모델링(modeling)

출처

모델, 모델링 (Modelling) 이란?

• 일반적으로, 모두에게 공통적으로 이해되도록 약속된 방식(수식,그림 등)으로 표현하는 것

  • 복잡한 현실세계를 단순화(추상화) 즉, 추상적 체계적으로 표현하는 작업 또는 방법

    • 통상, 관련자들끼리 상호이해를 쉽게 하도록 다이어그램화 함

• 공학적으로는, 시스템(체계)적인 특성을 수학적으로 표현하는 과정(수식화)

  • 정량적으로 표현되도록 수학적 언어로 전환시키는 과정

    • 좋은 모델링 이란?
      • 컴퓨터 등을 이용하여 해석,시뮬레이션,설계하기 쉬운 모델

정보 시스템 모델링

• 정보 모델링

  • 현실세계를 인간이 이해할 수 있는 정보 형태/구조로 변환하는 과정

    • 개체 정의 -> 식별 -> 상세화 -> 통합 -> 검증

• 데이터 모델링

  • 현실세계의 복잡한 데이터들을 컴퓨터 정보 구조로 변환시키는 과정

• 프로세스 모델링

  • 업무활동 등과 관련된 객체를 대상으로 함

수학적 모델링 (수리 모형)

주요 대상 : 전기 시스템, 기계 시스템, 유체 시스템, 열적 시스템, 경영 과학 등

• 시스템의 거동(변화)을 나타내는(예측하는) 수학적 모델이 방정식으로써 표현됨

  • 공학에서 다루는 시스템 대부분이, 선형 미분방정식으로 수식화시켜 수학적 모델링을 함

• 시스템 동적 동작 특성 ⇒ 미분방정식 형태 및 계수(시스템 파라미터)로 표현

  • 미분방정식, 시스템 방정식, 1차 시스템, 2차 시스템, 자유도 등 참조

• 변환영역에서 입출력 함수 比 표현 ⇒ 시스템함수(전달함수 등) [주파수 영역 관점]

  • (변환 : 표현 영역을 바꾸어 달리 표현함으로써 취급이 용이해질 수 있음)

• 시스템 동적 상태의 직접 표현 ⇒ 상태공간(상태방정식) [시간 영역 관점]

• 상호 연결 관계의 그림 표현 ⇒ 블록선도, 신호흐름선도, 상태선도

※ 시스템과 수학적 모델 간에 연결 관계는?

• 독립변수(시간 t),강제함수(구동력,입력),매개변수의 함수로써 종속변수를 예측할 수 있음
  • 매개변수,계수 등 : 시스템의 성질 또는 구성을 나타냄
  • 종속변수 : 시스템의 결과(또는 상태)를 나타냄

※ 한편, 모델링을 통해, 각종 시뮬레이션도 가능해짐

• 컴퓨터 환경 하에서, 시스템 모델식(함수)의 파라미터에 각종 데이터 변화시키며 분석/예측 가능
• 여기서 모델은, 어떤 가정(가설)에 따라 만들어진 방정식 또는 함수들의 집합으로도 볼 수 있음

확률 모델링 / 통계 모델링 (확률 모형)

• 확률적 현상에 대한 확률적 모형화 ☞ 확률 모델 참조

  • 가능한 발생 확률 형태를 챠트,표,수식,확률함수 등으로 표현 가능

• 만일, 주어진 문제가 복잡한 확률적 현상을 반영할 때, 이를 수리 모형화하는 이론적 모형들은,

  • 例) 네트워크 모델, 의사결정론, 마르코프 과정, 대기행렬 모델, 시뮬레이션 모델 등

회로 모델링

※ 회로 해석, 등가 회로, 전송선로 이론, 분포정수회로/집중정수회로 등 참조

• 주로, 수동소자 및 (종속) 전원 만으로 구성시킨 등가회로를 사용하는 회로 해석 방식