專注于計(jì)算機(jī)視覺與機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)分享

編者薦語

很多時(shí)候我們都會(huì)聽到或用到模型這個(gè)詞,但模型的具體定義到底是什么呢?可能還是有很多的同學(xué)不是很清楚的吧,那就讓我們跟著文章來系統(tǒng)性的梳理一下吧。

一句話說模型:模型是指對于某個(gè)實(shí)際問題或客觀事物、規(guī)律進(jìn)行抽象后的一種形式化表達(dá)方式。

模型的組成

任何模型都是由三個(gè)部分組成的,即目標(biāo)、變量和關(guān)系。

1．目標(biāo)

編制和使用模型,首先要有明確的目標(biāo),也就是說,這個(gè)模型是干什么用的。只有明確了模型的目標(biāo),才能進(jìn)一步確定影響這種目標(biāo)的各種關(guān)鍵變量,進(jìn)而把各變量加以歸納、綜合,并確定各變量之間的關(guān)系。

2．變量

變量是事物在幅度、強(qiáng)度和程度上變化的特征。在組織行為學(xué)研究中要測定三種類型的變量,即自變量、因變量和中介變量。

因變量在組織行為學(xué)中就是所要測量的行為反應(yīng),而自變量則是影響因變量的變量。在組織行為學(xué)中通用的因變量是生產(chǎn)率、缺勤率、離職率以及工作滿意度等,而通用的自變量也是各種各樣的,如個(gè)性、領(lǐng)導(dǎo)方式、溝通方式、獎(jiǎng)勵(lì)制度、組織設(shè)計(jì)、工作壓力水平等。

中介變量又稱干擾變量,它會(huì)削弱自變量對因變量的影響。中介變量的存在會(huì)使自變量與因變量之間的關(guān)系更加復(fù)雜。例如,加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督(自變量)會(huì)使工人勞動(dòng)生產(chǎn)率提高(因變量),但還要加上一個(gè)條件,即這種效果要視任務(wù)的復(fù)雜程度而定。這里的任務(wù)復(fù)雜程度就是中介變量。

3．關(guān)系

確定了目標(biāo),確定了影響目標(biāo)的各種變量之后,還需要進(jìn)一步研究各變量之間的關(guān)系。在確定變量之間的關(guān)系時(shí),對何者為因、何者為果的判斷,應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度。不能因?yàn)閮蓚�(gè)變量之間存在著統(tǒng)計(jì)上的關(guān)系,就簡單地認(rèn)為它們之間存在著因果關(guān)系。對變量間因果關(guān)系的判斷不能輕率�，F(xiàn)實(shí)生活中有許多表面上看來是因果關(guān)系的情況,實(shí)際上并不一定是真正的因果關(guān)系。

模型的種類

1．?dāng)?shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型是指在對實(shí)際問題進(jìn)行分析和高度抽象基礎(chǔ)上建立起來的一組數(shù)學(xué)表達(dá)式(公式)。它是客觀事物運(yùn)行規(guī)律和變化發(fā)展趨勢的反映。在信息處理系統(tǒng)中,通過對數(shù)學(xué)模型的處理,可以實(shí)現(xiàn)人類控制客觀事物發(fā)展變化規(guī)律的目的。

2．程序模型

程序模型是指對實(shí)際問題求解的一種形式化的表達(dá)方法。它可以是一組有序的求解問題的公式,也可以是一個(gè)問題的處理流程(框圖或步驟),甚至可以是我們常用來解決某個(gè)實(shí)際問題的計(jì)算機(jī)語言程序模塊等。下面簡要地?cái)⑹鲆幌逻@幾種程序模型。

(1)一組固定求解順序的組合數(shù)學(xué)模型。嚴(yán)格地說它應(yīng)屬于數(shù)學(xué)模型中的一種,但又不同于簡單的數(shù)學(xué)模型。它很難用一個(gè)數(shù)學(xué)公式來表達(dá)。一般來說,它是一組數(shù)學(xué)公式按某種順序求解的有序集合。如多方案、多準(zhǔn)則決策中的逼近法就是一個(gè)典型的例子。

(2)處理流程。即處理某個(gè)客觀事物過程的形式化表達(dá)的結(jié)果。這種形式化的表達(dá)方式可以是一個(gè)個(gè)先后有序進(jìn)行的步驟(如前例所示),也可以是—一組有序的流程圖。如信息系統(tǒng)分析中常用的數(shù)據(jù)流程圖和業(yè)務(wù)處理流程圖等,就是以框架和連線的方式來表示數(shù)據(jù)在處理過程中的實(shí)際操作過程。

(3)計(jì)算機(jī)語言程序。即用規(guī)范化的計(jì)算機(jī)處理指令代碼(即計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言)將實(shí)際問題的處理模型編寫成相應(yīng)的計(jì)算機(jī)處理模型。這就是計(jì)算機(jī)語言模型。程序處理模型是信息系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)形式。

3．邏輯模型

邏輯模型是指我們在實(shí)際描述某類管理問題時(shí)的邏輯表達(dá)方式。這種邏輯表達(dá)方式的內(nèi)容不外乎是:條件—結(jié)果—、IF—THEN—ELSE—、AND、OR、NOT、大于(GE)、小于(LE)、等于(EQ)、所有(?)、存在(?)等。邏輯模型可以通過表達(dá)式、圖和關(guān)系表等幾種形式來表示。

4．結(jié)構(gòu)模型

結(jié)構(gòu)模型是指系統(tǒng)按一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)有序構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)模型可分為兩類:一類反映邏輯關(guān)系的為邏輯結(jié)構(gòu)模型;另一類反映實(shí)際物理構(gòu)成關(guān)系的為物理結(jié)構(gòu)模型。

(1)邏輯結(jié)構(gòu)模型。如信息系統(tǒng)中表示計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的總體邏輯關(guān)系;子系統(tǒng)中各模塊調(diào)用關(guān)系;數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的總體結(jié)構(gòu)形式;系統(tǒng)的總體方案和其實(shí)現(xiàn)的方案處理模式等,都是常用的邏輯結(jié)構(gòu)模型。

(2)物理結(jié)構(gòu)模型。如一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)圖;程序或軟件的實(shí)際結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)在實(shí)際存儲(chǔ)介質(zhì)中存放的結(jié)構(gòu)模型等。值得注意的是,在某些情況下邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的概念是可以相互轉(zhuǎn)換的。

5．方法模型

方法模型是指在求解某一問題的眾多方法中,擬采用哪種方法以及這種方法求解問題的基本形式。在開發(fā)一個(gè)信息系統(tǒng)過程中,常用的方法模型有:

(1)系統(tǒng)開發(fā)策略模型(如委托開發(fā)、購買軟件、自行開發(fā)等);

(2)系統(tǒng)開發(fā)方法模型(如結(jié)構(gòu)化方法、原型方法、面向?qū)ο蠓椒ā�CASE方法等);

(3)分類和編碼方法模型(如線分類、面分類、數(shù)字碼、字符碼、混合碼等);

(4)管理決策知識(shí)和相應(yīng)的推理模型(如謂詞邏輯方法、產(chǎn)生式規(guī)則方法和語義網(wǎng)絡(luò)方法等)。

在信息系統(tǒng)開發(fā)過程中方法模型的選定是客觀的、戰(zhàn)略型的,它的好壞與否(即是否適用于本單位情況)直接關(guān)系到系統(tǒng)開發(fā)工作的效率。

6．分析模型

分析模型是對管理問題分析的方法。一個(gè)分析模型可以是一組用于分析問題的數(shù)學(xué)模型加上圖形、圖表等軟件工具,也可以是某個(gè)分析問題的方法、思路、工具和經(jīng)驗(yàn)等。

7．管理模型

管理模型是對某個(gè)問題和業(yè)務(wù)管理控制方式的統(tǒng)稱。一個(gè)管理模型可以是一個(gè)定量化的管理方法(即數(shù)學(xué)模型),一套規(guī)范化的管理過程或規(guī)章制度等。

8．?dāng)?shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型一般多指在設(shè)計(jì)和建立數(shù)據(jù)庫時(shí),用于提供數(shù)據(jù)表示和操作手段的形式構(gòu)架。數(shù)據(jù)模型是嚴(yán)格定義的概念集合,這些概念精確地描述了系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特征和完整性約束條件。因此,數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型、數(shù)據(jù)操作模型和數(shù)據(jù)的完整性約束模型三部分組成。

9．系統(tǒng)模型

系統(tǒng)模型一般多指系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形式以及各部分之間的連接方式。在信息系統(tǒng)開發(fā)方法中所討論的系統(tǒng)模型不同于在系統(tǒng)工程中所說的系統(tǒng)模型(一個(gè)反映特定物理問題的數(shù)學(xué)模型)。它一般是指一個(gè)信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型,故常用結(jié)構(gòu)圖來表達(dá)。

從某種意義上說,模型是人們間接地研究和處理事物的一種工具,模型的種類如此繁多,如何準(zhǔn)確地分析事物,建立起能適當(dāng)反映事物變化的模型,就成了解決問題的關(guān)鍵。

建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ鸵话惴譃槿缦聨讉�(gè)步驟:

(1)客觀、正確地調(diào)查和分析你所要解決的問題;

(2)在弄清了問題的實(shí)質(zhì)和關(guān)鍵所在后,根據(jù)你擁有的知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié);

(3)抽象地建立起求解問題的模型;

(4)考察和證實(shí)模型是否準(zhǔn)確地反映了實(shí)際問題運(yùn)行的規(guī)律。

模型的作用

在系統(tǒng)分析階段進(jìn)行系統(tǒng)建模主要具有以下作用。

1．有助于提取系統(tǒng)需求信息。由于系統(tǒng)本身的復(fù)雜性,使用模型可以在不同細(xì)節(jié)層次上來描述系統(tǒng)。

2．有助于系統(tǒng)分析員整理思路。建立模型的過程能幫助系統(tǒng)分析員澄清思路和改良設(shè)計(jì),建模過程本身對系統(tǒng)分析員有直接的幫助。

3．有助于系統(tǒng)的分解和集成。管理信息系統(tǒng)往往是復(fù)雜的,在系統(tǒng)分析階段對系統(tǒng)需求建模有助于問題的簡化,并能夠使系統(tǒng)分析員的精力一次只集中在系統(tǒng)的幾個(gè)方面上。

4．有助于記憶和把握相關(guān)細(xì)節(jié)。系統(tǒng)分析需要收集和處理數(shù)量龐大的信息,規(guī)范通用的模型成為有效的幫助記憶的工具。

5．有助于系統(tǒng)開發(fā)小組以及小組成員之間進(jìn)行交流。通用規(guī)范的模型是項(xiàng)目小組成員之間進(jìn)行交流和協(xié)作的有效工具。

6．為未來的維護(hù)和升級提供文檔參考。系統(tǒng)分析員建立的需求模型可以作為以后的開發(fā)小組在維護(hù)和升級系統(tǒng)時(shí)的文檔,使以后的開發(fā)者能夠繼續(xù)使用。