Konceptuální model je model reprezentovaný souborem pojmů a vztahů mezi nimi , které určují sémantickou strukturu uvažované předmětové oblasti nebo jejího specifického objektu.
Konceptuální model - model předmětné oblasti, který se skládá ze seznamu vzájemně souvisejících pojmů používaných k popisu této oblasti, spolu s vlastnostmi a charakteristikami, klasifikací těchto pojmů podle typů, situací, znaků v této oblasti a zákonitostí procesů v této oblasti. to. (Výkladový slovník umělé inteligence)
Konceptuální (obsahový) model je abstraktní model , který určuje strukturu modelovaného systému, vlastnosti jeho prvků a vztahy příčiny a následku, které jsou systému vlastní a jsou nezbytné pro dosažení cíle modelování.
Konceptuální model označuje modely, které se tvoří po procesu konceptualizace nebo zobecnění [1] . Konceptuální modely jsou často abstrakcemi věcí v reálném světě. Pro různé fáze tvorby konceptu jsou relevantní sémantické studie . Sémantika je pojem, význam, který myslící bytosti přikládají různým prvkům své zkušenosti.
Lze rozlišovat mezi tím, co jsou modely a z čeho jsou vyrobeny. S výjimkou symbolických modelů, jako je zmenšený model katedrály ve Winchesteru , většina modelů jsou koncepty. Mají být především modely skutečného stavu věcí ve světě. Hodnota modelu je obvykle přímo úměrná tomu, jak dobře odpovídá minulému, současnému, budoucímu, skutečnému nebo potenciálnímu stavu věcí. V umělé inteligenci se koncepční modely a koncepční grafy používají k budování expertních a znalostních systémů; zde se analytici zajímají o vyjádření odborného názoru , nikoli o své vlastní představy o tom, co je pravda.
Konceptuální modely se svým typem pohybují od konkrétnějších, jako je mentální obraz známého fyzického objektu, až po formální abstrakce a zobecnění matematických modelů , které se mysli neprezentují jako obraz. Koncepční modely se také liší v závislosti na rozsahu předmětu, který zastupují. Model může představovat jednu věc (jako je Socha svobody ), celé třídy věcí (jako je elektron ) a dokonce i velmi rozsáhlé oblasti hmoty, jako je fyzický vesmír . Různorodost a rozsah koncepčních modelů jsou způsobeny rozmanitostí cílů, které lidé sledují, když je používají.
Konceptuální modelování je činnost formálního popisu určitých aspektů fyzického a sociálního světa kolem nás za účelem porozumění a komunikace [2] .
Hlavním úkolem koncepčního modelu je zprostředkovat základní principy a základní funkčnost systému, který představuje. Kromě toho by koncepční model měl být navržen tak, aby uživatelům modelu poskytoval snadno srozumitelnou systémovou interpretaci . Koncepční model, pokud je správně implementován, musí splňovat čtyři hlavní cíle [3] .
Koncepční model hraje důležitou roli v celkovém životním cyklu vývoje systému [4] . Je zřejmé, že pokud koncepční model není plně vyvinut, pak implementace základních vlastností systému nemusí být správně implementována, což vede k budoucím problémům nebo systémovým nedostatkům. K těmto selháním v tomto odvětví dochází a souvisí s chybějícím uživatelským vstupem , neúplnými, nejasnými nebo měnícími se požadavky. Tyto slabé články v procesu návrhu a vývoje systému lze vysledovat až k selhání základních úloh koncepčního modelování. Důležitost koncepčního modelování je zřejmá, když jsou taková selhání systému zmírňována pečlivým návrhem systému a dodržováním osvědčených vývojových cílů/metod.
S tím, jak se systémy stávají složitějšími, dramaticky vzrostla role konceptuálního modelování. Díky této rozšířené přítomnosti je síla koncepčního modelování realizována při zachycení základů systému. Na základě této implementace bylo vytvořeno mnoho technik koncepčního modelování. Tyto techniky mohou být aplikovány napříč obory, aby se zlepšilo uživatelské porozumění modelovanému systému. Mezi široce používané techniky a techniky koncepčního modelování patří modelování pracovních toků , modelování pracovní síly , rychlý vývoj aplikací , modelování objektových rolí a Unified Modeling Language (UML) .
Modelování toku dat (DFM) je základní koncepční modelovací technika, která graficky znázorňuje prvky systému. Jedná se o poměrně jednoduchou metodu, nicméně stejně jako mnoho metod koncepčního modelování lze konstruovat reprezentativní diagramy vyšší a nižší úrovně. Diagram toku dat obvykle nepřenáší složité systémové detaily, jako jsou úvahy o souběžném vývoji nebo informace o načasování, ale spíše pracuje na zasazení hlavních funkcí systému do kontextu. Modelování toku dat je primárním způsobem vývoje systémů pomocí metody SSADM (Structured Systems Analysis and Design Method) .
Entity Relationship Modeling (ERM) je koncepční modelovací technika používaná především k reprezentaci softwarových systémů. Diagramy vztahů entit, které jsou produktem provádění metody ERM, se běžně používají k reprezentaci modelů databáze a informačního systému . Hlavními součástmi diagramu jsou entity a vztahy. Entity mohou být nezávislé funkce, objekty nebo události. Vztahy jsou zodpovědné za propojení entit navzájem. K vytvoření systémového procesu jsou vztahy kombinovány s entitami a libovolnými atributy potřebnými k dalšímu popisu procesu. Pro tuto techniku existuje několik schematických konvencí: IDEF1X , Bachman a EXPRESS . Tyto konvence jsou jednoduše různé způsoby prohlížení a organizace dat tak, aby reprezentovaly různé aspekty systému.
Event Process Chain (EPC) je koncepční modelovací technika primárně používaná k systematickému zlepšování toků obchodních procesů . Stejně jako většina technik koncepčního modelování se procesní řetězec řízený událostmi skládá z entit/prvků a funkcí, které umožňují rozvoj a zpracování vztahů. Přesněji řečeno, EPC se skládá z událostí, které určují, v jakém stavu se proces nachází nebo jaká pravidla funguje. Pro postup musí být funkce nebo aktivní událost dokončena. V závislosti na toku procesu má funkce schopnost transformovat stavy událostí nebo komunikovat s jinými procesními řetězci řízenými událostmi. V rámci EPC existují další prvky, které určují, jak a podle jakých pravidel systém funguje. Metodu EPC lze aplikovat na obchodní praktiky, jako je plánování zdrojů, zlepšování procesů a logistika .
Metoda dynamického vývoje systémů , založená na konceptu Rapid Application Development , využívá specifický proces nazvaný JEFFF ke koncepčnímu modelování životního cyklu systému. Má se více zaměřit na plánování rozvoje vyšší úrovně, které předchází inicializaci projektu. Proces JAD vyžaduje sérii workshopů, ve kterých účastníci pracují na identifikaci, definování a sdílení obrazu úspěšného projektu od počátku až po dokončení. Bylo zjištěno, že tato technika nefunguje dobře pro aplikace ve velkém měřítku, nicméně menší aplikace obecně vykazují čistý zisk z účinnosti [6] .
Tato technika konceptuálního modelování, známá také jako Petriho síť , umožňuje konstrukci systému s prvky, které lze popsat přímými matematickými metodami. Petriho síť je díky svým nedeterministickým vlastnostem provádění a dobře definované matematické teorii užitečnou technikou pro modelování paralelního chování systému , tedy provádění více procesů současně.
Modelování stavových přechodů používá k popisu chování systému diagramy stavových přechodů . Tyto diagramy přechodu stavů používají různé stavy k definování chování a změn systému. Většina moderních modelovacích nástrojů má schopnost simulovat přechody stavů. Použití modelů stavových přechodů lze nejsnáze rozpoznat jako logické stavové diagramy a směrové grafy pro stavové automaty .
Někteří vědci uznávají hlavní body, které je třeba vzít v úvahu při studiu ovlivňujících faktorů: obsah, který by měl konceptuální model představovat, způsob, jakým bude model prezentován, charakteristiky uživatelů modelu a specifický úkol konceptuálních modelových jazyků [7] . Obsah koncepčního modelu by měl být zvážen za účelem výběru metody, která by umožnila prezentaci relevantních informací. Prezentační metoda pro účely výběru se zaměří na schopnost metody reprezentovat model na zamýšlené úrovni hloubky a detailu. Důležitým aspektem, který je třeba vzít v úvahu, jsou charakteristiky uživatelů nebo účastníků modelu. Zázemí a zkušenosti účastníka musí odpovídat složitosti koncepčního modelu, jinak může nesprávná prezentace systému nebo nepochopení klíčových systémových konceptů vést k problémům při implementaci tohoto systému. Úkol jazyka konceptuálního modelu v budoucnu umožní zvolit vhodnou metodiku. Rozdíl mezi vytvořením koncepčního modelu systému pro zprostředkování funkčnosti systému a vytvořením koncepčního modelu systému pro interpretaci této funkčnosti může zahrnovat dva velmi odlišné typy koncepčních modelovacích jazyků [8] .
Výzkumníci Gemino a Wand pokračují v rozšiřování obsahu ovlivněných proměnných jejich navrhované struktury s ohledem na zaměření pozorování a kritérium srovnání [7] . Těžištěm pozorování je, zda metoda konceptuálního modelování vytvoří „nový produkt“ nebo zda tato metoda povede pouze k hlubšímu pochopení modelovaného systému. Kritériem pro srovnání bude vážení schopnosti metody koncepčního modelování být efektivní nebo efektivní. Technika koncepčního modelování, která umožňuje vývoj modelu systému , který bere v úvahu všechny systémové proměnné na vysoké úrovni, může zefektivnit proces pochopení funkčnosti systému, pokud však v metodě chybí potřebné informace k vysvětlení vnitřních procesů , tím je model méně účinný. Pochopení rozsahu koncepčních modelů povede k informovanějšímu výběru metody, která náležitě zohledňuje tento konkrétní model. Při výběru metod modelování vám tedy odpovědi na následující otázky umožní zabývat se některými důležitými koncepty modelování.
Další funkcí modelu koncepčního modelování je poskytnout racionální a věcný základ pro hodnocení proveditelnosti aplikace modelování.
Systémový model je koncepční model, který popisuje a reprezentuje strukturu, chování a další reprezentace systému . Model systému může zobrazovat více pohledů na systém pomocí dvou různých přístupů: nearchitektonického a architektonického. Nearchitektonický přístup podle toho vybere model pro každý pohled. Architektonický přístup, také známý jako architektura systému , namísto výběru mnoha heterogenních a nesouvisejících modelů použije pouze jeden integrovaný model.
Při modelování podnikových procesů jsou modely základními pojmy v oblasti procesního inženýrství. Procesní modely:
Stejný procesní model je znovu použit pro vývoj mnoha aplikací, a proto má mnoho instancí . Jedním z možných použití procesního modelu je předepsat, jak by se věci měly/měly/mohly dělat, na rozdíl od skutečného procesu samotného. Procesní model je předpověď toho, jak bude tento proces vypadat. Jaký by tento proces měl být, se určí až v průběhu vlastního vývoje systému [10] .
Konceptuální modely systémů lidské činnosti jsou využívány v metodice světelných soustav, což je metoda systémové analýzy spojená se strukturováním problémů řízení. Tyto modely jsou koncepčními modely; autoři konkrétně uvádějí, že nejsou určeny k reprezentaci stavu věcí ve fyzickém světě. Používají se také při analýze požadavků na informace (IRA) vyvinuté pro návrh informačních systémů a vývoj softwaru .
Logicko-lingvistické modelyLogicko-lingvistické modelování je další způsob reprezentace objektů pomocí konceptuálních modelů. Tato metoda kombinuje modely konceptů s modely domnělých objektů a událostí reálného světa. Jedná se o grafickou reprezentaci modální logiky , ve které se modální operátory používají k rozlišení výroků o konceptech od výroků o reálných objektech a událostech.
Model vztahu entitV softwarovém inženýrství je model vztahu entit (ER model) abstraktní a koncepční reprezentace dat. Modelování vztahů entit je technika databázového modelování používaná k vytvoření typu konceptuálního schématu nebo sémantického datového modelu systému, často relační databáze , a jeho vertikální struktury. Diagramy vytvořené tímto procesem se nazývají diagramy vztahů mezi entitami nebo ER diagramy. Esenciální vztahové modely našly široké uplatnění při konstrukci informačních systémů určených k podpoře aktivit souvisejících s objekty a událostmi v reálném světě. V těchto případech se jedná o koncepční modely. Tato metoda modelování však může být použita k vytvoření počítačových her nebo rodokmenu řeckých bohů, v takových případech bude použita k modelování konceptů.
Model doményDoménový model je typ koncepčního modelu používaného k popisu strukturálních prvků a jejich koncepčních omezení v doméně zájmu (někdy nazývané doména problémů). Doménový model zahrnuje různé entity, jejich atributy a vztahy, stejně jako omezení, která určují koncepční integritu prvků strukturálního modelu, které tvoří tuto problémovou doménu. Stejně jako modely vztahů entit lze doménové modely použít k modelování konceptů nebo k modelování objektů a událostí v reálném světě.
Koncept „koncepčního modelu“ navrhl anglický psycholog AT Welford v roce 1961 na XIV. mezinárodním kongresu aplikované psychologie. Koncepční model se odhaluje jako globální obraz , který se tvoří v hlavě operátora. V chápání A. T. Welforda poskytuje koncepční model operátorovi v řídicím systému člověk-stroj úplný obrázek, a proto poskytuje schopnost korelovat různé části procesu s celkem, a podle toho efektivně jednat [11] .
V domácí psychologii se koncept konceptuálního modelu aktivně používá v dílech V.P.Zinchenka a kolektivu od roku 1970. Konceptuální model je chápán jako nějaký komplexní dynamický obraz objektu řízení, který odráží danou dynamiku objektu, nominální struktura procesu. Tento mentální (koncepční) model zahrnuje životní zkušenosti a znalosti člověka získané během speciálního výcviku a také informace získané v procesu řízení [12] . V budoucnu A. A. Krylov [13] považuje konceptuální model již za figurativně-konceptuální model činnosti [14] a A. I. Galaktionov ukázal, že konceptuální model má hierarchickou strukturu [15] [16] .
Pojem konceptuálního modelu, původně používaný v inženýrské psychologii a ergonomii při studiu činností operátorů v systémech řízení člověk-stroj (člověk-technický) pro složité technické objekty, úzce souvisí s konceptem informačního modelu .
Informační model je v inženýrské psychologii chápán jako „soubor informací organizovaných podle určitých pravidel o objektu řízení, samotném technickém zařízení a vnějším prostředí“ [17] . Informační model je v nejjednodušším případě tvořen v podobě sady prostředků pro zobrazování informací ( uživatelské rozhraní ) na pracovišti operátora .
Na základě vnímání informačního modelu si lidský operátor vytváří operační obraz reálné situace, který je jednou ze součástí vnitřního (mentálního) konceptuálního modelu činnosti [18] .
V moderním pojetí se pod pojmem koncepční (mentální) model rozumí soustava představ provozovatele (a v obecném případě specialisty) o způsobech jeho činnosti, o stavu předmětu činnosti (případně kontroly) ) a způsoby jeho ovlivnění [17] .
Pojem konceptuální model byl původně používán v inženýrské psychologii a ergonomii, později se jeho aplikace rozšířila i do oblasti psychologie práce, která studuje profesní činnost a rozvoj lidské profesionality.
V nové technické a informační realitě mnohé druhy odborných činností nabývají rysů operátorských: činnost specialistů je zprostředkována komplexem technických a informačních zařízení. Proto se pojem „pojmový model“, který byl původně používán v inženýrské psychologii, rozšířil v psychologii práce při studiu různých typů profesní činnosti a profesionality člověka [19] .
Konceptuální model ve vztahu k profesní činnosti je chápán jako vnitřní, mentální figurativně-pojmově-efektivní model. Koncepční model profesní činnosti je mentální formace - jakýsi vnitřní svět člověka-herce, který je založen na velkém množství informací o profesním prostředí, o předmětu práce, o cílech, prostředcích a metodách činnost [20] . S tímto chápáním je podle G. V. Suchodolského [21] koncepční model hlavním vnitřním prostředkem profesionální činnosti, vytvořeným v procesu jeho profesního vzdělávání a přípravy [22] . A. A. Oboznov [23] propojuje obsah koncepčního modelu modelu se systematizovanými znalostmi , které jsou nezbytné pro orientaci specialisty v procesech probíhajících v technologických celcích [24] .