამეცნიერო თვალსაზრისით ზოგადი გაგებით?

ჩვენ პატარა სამეცნიერო ასპექტს ვავლენთ. მოდით გავაგრძელოთ ის ფაქტი, რომ სიტყვა ფორმალიზაცია მოდის სიტყვა "ფორმალობა", ანუ ეს არის პირობითი და ზოგჯერ აბსტრაქტული კონცეფციაც, რომელიც საშუალებას იძლევა არარსებული ობიექტის ან ფენომენის ხასიათის ახსნა და გარკვეული თვისებების გათვალისწინება გარკვეული პირობების გათვალისწინებით.

ნებისმიერი თანამედროვე ენის ლინგვისტიკა აბსოლუტურად არ ემთხვევა ლოგიკური ფორმების გამოხატვას ან აზროვნების ბუნებას. ამგვარად, თავად ლოგიკა იძულებულია გამოიყენოს გარკვეული აბსტრაქტული ცნებები კონკრეტული ფენომენის აღსაწერად. ამრიგად, არსებობს რა ხასიათის ფორმალობების ნათესავი კონცეფცია.

როგორც უკვე ადვილად მიხვდება, ფორმალიზაციის არსი მცირდება ობიექტისა და პროცესის ზოგიერთი თვისების აღწერის ან წინასწარ განსაზღვრაში (ამ მომენტისთვისაც კი არ არსებობს) და რეალურ სამყაროში გამოჩენის შემთხვევაში განაცხადის პროგნოზირება. მაგრამ ეს არის ზოგადი იდეა. ფორმალიზაციის ძალიან კონცეფცია ბევრად უფრო ფართოა. დასაწყისისთვის, მოდით ფოკუსირება კომპიუტერული ტექნიკა, ჩვენ დავინახავთ, თუ როგორ ეს კონცეფცია გამოიყენება ელექტრონიკის სამყაროში.

კომპიუტერული ფორმალიზაცია

თუ კომპიუტერის თემას შეეხეთ, ამ ტიპის ფორმალიზაციის მეთოდი საკმაოდ საწყის პირობების დამუშავებაა, რაც საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ობიექტის ან პროცესის შემდგომი ქცევის მაღალი ხარისხი.

თითქმის ყველა ამინდის მომსახურება ამ პრინციპზე მუშაობს. ციკლონის კომპიუტერული მოდელით შესაძლებელია მისი ციკლისა და სიმძლავრის პროგნოზირება მიწაზე ან წყლის სივრცეზე.

გახსოვდეს ფილმი "ხვალ ხვალ", სადაც მეცნიერმა გლობალური დათბობის პროგნოზირება მოახდინა, სწორედ ასეთი ტექნიკადან გამომდინარე. მან შეიმუშავა კომპიუტერული მოდელი, რომელიც შესაძლებლობას აძლევს პროგნოზირება გარკვეული ალბათობის შემდგომი მოვლენებით.

ეს მაგალითები ხელმისაწვდომია იმის შესახებ, თუ რა ფორმალიზაციაა.

მოდელირების ობიექტებისა და პროცესების პრინციპები

ფორმალიზაციის ძირითადი მეთოდებია პროგნოზირება და მოდელირება. ეს ტექნოლოგიები გამოიყენება მხოლოდ იმ ობიექტებისა და პროცესების საბოლოო მონაცემების მისაღებად, რომლებიც არ არის ცნობილი, მაგრამ მათ შეუძლიათ მიიღონ მაღალი სიზუსტით.

თუ ფორმალიზაციის ტიპებს შეხედავთ, თითქმის ყველა მათგანი მხოლოდ ლოგიკური დასკვნებისა და გათვლებითაა შემცირებული. მკითხველს ადვილად შეუძლია მიაპყროს პარალელურად კომპიუტერული მოდელირება, თეორემების დადასტურება და ა.შ. აქსიოებისა და პოსტულატების საფუძველზე.

შეხედე, რადგან აინშტაინის ფარდობითობის იგივე თეორია შეიძლება ასევე განიხილებოდეს როგორც ფორმალიზაციის მეთოდი, რადგან პრაქტიკაში არ არის შესაძლებელი მტკიცებულების გადამოწმება. კერძოდ, ეს ეხება სინათლის გამრავლებას მუდმივი, დროის მიღწევას, მისი მიღწევის ზღვარს, ობიექტის გრავიტაციურ მასობრივ ზრდას და სივრცის მრუდიანობას. ხელები, როგორც ამბობენ, არ იგრძნობთ და თვალებზე ვერ დაინახავთ.

მას შემდეგ, რაც ეს იყო მეცნიერის მხოლოდ თამამი დასკვნები მარტივი ექსპერიმენტების საფუძველზე. დღეს, ყველა ეს ადასტურებს ოფიციალურ მეცნიერებას იმავე კომპიუტერული სიმულაციის საფუძველზე.

ფორმალიზაციის ეტაპები

თუ კომპიუტერულ სისტემებს მივიჩნევთ, პროცედურის აღწერის პირველი ფორმაა. მაგრამ აქ არ არის გამოყენებული ჩვეულებრივი ენის ინსტრუმენტები (წერილები, სიტყვები, ფრაზები, წინადადებები). კონკრეტული მათემატიკური მოდელის შესაქმნელად , შეგიძლიათ მხოლოდ ალგორითმის გამოყენება არჩეული პროგრამირების ენაზე, მაგრამ მხოლოდ საერთო ამოცანის შექმნის შემდეგ.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ობიექტის ან პროცესის ქცევის მოდელირებისას, ღონისძიების არსი უნდა აღინიშნოს მათემატიკური სიმბოლოებით, მათემატიკური ალგორითმით.

ფორმალიზაციის შედეგია რეალური პროგნოზირებადი მოვლენის ანალიზი, რომელიც მოჰყვება მას შემდეგ, რაც გამოკვლეული ტექნოლოგია გამოიყენება პრაქტიკაში ან გარკვეული ბუნებრივი პროცესი შედის რეალური მანიფესტაციის ეტაპზე.

ამოცანის კონცეპტუალიზაცია შემდეგნაირად გამოიყურება. არსებობს ორი ვარიანტი: პირველ შემთხვევაში, ამ მიდგომის განსაზღვრა ატრიბუტებისა და ატრიბუტების გამოყენების ფორმით; მეორე ვარიანტი მოიცავს შემეცნებითი ანალიზის გამოყენებას, არ უნდა აღინიშნოს ამოცანის ფორმულირება, საწყისი მონაცემების შეგროვება, პირობები და ა.შ.

ცნებების და საწყის პირობების განსაზღვრის შემდეგ შესწავლილია ობიექტებისა და პროცესების არსებული ურთიერთობები, ასევე ე.წ. სემანტიკური ურთიერთობები, რაც გულისხმობს ადგილობრივი პრეზენტაციის ტექნიკის გამოყენებას.

ამის შემდეგ, პირველადი მონაცემების დამუშავება შერჩეულ ალგორითმის საფუძველზე ხორციელდება, რის შედეგადაც გამოვლინდა შეცდომის მაჩვენებელი. როგორც წესი, ეს არ აღემატება 5% -ს და ხშირ შემთხვევაში, ალბათობის შედეგი 99% -ს აღწევს. ნებისმიერ ადამიანს ან მანქანას კვლავ გაურბიან "უსაფრთხო ზღვარს" , რადგან აბსოლუტურად ყველაფერი შეუძლებელია გაითვალისწინოს.

რატომ არის ეს ყველაფერი აუცილებელი?

თუ გესმით, ასეთი პრინციპები საშუალებას გაძლევთ გაეცნოთ ობიექტებისა და პროცესების ქცევას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შეიძლება ითქვას, თუ როგორ განვითარდება ეს ან ეს პროცესი.

ახლა ნათელია, რა ფორმალიზაციაა. მოდით შევხედოთ მარტივი მაგალითი.

პრაქტიკაში ფორმალიზაციის გამოყენება, მარტივი მაგალითები

ვარაუდობენ, რომ სპეციალისტმა შეიმუშავა თვითმფრინავის ახალი დიზაინი. პროექტის მაღალი ღირებულების გათვალისწინებით, სრულიად დაუსაბუთებელია ორიგინალური ზოლის მოდელი აშენება ჰაერში თავისი ქცევის წინასწარი პროგნოზის გარეშე. უფრო მეტიც, თვითმფრინავის იგივე ქარის გვირაბში ტესტების ჩატარება ბოინგის ზომა აბსოლუტურად არარეალურია.

ფორმალიზაცია საშუალებას აძლევს თვითმფრინავის მოდელის მშენებლობის გარეშე ფრენის სიმულაციას მომავალი თვითმფრინავის წინასწარ განსაზღვრულ მახასიათებლებზე (საჰაერო წინააღმდეგობა, გვერდითი ქარი, სიმაღლე და ქარის გვირაბის პარამეტრები და სხვა მახასიათებლები).

კიდევ ერთი მაგალითია ახალი მანქანების ტესტირება საავტომობილო შეშფოთებით. ამ შემთხვევაში ფორმალიზაციის ძირითადი მეთოდი ისაა, რომ პირველად ისინი ვირტუალურ გამოცდაზე გადადიან, დადებითი შედეგების მიღების შემდეგ, პროტოტიპების დამზადება ხდება რეალურ პირობებში.

ძირითადი შედეგები

მათემატიკური მოდელირების მრავალფეროვნება (თუ არა 100% -მდე, მაშინ 95% -მდე ალბათობით) შეიძლება გახდეს თანამედროვე ტექნოლოგიების გათავისუფლებისთვის მნიშვნელოვანი არგუმენტი, ამინდის პროგნოზირება, სოციალურ ქცევაც კი, როგორც მოვლენების რეაქციად.

დიახ, დიახ! მსოფლიოში საზოგადოებრივი აზრის ჩამოყალიბება ასევე ექვემდებარება საკუთარ კანონებს. საკმარისია მუშაობა სწორი მიმართულებით. დღეს, ბევრი პროგრამა უკვე შეიქმნა, რომელიც საშუალებას მისცემს პროგნოზირება რეაქცია საზოგადოების ან ამ ღონისძიებას. და ეს არ არის ფორმალიზაციის ყველა მაგალითი. თუ ჩვენ გაღრმავდება, ყოველდღე ვდგავართ.

ფორმალიზაციის ერთ-ერთი ყველაზე ნათელი მაგალითია ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენა დიდი ჰადრონის კოლაიდერის ელემენტარული ნაწილაკების შეჯახებისას. მაგრამ სინამდვილეში იგი მიიჩნევდა, რომ ამ ნაწილის არსებობა სუფთა თეორიაა და აბსოლუტურად არ არის რეალური ექსპერიმენტები.

დასკვნა

როგორც ვხედავთ, ფორმალიზაციის კონცეფციაში, მიუხედავად იმისა, რომ ამ პროცესის არსის სამეცნიერო სირთულე, ადვილად გასაგებია მაგალითები. უმეტეს შემთხვევაში იგი ამცირებს გარკვეული ლოგიკური ჯაჭვების გამოყენებას, რომელიც საბოლოო შედეგს განსაზღვრავს.