Un model conceptual este un model reprezentat de un ansamblu de concepte și relații între ele care determină structura semantică a domeniului subiectului luat în considerare sau obiectul său specific.
Model conceptual - un model al domeniului subiectului, constând dintr-o listă de concepte interdependente utilizate pentru a descrie această zonă, împreună cu proprietăți și caracteristici, clasificarea acestor concepte, pe tipuri, situații, trăsături în acest domeniu și legile proceselor din aceasta. (Dicționar explicativ al inteligenței artificiale)
Un model conceptual (conținut) este un model abstract care determină structura sistemului care se modelează, proprietățile elementelor sale și relațiile cauză-efect inerente sistemului și esențiale pentru atingerea scopului modelării.
Modelul conceptual se referă la modelele care se formează în urma procesului de conceptualizare sau generalizare [1] . Modelele conceptuale sunt adesea abstractizări ale lucrurilor din lumea reală. Pentru diferite stadii de formare a conceptelor, studiile semantice sunt relevante . Semantica este conceptul, sensul pe care ființele gânditoare îl acordă diferitelor elemente ale experienței lor.
Se poate face o distincție între ce sunt modelele și din ce sunt făcute. Cu excepția modelelor simbolice, cum ar fi macheta la scară a Catedralei Winchester , majoritatea modelelor sunt concepte. Ele sunt destinate în principal să fie modele ale stării reale a lucrurilor din lume. Valoarea unui model este de obicei direct proporțională cu cât de bine se potrivește cu starea de lucruri trecută, prezentă, viitoare, actuală sau potențială. În inteligența artificială, modelele conceptuale și graficele conceptuale sunt folosite pentru a construi sisteme expert și bazate pe cunoștințe; aici analiștii sunt interesați să reprezinte opinia experților , nu propriile lor idei despre ceea ce este adevărat.
Modelele conceptuale variază ca tip de la cele mai concrete, cum ar fi o imagine mentală a unui obiect fizic familiar, până la abstracții formale și generalizări ale modelelor matematice care nu se prezintă minții ca o imagine. Modelele conceptuale variază și în funcție de sfera subiectului pe care îl reprezintă. Modelul poate reprezenta un singur lucru (cum ar fi Statuia Libertății ), clase întregi de lucruri (cum ar fi un electron ) și chiar zone foarte mari de materie, cum ar fi universul fizic . Varietatea și aria de aplicare a modelelor conceptuale se datorează varietății de scopuri urmărite de oamenii care le folosesc.
Modelarea conceptuală este activitatea de descriere formală a anumitor aspecte ale lumii fizice și sociale din jurul nostru în scopul înțelegerii și comunicării [2] .
Sarcina principală a unui model conceptual este de a transmite principiile fundamentale și funcționalitatea de bază a sistemului pe care îl reprezintă. În plus, modelul conceptual ar trebui conceput astfel încât să ofere o interpretare sistemică ușor de înțeles pentru utilizatorii modelului. Modelul conceptual, dacă este implementat corespunzător, trebuie să satisfacă patru obiective principale [3] .
Modelul conceptual joacă un rol important în ciclul de viață general al dezvoltării sistemului [4] . Evident, dacă modelul conceptual nu este pe deplin dezvoltat, atunci implementarea proprietăților fundamentale ale sistemului poate să nu fie implementată corespunzător, ceea ce duce la probleme viitoare sau deficiențe ale sistemului. Aceste blocări au loc în industrie și au fost legate de introducerea lipsă a utilizatorului , cerințe incomplete, neclare sau în schimbare. Aceste verigi slabe în procesul de proiectare și dezvoltare a sistemului pot fi urmărite până la eșecul sarcinilor fundamentale de modelare conceptuală. Importanța modelării conceptuale este evidentă atunci când astfel de defecțiuni ale sistemului sunt atenuate prin proiectarea atentă a sistemului și respectarea obiectivelor/metodelor de dezvoltare dovedite.
Pe măsură ce sistemele devin mai complexe, rolul modelării conceptuale a crescut dramatic. Cu această prezență extinsă, puterea modelării conceptuale este realizată în captarea elementelor fundamentale ale sistemului. Pe baza acestei implementări, au fost create numeroase tehnici de modelare conceptuală. Aceste tehnici pot fi aplicate în diferite discipline pentru a îmbunătăți înțelegerea de către utilizator a sistemului care este modelat. Tehnicile și tehnicile de modelare conceptuală utilizate pe scară largă includ modelarea fluxului de lucru , modelarea forței de muncă , dezvoltarea rapidă a aplicațiilor , modelarea obiect-rol și Unified Modeling Language (UML) .
Modelarea fluxului de date (DFM) este o tehnică de modelare conceptuală de bază care reprezintă grafic elementele unui sistem. Aceasta este o metodă destul de simplă, totuși, la fel ca multe metode de modelare conceptuală, pot fi construite diagrame reprezentative de nivel superior și inferior. O diagramă a fluxului de date, de obicei, nu transmite detalii complexe ale sistemului, cum ar fi considerații de dezvoltare simultană sau informații despre sincronizare, ci funcționează mai degrabă pentru a pune în context funcțiile majore ale sistemului. Modelarea fluxului de date este modalitatea principală de a dezvolta sisteme folosind metoda de analiză și proiectare a sistemelor structurate (SSADM) .
Entity Relationship Modeling (ERM) este o tehnică de modelare conceptuală utilizată în principal pentru a reprezenta sisteme software. Diagramele de relații dintre entități, care sunt produsul executării unei metode ERM, sunt utilizate în mod obișnuit pentru a reprezenta modele de baze de date și de sisteme informatice . Componentele principale ale unei diagrame sunt entitățile și relațiile. Entitățile pot fi funcții, obiecte sau evenimente independente. Relațiile sunt responsabile pentru conectarea entităților între ele. Pentru a forma un proces de sistem, relațiile sunt combinate cu entități și orice atribute necesare pentru a descrie în continuare procesul. Există mai multe convenții schematice pentru această tehnică: IDEF1X , Bachman și EXPRESS . Aceste convenții sunt pur și simplu moduri diferite de vizualizare și organizare a datelor pentru a reprezenta diferite aspecte ale sistemului.
Event Process Chain (EPC) este o tehnică de modelare conceptuală utilizată în principal pentru a îmbunătăți sistematic fluxurile proceselor de afaceri . La fel ca majoritatea tehnicilor de modelare conceptuală, un lanț de proces condus de evenimente constă din entități/elemente și funcții care permit dezvoltarea și procesarea relațiilor. Mai precis, EPC constă din evenimente care determină în ce stare se află procesul sau regulile după care funcționează. Pentru a progresa, funcția sau evenimentul activ trebuie să fie finalizat. În funcție de fluxul procesului, funcția are capacitatea de a transforma stările de evenimente sau de a comunica cu alte lanțuri de procese bazate pe evenimente. În cadrul EPC, există și alte elemente care determină cum și după ce reguli funcționează sistemul. Metoda EPC poate fi aplicată practicilor de afaceri, cum ar fi planificarea resurselor, îmbunătățirea proceselor și logistică .
Metoda de dezvoltare a sistemelor dinamice , bazată pe conceptul de dezvoltare rapidă a aplicațiilor , utilizează un proces specific numit JEFFF pentru a modela conceptual ciclul de viață al unui sistem. Este destinat să se concentreze mai mult pe planificarea de dezvoltare la nivel superior, care este înaintea inițializării proiectului. Procesul JAD necesită o serie de ateliere în care participanții lucrează pentru a identifica, defini și împărtăși o imagine a unui proiect de succes, de la început până la finalizare. S-a constatat că această tehnică nu funcționează bine pentru aplicații la scară largă, cu toate acestea, aplicațiile mai mici raportează, în general, un câștig net de eficiență [6] .
Cunoscută și sub numele de rețea Petri , această tehnică de modelare conceptuală permite construirea unui sistem cu elemente care pot fi descrise prin metode matematice directe. Rețeaua Petri, datorită proprietăților sale de execuție nedeterministe și a teoriei matematice bine definite, este o tehnică utilă pentru modelarea comportamentului paralel al unui sistem , adică execuția mai multor procese în același timp.
Modelarea tranziției de stare utilizează diagrame de tranziție de stare pentru a descrie comportamentul unui sistem. Aceste diagrame de tranziție de stări folosesc diferite stări pentru a defini comportamentul și schimbările sistemului. Majoritatea instrumentelor moderne de modelare au capacitatea de a simula tranzițiile de stare. Utilizarea modelelor de tranziție a stărilor poate fi recunoscută cel mai ușor ca diagrame de stări logice și diagrame direcționale pentru mașinile de stare .
Unii cercetători recunosc principalele puncte care ar trebui luate în considerare atunci când studiază factorii de influență: conținutul pe care modelul conceptual ar trebui să-l reprezinte, metoda în care va fi prezentat modelul, caracteristicile utilizatorilor modelului și sarcina specifică a limbajelor [7] . Conținutul modelului conceptual trebuie luat în considerare pentru a selecta o metodă care să permită prezentarea informațiilor relevante. Metoda de prezentare în scopuri de selecție se va concentra pe capacitatea metodei de a reprezenta modelul la nivelul dorit de profunzime și detaliu. Un aspect important de luat în considerare îl reprezintă caracteristicile utilizatorilor sau participanților la model. Contextul și experiența participantului trebuie să se potrivească cu complexitatea modelului conceptual, altfel reprezentarea greșită a sistemului sau înțelegerea greșită a conceptelor cheie ale sistemului pot duce la probleme în implementarea acelui sistem. Sarcina limbajului modelului conceptual în viitor vă va permite să alegeți metodologia adecvată. Diferența dintre crearea unui model conceptual de sistem pentru a transmite funcționalitatea sistemului și crearea unui model conceptual de sistem pentru a interpreta această funcționalitate poate implica două tipuri foarte diferite de limbaje de modelare conceptuală [8] .
Cercetătorii Gemino și Wand continuă să extindă conținutul variabilelor afectate ale structurii lor propuse, luând în considerare focalizarea observației și criteriul de comparație [7] . Accentul de observație este dacă metoda de modelare conceptuală va crea un „produs nou” sau dacă această metodă va duce doar la o înțelegere mai profundă a sistemului modelat. Criteriul de comparație va fi ponderarea capacității metodei de modelare conceptuală de a fi eficientă sau eficientă. O tehnică de modelare conceptuală care permite dezvoltarea unui model de sistem care să țină cont de toate variabilele sistemului la un nivel înalt poate eficientiza procesul de înțelegere a funcționalității sistemului, dar dacă metodei îi lipsesc informațiile necesare pentru a explica procesele interne , acest lucru face ca modelul să fie mai puțin eficient. Înțelegerea domeniului de aplicare a modelelor conceptuale va duce la o alegere mai informată a metodei care ia în considerare în mod corespunzător acel model particular. Astfel, atunci când alegeți metode de modelare, răspunsurile la următoarele întrebări vă vor permite să abordați câteva concepte importante de modelare.
O altă funcție a modelului de modelare conceptuală este de a oferi o bază rațională și faptică pentru evaluarea fezabilității aplicării modelării.
Un model de sistem este un model conceptual care descrie și reprezintă structura, comportamentul și alte reprezentări ale unui sistem . Modelul de sistem poate afișa mai multe vederi ale sistemului folosind două abordări diferite: non-arhitecturală și arhitecturală. Abordarea non-arhitecturală selectează modelul pentru fiecare vedere în mod corespunzător. Abordarea arhitecturală, cunoscută și sub numele de arhitectură de sistem , în loc să aleagă multe modele eterogene și neînrudite, va folosi un singur model integrat.
La modelarea proceselor de afaceri, modelele sunt conceptele de bază în domeniul ingineriei proceselor. Modele de proces:
Același model de proces este reutilizat pentru dezvoltarea mai multor aplicații și astfel are multe instanțe . O posibilă utilizare a modelului de proces este de a prescrie modul în care lucrurile ar trebui/ar trebui/ar putea fi făcute spre deosebire de procesul real în sine. Un model de proces este o predicție a cum va arăta acel proces. Care ar trebui să fie acest proces va fi determinat în cursul dezvoltării efective a sistemului [10] .
Modelele conceptuale ale sistemelor activității umane sunt utilizate în metodologia sistemelor de lumină, care este o metodă de analiză a sistemelor asociată cu structurarea problemelor de management. Aceste modele sunt modele conceptuale; autorii afirmă în mod expres că nu sunt menite să reprezinte starea de lucruri din lumea fizică. Ele sunt, de asemenea, utilizate în analiza cerințelor de informații (IRA) dezvoltată pentru proiectarea sistemelor informatice și dezvoltarea de software .
Modele logico-lingvisticeModelarea logico-lingvistică este o altă modalitate de reprezentare a obiectelor folosind modele conceptuale. Această metodă combină modele de concepte cu modele de presupuse obiecte și evenimente din lumea reală. Este o reprezentare grafică a logicii modale , în care operatorii modali sunt utilizați pentru a distinge afirmațiile despre concepte de enunțurile despre obiecte și evenimente din lumea reală.
Model de relație cu entitateÎn ingineria software , un model de relație de entitate (model ER) este o reprezentare abstractă și conceptuală a datelor. Modelarea relațiilor de entități este o tehnică de modelare a bazelor de date utilizată pentru a crea un tip de schemă conceptuală sau model de date semantice ale unui sistem, adesea o bază de date relațională și structura sa verticală. Diagramele create de acest proces sunt numite diagrame entitate-relație sau diagrame ER. Modelele de relații esențiale și-au găsit o largă aplicație în construcția de sisteme informaționale menite să susțină activități legate de obiecte și evenimente din lumea reală. În aceste cazuri, acestea sunt modele conceptuale. Cu toate acestea, această metodă de modelare poate fi folosită pentru a crea jocuri pe calculator sau un arbore genealogic al zeilor greci, cazuri în care va fi folosită pentru a modela concepte.
Model de domeniuUn model de domeniu este un tip de model conceptual utilizat pentru a descrie elementele structurale și constrângerile conceptuale ale acestora într-un domeniu de interes (uneori numit domeniu problemă). Modelul domeniului include diverse entități, atributele și relațiile acestora, precum și constrângerile care determină integritatea conceptuală a elementelor modelului structural care alcătuiesc acest domeniu problematic. La fel ca modelele de relații între entități, modelele de domenii pot fi folosite pentru a modela concepte sau pentru a modela obiecte și evenimente din lumea reală.
Conceptul de „model conceptual” a fost propus de psihologul englez AT Welford în 1961 la al XIV-lea Congres Internațional de Psihologie Aplicată. Modelul conceptual este dezvăluit ca o imagine globală care se formează în capul operatorului. În înțelegerea lui A. T. Welford, modelul conceptual oferă operatorului din sistemul de control om-mașină o imagine completă și, prin urmare, oferă capacitatea de a corela diferite părți ale procesului cu întregul și, în consecință, de a acționa eficient [11] .
În psihologia domestică, conceptul de model conceptual a fost utilizat în mod activ în lucrările lui V.P. Zinchenko și ale colegilor din 1970. Un model conceptual este înțeles ca o imagine dinamică complexă a unui obiect de control, care reflectă dinamica dată a obiectului, structura nominală a procesului. Acest model mental (conceptual) include experiența de viață a unei persoane și cunoștințele obținute în timpul pregătirii speciale, precum și informațiile primite în procesul de management [12] . În viitor, A. A. Krylov [13] consideră modelul conceptual deja ca un model figurativ-conceptual de activitate [14] , iar A. I. Galaktionov a arătat că modelul conceptual are o structură ierarhică [15] [16] .
Conceptul de model conceptual, utilizat inițial în psihologia ingineriei și ergonomie atunci când se studiază activitățile operatorilor în sistemele de control om-mașină (uman-tehnic) pentru obiecte tehnice complexe, este strâns legat de conceptul de model informațional .
Un model informațional în psihologia ingineriei este înțeles ca „un set de informații organizate după anumite reguli despre obiectul de control, dispozitivul tehnic în sine și mediul extern” [17] . În cel mai simplu caz, modelul informațional este format sub forma unui set de mijloace de afișare a informațiilor ( interfață cu utilizatorul) la locul de muncă al operatorului .
Pe baza percepției modelului informațional , operatorul uman își formează o imagine operațională a situației reale, care este una dintre componentele modelului conceptual intern (mental) al activității [18] .
În sensul modern, conceptul de model conceptual (mental) înseamnă un sistem de idei al operatorului (și în cazul general al unui specialist) despre metodele activității sale, despre starea subiectului de activitate (sau control). ) și modalități de influențare a acesteia [17] .
Conceptul de model conceptual a fost utilizat inițial în psihologia ingineriei și ergonomie, iar ulterior aplicarea sa a fost extinsă în domeniul psihologiei muncii, care studiază activitatea profesională și dezvoltarea profesionalismului uman.
În noua realitate tehnică și informațională, multe tipuri de activități profesionale capătă trăsăturile unui operator: activitățile specialiștilor sunt mediate de un complex de dispozitive tehnice și informaționale. Prin urmare, conceptul de „model conceptual”, care a fost folosit inițial în psihologia ingineriei, a devenit larg răspândit în psihologia muncii în studiul diferitelor tipuri de activitate profesională și profesionalismul unei persoane [19] .
Modelul conceptual în raport cu activitatea profesională este înțeles ca un model intern, mental figurativ-conceptual-eficient. Modelul conceptual al activității profesionale este o formare mentală - un fel de lume interioară a unei persoane-actor, care se bazează pe o cantitate mare de informații despre mediul profesional, despre subiectul muncii, despre scopurile, mijloacele și metodele de activitate [20] . Cu această înțelegere, conform lui G. V. Sukhodolsky [21] , modelul conceptual este principalul mijloc intern al activității profesionale, creat în procesul de educație și formare profesională a acestuia [22] . A. A. Oboznov [23] conectează conținutul modelului conceptual al modelului cu cunoștințele sistematizate , care sunt necesare unui specialist pentru a naviga prin procesele care apar în complexele tehnologice [24] .