zapogi.ru 1


МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ


Модель – упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

  • Модель сохраняет наиболее важные характеристики и свойства оригинала.

  • Модель – любой аналог, образ (мысленный или условный: изображение, описание, схема, символ, формула, чертеж, план, таблица, карта и т.п.) какого-либо объекта исследования.



Модель необходима для того, чтобы:

  • Модель необходима для того, чтобы:

  • понять, как устроен реальный объект: какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;

  • научиться управлять объектом или процессом: определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация);

  • прогнозировать прямые или косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.



Моделирование :

  • построение и изучение моделей с целью получения новых знаний и дальнейшего совершенствования характеристик объектов исследования;

  • метод научного познания объективного мира с помощью моделей.



Классификация моделей



Классификация моделей



Задание №1

  • Приведите примеры статистических и динамических моделей.



Классификация моделей

Классификация моделей



ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

  • Информационная модель – описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорном или формальном).



ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ



ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

  • Геометрические модели – графические формы и объемные конструкции.

  • Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций.

  • Математические модели – математические формулы, неравенства, системы и т.п.

  • Структурные модели – схемы, графики, таблицы и т.п.

  • Логические модели – модели, в которых на основе анализа различных условий принимаются решения.

  • Специальные модели – ноты, химические формулы и т.п.



Любая информационная модель является системой.

  • Любая информационная модель является системой.

  • Система – это целое, состоящее из элементов взаимосвязанных между собой.

  • Система = элементы + связи между ними

  • Системы бывают:

  • материальные (человек, самолет, дерево);

  • нематериальные (человеческий язык, математика);

  • смешанные (школьная система).


Главное свойство любой системы – возникновение «системного эффекта», или «принцип эмерджентности»: при объединении элементов в систему у системы появляются новые свойства, которыми не обладал ни один из элементов системы.

  • Пример – самолет. Главное его свойство – способность к полёту. Ни одна из составляющих его частей в отдельности этим свойством не обладает. Но если собрать их все вместе и соединить строго определенным образом, самолет полетит.


Задание №3.

  • Задание №3.

  • Приведите примеры:

  • биологических систем ___________

  • технических систем _____________

  • систем в информатике ___________

  • Задание №4.

  • Перечислите элементы системы «компьютер».



Систематизация (классификация) – процесс превращения множества объектов в систему.

  • Структура системы – определенный порядок объединения элементов системы.



Задание №5

  • Составьте сетевую модель. В первом ряду укажите имена друзей, во втором – их увлечения. Изобразите дугами связи: имя – увлечение.



Строение информационной модели:

  • Строение информационной модели:

  • характеристики (параметры) объекта

  • связи между ними

  • Пример: модель равномерного прямолинейного движения.

  • Параметры: скорость v, время t, путь S.

  • Связь между ними: S=v · t.

  • Задание №6.

  • Укажите параметры и связи для модели «Треугольник».

  • Параметры: _________________________

  • Связи: ______________________________


Задание №7

  • Моделью химической реакции является уравнение этой реакции:

  • 2КОН + Н2SO4 = K2SO4 +2H2O

  • Является ли эта модель информа-ционной? _________________

  • Почему? ___________________

  • Укажите параметры этой модели.

  • ___________________________

  • Укажите связи. _______________


Формализация – замена реального объекта его информационной моделью.

  • Задание №8

  • Предложите параметры для информационной модели вашего класса.



Компьютерные модели

  • Компьютерные модели – это модели, реализованные на компьютере средствами программного обеспечения.



Задание №9.

  • Задание №9.

  • Приведите примеры программных средств для работы с компьютерными моделями.

  • Задание №10.

  • К каким моделям, изученным вами, можно отнести:

  • рисунок, выполненный на компьютере _________________________________

  • киноафишу _________________________

  • анатомический муляж _________________

  • расписание уроков ____________________



Основные этапы моделирования на компьютере

  • Построение модели ( обычно описание информационной модели).

  • Формализация модели (запись на каком – либо формальном языке).

  • Построение компьютерной модели (на языке программирования или с использованием прикладной программы).

  • Проведение компьютерного эксперимента.

  • Анализ результатов моделирования.