1)Модель объекта - это упрощённый по сравнению с реальным объект, воспроизводящий только существенные для решения поставленной задачи свойства реального объекта.
Моделирование производится в тех случаях, когда эксперименты на реальном объекте затруднены по каким-либо причинам (например, требуют больших затрат или приводят к риску для жизни либо не могут производиться в реальном времени, то есть протекают слишком медленно или слишком быстро).
Все модели можно подразделить на материальные и информационные.
2)Материальные модели воспроизводят внешний вид реального объекта в каком-либо масштабе (например, глобус, муляжи внутренних органов, модель молекулы, модели автомашин и самолётов и т.д.)
Информационные (абстрактные) модели отражают не внешний вид, а процессы, происходящие в реальных объектах (например, формулы, таблицы, графики, схемы и т.д.).
3)Материальная модель дома - макет.
Абстрактные модели дома - компьютерный рисунок дома, чертеж дома.
4)Модель Земли - глобус, создан с целью увидеть целиком огромный земной шар.
Модель Земли - карта, создана для удобства работы по изучению частей Земли.
Модель человека - манекен, создан для удобства демонстрации одежды.
Модель человека - скелет (и модели частей организма человека), созданы для исследования организма человека.
Модель города - макет города, создан для грамотного планирования строительства города.5)Мы встречаем их в жизне довольно часто. На информатике мы чертим блок-схемы, на алгебре - графики, после проведенного опроса мы составляем диаграммы, из которых делаем выводы..
6)Модель двигателя внутреннего сгорания автомобиля.
Модель парового двигателя.
Модель строительного крана.
7)
Информационная модель -
модель объекта, представленная в виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и переменные величины объекта, связи между ними..
8)
Самолет - летающий аппарат Еще пару веков назад люди лишь мечтали о передвижении по воздуху. «Парить, словно птица» было мечтой каждого человека. Проектов «железной птицы» появлялось все больше и больше. Однако, как правило, надежды себя не оправдывали и эти «птицы» никак не могли взлететь.
И вот однажды, в 1903 году, братья Райты (США) , Орвил и Уилбур, все-таки подняли в воздух первый прототип современного самолета «Флайер» . Он продержался в воздухе 59 секунд, пролетев при этом целых 260 метров. После этого конструкция самолетов стала развиваться все стремительней и совершенней.
9)Для начала вспомни, что такое информационная модель объекта. Если по-простому это совокупность наиболее существенных признаков, которые важны для тех или иных действий с объектом. Вот и опиши арбуз так, чтобы другой человек сделал то что требуется: нарисовать, выбрать спелый или вырастить.Нарисовать:
- почти круглой формы, слегка овальный
- с одной стороны - небольшой хвостик, с противоположной - рыльце
- окраска полосатая: полоски темно- и светло зеленые, одинаковой ширины
- полосы идут в направлении от хвостика к рыльцу...
10)Конечно можно, для этого и существуют модели которые мы можем приравнивать на различные объекты.
Отличаться? Ну зависит от того - что сравниваем. Банально - цвет, размер, форма.
Однако мы ставим модель на какой то объект, сама модель должна соответствовать чему то. Модель это только форма. т.е объект это уже второстепенная часть которая независима от модели. Модель - это форма чего то. Объект - это на что будет наложена форма/модель.
Признаки классификаций моделей:
1) - по области использования;
2) - по фактору времени;
3) - по отрасли знаний;
4) - по форме представления.
1) Классификация моделей по области использования:
Учебные модели – используются при обучении. Это могут быть наглядные пособия, различные тренажеры, обучающие программы.
Опытные модели – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик.
Например, модель корабля исследуется в бассейне для изучения устойчивости судна при качке, модель автомобиля «продувается» в аэродинамической трубе с целью исследования обтекаемости кузова, модель сооружения используется для привязки здания к конкретной местности и т.д.
Научно–технические модели - создаются для исследования процессов и явлений. К таким моделям можно отнести, например, прибор для получения грозового электрического разряда или стенд для проверки телевизоров.
Игровые модел и – это военные, экономические, спортивные, деловые игры. Эти модели как бы репетируют поведение объекта в различных ситуациях, проигрывая их с учетом возможной реакции со стороны конкурента, союзника или противника. С помощью игровых моделей можно оказывать психологическую помощь больным, разрешать конфликтные ситуации.
Имитационные модели непросто отражают реальность с той или иной степенью точности, а имитируют ее. Эксперименты с моделей проводят при разных исходных данных. По результатам исследования делаются выводы. Такой метод подбора правильного решения получил название (метод проб и ошибок). Например, для выявления побочных действий лекарственных препаратов их испытывают в серии опытов над животными.
2) Классификация моделей по фактору времени:
Статические – модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Например, обследование учащихся в стоматологической поликлинике дает состояние их зубов в данный момент времени: соотношение молочных и постоянных, наличие пломб, дефектов и т.п.
Динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.
При строительстве дома рассчитывают прочность его фундамента, стен, балок и устойчивость их к постоянной нагрузке. Это статическая модель здания. Но надо так же обеспечить противодействие ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям и другим изменяющимся во времени факторам. Эти вопросы можно решить с помощью динамических моделей.
Таким образом, один и тот же объект можно охарактеризовать и статической и динамической моделью.
3) Классификация моделей по отрасли знаний
Это классификация по отрасли деятельности человека: математические, биологические, химические, социальные, экономические, исторические и тд
4) Классификация моделей по форме представления:
Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные .
Материальные (предметные) модели всегда имеют реальное воплощение. Они отражают внешнее свойство и внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала. Это экспериментальный метод познания окружающей среды.
В процессе обучения широко используются такие модели: глобус (география), муляжи (биология), модели кристаллических решеток (химия) и др.
Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические и химические опыты.
Информационные модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта.
По степени формализации информационные модели бывают образно-знаковые и знаковые .
Ярким примером образно-знаковой модели является географическая карта. Цвет и форма материков, океанов, гор, изображенных на карте, сразу подключает образное мышление. По цвету на карте сразу можно оценить рельеф. Например, с голубым цветом у человека ассоциируется вода, с зеленым цветущий луг, равнина. Карта изобилует условными обозначениями. Зная этот язык, человек может получить достоверную информацию об интересующем его объекте. Информационная модель в этом случае будет результатом осмысления сведений, полученных при помощи органов чувств и информации, закодированной в виде условных изображений.
То же можно сказать о живописи. Неискушенный зритель воспримет картину душой в виде образной модели. Но существуют некоторые художественные языки, соответствующие различным живописным жанрам и школам: сочетание цветов, характер мазка, способы передачи воздуха, объема и т. д. Человеку, знающему эти условности, легче разобраться в том, что имел в виду художник, особенно если произведение не относится к реализму. При этом общее восприятие картины (информационная модель) станет результатом осмысления информации как в образной, так и в знаковой формах.
Еще один пример такой модели - фотография. Фотоаппарат позволяет получить изображение оригинала. Обычно фотография дает нам довольно точное представление о внешнем облике человека. Существуют некоторые признаки (высота лба, посадка глаз форма подбородка), по которым специалисты могут определить характер человека, его склонность к тем или иным поступкам. Этот специальный язык формируется из сведений, накопленных в области физиогномики и собственного опыта. Знающие врачи, взглянув на фото незнакомого человека, увидят признаки некоторых заболеваний. Задавшись разными целями, по одной и той же фотографии можно получить различные информационные модели. Они будут результатом обработки образной информации, полученной при разглядывании фотографии, и информации, сложившейся на основе знания специального профессионального языка.
По форме представления образно-знаковых моделей среди них можно выделить следующие группы:
Геометрические модели, отображающие внешний вид оригинала (рисунок, пиктограмма, чертеж, план, карта, объемное изображение);
Структурные модели, отражающие строение объектов и связи их параметров (таблица, граф, схема, диаграмма);
Словесные модели, зафиксированные (описанные) средствами естественного языка;
Алгоритмические модели, описывающие последовательность действий.
Знаковые модели можно разделить на следующие группы:
Математические модели, представленные математическими формулами, отображающими связь различных параметров объекта, системы или процесса;
Специальные модели, представленные на специальных языках (ноты, химические формулы и т. п.);
Алгоритмические модели, представляющие процесс в виде программы, записанной на специальном языке.
Формы представления моделей. Формализация
Модели материальные и модели информационные.
Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные . Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.).
Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме .
Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Широко используются образные информационные модели в образовании (вспомните учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.).
Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы (например, второго закона Ньютона F = m × а), таблицы (например, периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева) и так далее.
Иногда при построении знаковых информационных моделей используются одновременно несколько различных языков. Примерами таких моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделях используются одновременно как язык графических элементов, так и символьный язык.
На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий.
Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей . В истории науки известны многочисленные описательные информационные модели; например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась следующим образом:
Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;
Орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.
С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями . Язык математики является совокупностью формальных языков. С некоторыми из них (алгебра, геометрия, тригонометрия) вы знакомитесь в школе, с другими (теория множеств, теория вероятностей и др.) сможете ознакомиться в процессе дальнейшего обучения.
Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, Ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы механики и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов.
Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные логические модели . С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее.
В естественных науках (физике, химии и др.) строятся формальные модели явлений и процессов. В большинстве случаев для этого применяется универсальный математический язык алгебраических формул. Однако в некоторых случаях используются специализированные формальные языки (в химии - язык химических формул, в музыке - нотная грамота и т. д.).
В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.).
Визуализация формальных моделей
На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков. В настоящее время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий.
В процессе исследования формальных моделей часто производится их визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы: пространственных соотношений между объектами - чертежи, моделей электрических цепей - электрические схемы, логических моделей устройств - логические схемы и так далее.
Так при визуализации формальных физических моделей с помощью анимации может отображаться динамика процесса, производиться построение графиков изменения физических величин и так далее. Визуальные модели обычно являются интерактивными, то есть исследователь может менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели.
|
Описательные информационные модели. Такие модели отображают объекты, процессы и явления качественно , т. е. не используя количественных характеристик. Описательные информационные модели обычно строятся с использованием естественных языков и рисунков . В истории науки известны многочисленные описательные
информационные модели. Так, гелиоцентрическая модель мира
Коперника на естественном языке формулировалась следующим
образом: Все планеты вращаются вокруг Солнца. Однако более нагляден способ ее представления в виде рисунка |
В настоящее время широкое распространение получили компьютерные интерактивные визуальные модели. В таких моделях исследователь может менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели.
Домашнее задание - конспек
Модель ― общенаучное понятие, означающее как идеальный, так и физический объект анализа. Важным классом идеальных моделей является математическая модель ― в ней изучаемое явление или процесс представлены в виде абстрактных объектов или наиболее общих математических закономерностей, выражающих либо законы природы, либо внутренние свойства самих математических объектов, либо правила логических рассуждений.
Границы между моделями различных типов или классов, а также отнесение модели к какому-то типу или классу чаще всего условны. Рассмотрим наиболее распространенные признаки, по которым классифицируются модели:
· цель использования;
- область знаний;
- фактор времени;
- способ представления.
По целям использования выделяются модели учебные, опытные, имитационные, игровые, научно-технические .
По области знаний выделяются модели биологические, экономические, исторические, социологические и т.д.
По фактору времени разделяются модели динамические и статические . Статическая модель отражает строение и параметры объекта, поэтому ее называют также структурной . Она описывает объект в определенный момент времени, дает срез информации о нем. Динамическая модель отражает процесс функционирования объекта или изменения и развития процесса во времени .
Любая модель имеет конкретный вид, форму или способ представления , она всегда из чего-то и как-то сделана или представлена и описана. В этом классе, прежде всего, модели рассматриваются как материальные и нематериальные.
Материальные модели ― это материальные копии объектов моделирования.
Они всегда имеют реальное воплощение, воспроизводят внешние свойства или внутреннее строение, либо действия объекта-оригинала. Примеры: глобус ― модель формы земного шара, кукла ― модель внешнего вида человека, робот ― модель действий человека на вредном производстве. Материальное моделирование использует экспериментальный (опытный) метод познания.
Нематериальное моделирование использует теоретический метод познания. По-другому его называют, абстрактным , идеальным . Абстрактные модели, в свою очередь, делятся на воображаемые и информационные.
Информационная модель ― это совокупность информации об объекте, описывающая свойства и состояние объекта, процесса или явления, а также связи и отношения с окружающим миром.
Информационные модели представляют объекты в виде, словесных описаний, текстов, рисунков, таблиц, схем, чертежей, формул и т.д. Информационную модель нельзя потрогать, у нее нет материального воплощения, она строится только на информации. Ее можно выразить на языке описания (знаковая модель) или языке представления (наглядная модель).
Одна и та же модель одновременно относится к разным классам деления. Например, программы, имитирующие движение тел (автомобиля, снаряда, маятника, лифта и пр.). Такие программы используются на уроках физики (область знания ) с целями обучения (цель использования ). В то же время они являются динамическими , так как учитывают положение тела в разные моменты времени, и алгоритмическими по способу реализации.
Рассмотрим подробнее класс информационных моделей с позиции способов представления информации. Форма представления информационной модели зависит от способа кодирования (алфавита) и материального носителя.
Воображаемое (мысленное или интуитивное) моделирование ― это мысленное представление об объекте. Такие модели формируются в воображении человека и сопутствуют его сознательной деятельности. Они всегда предшествуют созданию материального объекта, материальной и информационной модели, являясь одним из этапов творческого процесса. Например, музыкальная тема в мозгу композитора ― интуитивная модель музыкального произведения.
Вербальное моделирование (относится к знаковым) ― это представление информационной модели средствами естественного разговорного языка (фонемами). Мысленная модель, выраженная в разговорной форме, называется вербальной (от латинского слова verbalize ― устный). Форма представления такой модели ― устное или письменное сообщение. Примерами являются литературные произведения, информация в учебных пособиях и словарях, инструкции пользования устройством, правила дорожного движения.
Наглядное (выражено на языке представления) моделирование ― это выражение свойств оригинала с помощью образов. Например, рисунки, художественные полотна, фотографии, кинофильмы. При научном моделировании понятия часто кодируются рисунками ― иконическое моделирование. Сюда же относятся геометрические модели ― информационные модели, представленные средствами графики.
Образно-знаковое моделирование использует знаковые образы какого-либо вида: схемы, графы, чертежи, графики, планы, карты (см. Рис.3). Например, географическая карта, план квартиры, родословное дерево, блок―схема алгоритма. К этой группе относятся структурные информационные модели, создаваемые для наглядного изображения составных частей и связей объектов. Наиболее простые и распространенные информационные структуры ― это таблицы, схемы, графы, блок―схемы, деревья.
Знаковое (символическое выражено на языке описания) моделирование (рис. 4) использует алфавиты формальных языков: условные знаки, специальные символы, буквы, цифры и предусматривает совокупность правил оперирования с этими знаками. Примеры: специальные языковые системы, физические или химические формулы, математические выражения и формулы, нотная запись и т. д. Программа, записанная по правилам языка программирования, является знаковой моделью.
Одним из наиболее распространенных формальных языков является алгебраический язык формул в математике , который позволяет описывать функциональные зависимости между величинами. Составление математической модели во многих задачах моделирования хоть и промежуточная, но очень существенная стадия.
Математическая модель ― способ представления информационной модели, отображающий связь различных параметров объекта через математические формулы и понятия.
В тех случаях, когда моделирование ориентировано на исследование моделей с помощью компьютера, одним из его этапов является разработка компьютерной модели .
Компьютерная модель ― это созданный за счет ресурсов компьютера виртуальный образ, качественно и количественно отражающий внутренние свойства и связи моделируемого объекта, иногда передающий и его внешние характеристики.
Компьютерная модель представляет собой материальную модель, воспроизводящую внешний вид, строение или действие моделируемого объекта посредством электромагнитных сигналов. Разработке компьютерной модели предшествуют мысленные, вербальные, структурные, математические и алгоритмические модели.
ПРОВЕРЬ СЕБЯ
Модели всегда играли важную роль в деятельности человека, некоторые явления безопаснее исследовать на модели, нежели в реальности (изучение молнии, последствия атомного взрыва, ядерную энергию и т.д.) Многие открытия в различных науках были сделаны именно благодаря построению моделей различных объектов, процессов и явлений.
В разных науках одни и те же объекты исследуются под разными углами зрения и строятся различные типы моделей. Один и тот же объект иногда имеет множество моделей, а разные объекты могут описываться одной модель
Используя полученный на уроке материал, а так же в поддержку Вам - презентацию по теме «Моделирование. Классификация моделей», проверьте себя, ответив на следующие вопросы:
Вопросы с 1 – 6 предполагают только один ответ.
1. Моделирование - это:
а) процесс замены реального объекта (процесса, явления) моделью, отражающей его существенные признаки с точки зрения достижения конкретной цели;
б) процесс демонстрации моделей одежды в салоне мод;
в) процесс неформальной постановки конкретной задачи;
г) процесс замены реального объекта (процесса, явления) другим материальным или идеальным объектом;
д) процесс выявления существенных признаков рассматриваемого объекта.
2. При изучении объекта реальной действительности можно создать:
а) одну единственную модель.
б) несколько различных видов моделей, каждая из которых отражает те или иные существенные признаки объекта;
в) одну модель, отражающую совокупность признаков объекта;
г) точную копию объекта во всех проявлениях его свойств и поведения;
д) вопрос не имеет смысла.
3. Файловая система персонального компьютера наиболее адекватно может быть описана в виде:
а) табличной модели;
б) динамической модели;
в) иерархической модели;
г) натурной модели;
д) математической модели.
4. Географическую карту следует рассматривать, скорее всего, как:
а) математическую информационную модель;
б) вербальную информационную модель;
в) табличную информационную модель.
г) графическую информационную модель;
д) натурную модель.
5. Материальное (натурное) моделирование это:
а) моделирование, при котором в модели узнается моделируемый объект, то есть натурная модель всегда имеет визуальную схожесть с объектом - оригиналом;
б) создание математических формул, описывающих форму или поведение объекта-оригинала;
в) моделирование, при котором в модели узнается какой-либо отдельный признак объекта-оригинала;
г) совокупность данных, содержащих текстовую информацию об объекте-оригинале;
д) создание таблицы, содержащей информацию об объекте-оригинале
6. Математическая модель объекта - это:
а) созданная из какого-либо материала модель, точно отражающая внешние признаки объекта-оригинала;
б) описание в виде схемы внутренней структуры изучаемого объекта;
в) совокупность данных, содержащих информацию о количественных характеристиках объекта и его поведения в виде таблицы;
г) совокупность записанных на языке математики формул, отражающих те или иные свойства объекта-оригинала или его поведение;
д) последовательность электрических сигналов.
Вопросы с 7 по 10 предполагают насколько ответов
7. Какие из приведенных ниже моделей являются динамическими?
а) Карта местности.
б) Дружеский шарж.
в) Программа,
имитирующая движение стрелок циферблата
на экране дисплея.
г) Фотография.
д) График изменения температуры воздуха в течение дня.
8. Определите, какие из перечисленных моделей материальные, а какие информационные. Укажите обозначения только материальных моделей.
а) Макет декорационного оформления
театральной постановки.
б) Эскизы
костюмов к театральному спектаклю.
в) Географический атлас.
г)
Объемная модель молекулы воды.
д) Уравнение химической реакции, например: CO 2 +2NaOH=Na 2 CO 3 +H 2 O.
е) Макет скелета человека.
ж)
Формула определения площади квадрата
со стороной h: S=h 2 .
з) Расписание
движения поездов.
и) Игрушечный паровоз.
9. Каждая модель может классифицироваться по разным признакам, попробуйте самостоятельно заполнить таблицу полностью. Для модели из первой колонки определите, к какому типу для каждой последующей колонки она относится:
|
Модель |
Тип модели |
||
|
По области использования |
По способу представления |
По временному фактору |
|
|
1) Игрушечный автомобиль |
материальная |
статическая |
|
|
2) Объемная модель куба |
|||
|
3) Географическая карта |
|||
10. Каждая модель создается для определенной цели, при этом рассматриваются только существенные признаки, применяемые именно к этой цели. Определите, какой аспект объекта -оригинала моделируется в приведенных примерах , будьте внимательны и помните, что у одной модели могут рассматриваться несколько аспектов.
|
Аспект моделирования |
Примеры |
|
1) Внешний вид |
А) Ксерокопирование документа |
|
2) Структура |
Б) Конструирование кресла водителя в автомобиле |
|
3) Поведение |
В) Составление метеорологического прогноза |
|
Г) Изучение строения растений |
Свои ответы оформите следующим образом:
Класс: ___________________________________
ФИО ____________________________________
7. - перечислите все верные ответы;
8. - перечислите все верные ответы;
9. - оформить либо в таблицу, либо в текстовом виде (ПРИМЕР. Игрушечный автомобиль – учебная, материальная, статическая )
10. - оформить с помощью обозначений, например: 1) - А, Б (это означает, что внешний вид рассматривается и при ксерокопировании документа и при конструировании кресла водителя в автомобиле)
У С П Е Х О В!!!
Рассматриваются только существенные признаки, применяемые к этой цели.
2 задание
Вы все успели выполнить, а товарищи еще работают, проверьте себя еще раз – разгадайте классический кроссворд на тему «Моделирование» (кроссворд находится на … МОДЕЛИРОВАНИЕ-КРОССВОРД - следует указать полный путь к местоположению кроссворда на компьютере)
По горизонтали:
2. Общее название моделей, которые представляют совокупность полезной и нужной информации об объекте
3. Общее название моделей, воспроизводящий внешний вид, структуру, поведение моделируемого объекта.
5. Описание модели с помощью формального языка
6. Модели, позволяющие увидеть изменение объекта во времени
8. Модели данного вида имитируют реальность с той или иной степенью точности
9. Пример самой первой графической модели
10. Информационная модель, состоящая из строк и столбцов
11. Инструмент для компьютерного моделирования
12. Графический объект, состоящий из вершин, соединенных линиями
14. Уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Данные модели используются для исследования объекта и прогнозирования его будущих характеристик
15. Искусственно созданный объект, воспроизводящий строение и свойства исследуемого объекта
По вертикали:
1. Построение моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений
4. Данные модели представляют собой одномоментный срез информации по объекту
7. Данные модели представляют собой описание на естественных языках в мысленной или разговорной форме
13. Пример знаковой математической модели
3 задание (домашняя работа)
Моделирование – ведущий принцип современного научного познания. Человек не может видеть предмет познания целиком, во всех его проявлениях. Поэтому он ограничивает свои притязания и стремиться познать какую-либо сторону этого предмета, в зависимости от стоящей перед человеком задачи.
Представьте себя на месте главного проектировщика большой фирмы. Ваша задача - уметь работать во многих сферах деятельности и применять свои знания на практике. Фирме предстоит большой заказ, но прежде чем доверит его вам, вас решили испытать, и предложили выполнить следующее задание.
Имеются различные объекты моделирования, цели моделирования разные для каждого объекта, выделите как можно больше различных свойств (признаков) объекта моделирования и отметьте, какие из них являются существенными с точки зрения указанной цели моделирования. Перенесите таблицу в рабочую тетрадь и заполните её.
|
Объект моделирования |
Цель моделирования |
Свойства объекта |
|
|
Плодовый сад |
Спрогнозировать урожай |
||
|
Скворечник |
|||
|
Городской транспорт |
Определить оптимальные маршруты движения и необходимое количество транспортных единиц для каждого маршрута |
||
|
Туристический |
Критерии оценивания учащихся .
1 задание
7. - в, д;
8. - а, г, е, и;
9. - оформление в виде таблицы:
|
Модель |
Тип модели |
||
|
По области использования |
По способу представления |
По временному фактору |
|
|
1) Игрушечный автомобиль |
материальная |
статическая |
|
|
2) Объемная модель куба |
материальная |
статическая |
|
|
3) Географическая карта |
информационная |
статическая |
|
9 – оформление в текстовом виде:
Игрушечный автомобиль – игровая, материальная, статическая
Объемная модель куба – учебная, материальная, статическая
Географическая карта – учебная, информационная, статическая
10. - 1) - А, Б
За каждый верный ответ даётся 1 балл (с 1по 6 задание – 6 баллов, 7 – 2 балла, 8 – 4 балла, 9 – 6 баллов, 10 – 3 балла), всего 21.
Оценка выставляется «5», если набрано более 18 баллов
«2» - менее 9 баллов
2 задание (ответы к кроссворду по теме «Моделирование»)
По горизонтали:
2. Общее название моделей, которые представляют из себя совокупность полезной и нужной информации об объекте (информационные)
3. Общее название моделей, воспроизводящих внешний вид, структуру моделируемого объекта (материальные)
5. Описание модели с помощью формального языка (формализация)
6. Модели, позволяющие увидеть изменение объекта во времени (динамические)
8. Модели данного вида имитируют реальность с той или иной степенью точности (имитационные)
9. Пример самой первой графической модели (рисунок)
10. Информационная модель, состоящая из строк и столбцов (таблица)
11. Инструмент для компьютерного моделирования (компьютер)
12. Графический объект, состоящий из вершин, соединенных линиями (граф)
14. Уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Данные модели используются для исследования объекта и прогнозирования его будущих характеристик (опытные)
15. Искусственно созданный объект, воспроизводящий строение и свойства исследуемого объекта (модель)
По вертикали:
1. Построение моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений (моделирование)
4. Данные модели представляют собой одномоментный срез информации по объекту (статические)
7. Данные модели представляют собой описание на естественных языках в мысленной или разговорной форме (вербальные)
13. Пример знаковой математической модели (формула)
3 задание (домашняя работа)
Пример заполнения домашней таблицы:
|
Объект моделирования |
Цель моделирования |
Свойства объекта |
Существенные свойства объекта |
|
Плодовый сад |
Спрогнозировать урожай |
Перечень конкретных плодовых деревьев в саду (яблони, груши, слива), возраст и количество деревьев, площадь земли, месторасположение сада, климатические условия, применяемые удобрения. |
Количество плодовых деревьев, их урожайность. Климатические условия, применяемые удобрения |
|
Скворечник |
Разработать чертежи для изготовления скворечника |
Порода дерева, которое будут применять для изготовления, форма и размер скворечника – параллелепипеда или цилиндрическая, не отапливается, форма отверстия скворечника и его и месторасположение в нем. Планируемое расположение скворечника – конкретное место или универсальное. |
Форма, размер и местоположение скворечника. |
|
Городской транспорт |
Определить новые маршруты движения и необходимое количество транспортных единиц для каждого маршрута. |
Общее количество маршрутов. Длина трассы маршрутов. Количество и качество автобусов. Количество транспорта на определенную площадь, количество жилых массивов на трассе. Площади, не охваченные транспортными маршрутами. Время, в которое ожидается наибольшее количество пассажиров (час пик). Интервалы движения автобуса. |
Длина трассы. Количество автобусов. Площади, не охваченные транспортными маршрутами |
|
Туристический |
Протяженность маршрута, тяжесть маршрута, отдаленность от мест цивилизации. Количество туристов, возраст туристов, вкусы туристов. Вес и объем упаковок, возможность подвоза продуктов питания. Цена товара, питательность продуктов, их пищевая ценность |
Протяженность маршрута, количество и возраст туристов, питательная ценность продуктов. |
При проверки этого задания возможны варианты ответов, не учтенные в таблице, так как работа предполагает самостоятельное решение, и предусмотреть все варианты не представляется возможным.
Контроль и проверка знаний:
5 баллов для каждого объекта моделирования определены более трех свойств, которые раскрывают цель моделирования, правильно выделены существенные свойства из предложенных.
4 балла для каждого объекта моделирования выделены несколько свойств, но это свойства не полностью раскрывают цель моделирования, были ошибки при выделении существенных свойств.
3 балла для некоторых объектов моделирования выделено по одному или несколько свойств, но это свойства не полностью раскрывают цель моделирования, не выделены или выделены неверно существенные свойства.
Психологическую... на ... себя ... ответив на следующие вопросы : 1. В чем заключается постановка транспортной задачи? 2. Какая модель ... модели и моделирования . 2. Виды моделирования . 3. Классификация математических моделей . 4. Понятие экономико-математической модели ...
По мере развития человечества происходит структуризация и оптимизация наличных у нас данных и возможностей их использования. При этом ключевой является информационная модель. На сегодняшний день она является существенно недооценённым инструментов планирования. Чтобы сломать эту тенденцию, необходимо рассказывать аудитории о её возможностях, чем и займётся автор этой статьи.
Что называют информационной моделью? Описание и структура
Так называют модель объекта. Она представлена в виде информации, что описывает существенные для конкретного случая параметры и переменные, связи между ними, а также входы и выходы для данных, при подаче на которые можно влиять на получаемый результат. Их нельзя увидеть или потрогать. В целом они не имеют материального воплощения, поскольку строятся на использовании одной информации. Сюда относятся данные, что характеризуют состояния объекта, существенные свойства, процессы и явления, а также связь с внешней средой. Это процесс называется описанием информационной модели. Это самый первый шаг проработки. Полноценной информационной моделью является обычно сложная разработка, которая может иметь много структур, что в рамках статьи сведены в три основных типа:
- Описательная. Сюда относятся модели, которые создаются на естественных языках. Они могут иметь любую произвольную структуру, которая удовлетворит составляющего их человека.
- Формальная. Сюда относят модели, которые создаются на формальных языках (научных, профессиональных или специализированных). В качестве примеров можно привести такое: все виды таблиц, формул, граф, карт, схемы и прочих подобных структурных формаций.
- Хроматические. Сюда относят модели, которые были созданы с применением естественного языка семантики цветовых концептов, а также их онтологических предикатов. Под последними понимают возможность распознавания значений цветовых канонов и смыслов. В качестве примера хроматических моделей можно навести те, что были построены с использованием соответствующей теоретической базы и методологии.
Как видим, основной составляющей являются данные, их структура и процедура обработки. Развивая мысль, можно дополнить, что информационная модель является схемой, в которой описана суть определённого объекта, а также все необходимые для его исследования процедуры. Для более полного описания характеристик используют переменные. Они замещают атрибут цели, которая прорабатывается. И здесь имеет значительную важность структура информационной модели.
Давайте приведём пример. Описание веника и инструкция по его использованию является информационной моделью для уборщика. Но это не всё. Описание и технологический процесс изготовления веника, изложений в соответствующей документации, является информационной моделью и алгоритмом, по которому его делает производитель. Как видите, отражаются наиболее важные свойства объекта. В действительности, конечно, информационная модель – это лишь приближенное описание. В результате можно сказать, что эти данные, с помощью которых осуществляется познание реальности, являются относительно истинными.
Общая классификация
Какие информационные модели существуют? Классификация сформирована на основе самого определения:
- Зависимо от количества значений переменных они делятся на динамические и статистические.
- По способу описания бывают знаковыми, натурными, формализованными.
- Зависимо от особенностей конструирования переменных делятся на графовые, графические, идеографические, текстовые, алгоритмические, табличные.
Виды информационных моделей
Исследованию поддаётся как физический, так и идеальный объект анализа. Это приводит к тому, что существование одинаковых информационных моделей, к которым можно подойти с тем же самых набором инструментариев, нет. Поэтому приходится использовать отдельные подходы и что-то особенное, что позволит изучить или исследовать предметную область. На основании таких суждений принято выделять три виды информационных моделей:
- Математические. Благодаря им изучают явления и процессы, что являются представленными в виде наиболее общих математических закономерностей или абстрактных объектов, которых достаточно, чтобы выразить законы природы или внутренние свойства наблюдаемого. Также применяются для подтверждения правила логических рассуждений.
- Компьютерные. Используется для описания совокупности переменных, что представлены абстрактными типами данных и поданы в соответствии с выдвигаемыми требованиями среды обработки ЭОМ.
- Материальные. Так называют предметное отражение объекта, сохраняющее геометрические и физические свойства (глобус, игрушки, манекены). Также к материальным моделям относят химические опыты.
Типы информационных моделей
Поскольку они являются совокупностью информации, то часто характеризуют состояние и свойства объекта, явления, процесса и их взаимодействие с окружающим их миром. Зависимо от того, как они представлены и выражены, выделяют два типы информационных моделей:
- Вербальные. Они создаются как результат умственной деятельности человека и представляются в словесной форме или при помощи жестикуляции.
- Знаковые. Для их выражения используются рисунки, схемы, графики, формулы.
Что необходимо для их создания?
Информация, причём как можно более точная. Чем больше предоставленные данные отвечают реальным показателем, тем эффективней применяется модель на практике. Чтобы разработать модель, сначала проводится сбор всей возможной информации. Она отсеивается и остаётся та, что предоставляет наибольшую ценность для исследователя. Проводится анализ предоставляющей интерес информации, на основании которого она структурируется. И зависимо от целей исследователь из отдельных блоков данных строит необходимую модель. Потом проводится поиск ошибок и ликвидация противоречий. Когда этот шаг закончен, то разработка информационной модели тоже считается завершённой.
Где применяются информационные модели?
Везде. Только такое обозначение не всегда применяется на практике из-за его излишней научности. Инструкции для компьютеров, телевизоров, телефонов, использованных бутылей воды, автомобильных аккумуляторов – вот лишь отдельные примеры. Информационной моделью является и технология производства комбайнов, тракторов, самолётов, грузовиков, прицепов, строений. Как видите, для неё есть применение и в быту, и в промышленности. Но сам термин «информационная модель» больше применяется в последней сфере из-за того, что здесь протекают более сложные процессы с участием большого количества людей.
Пример создания
Давайте попробуем детально проанализировать, что такое информационная модель. Это не так сложно, как может показаться. В качестве примера возьмём клавиатуру. Можно определить два направления относительно пользователя: описание и вопросы настройки. Во-первых, производительно пишет в аннотации, какой это хороший продукт, что он может, как с ним удобно работать. Анализирует передовые технологии, применённые при её создании, экологические преимущества и прочие подобные вещи. Главное – понравиться. Но лгать всё же не надо, поскольку это будет иметь нежелательные последствия.
Во-вторых, прорабатываются вопросы настройки. Можно ответить на них с помощью картинок на листке-вкладыше, где будет изображено, куда вставить разъём клавиатуры в компьютер. Также может прилагаться небольшой ремонтный комплект, инструкция по его использованию, особенности построение устройства, как его следует разбирать в случае возникновения определённых проблем – и ряд других вопросов, которые можно только продумать и дать ответ пользователям на них.
Особенности
Чем больше данных, тем описание информационной модели будет сложнее. Это две стороны медали: следует выбирать между точностью и функциональностью. Чтобы не перегибать палку или избежать слабой проработки вопроса следует заранее очертить задачи для проработки и глубину их разбора. Следует позаботиться обо всех имеющихся моментах, поскольку любая проблема, допущенная на этом этапе, в будущем только добавит работы и необходимость затраты денежных средств на устранение конфликта.
Изучение аспектов информационного моделирования
С научной точки зрения этим вопросом занимается кибернетика. Поэтому, если у вас есть желание углубить свои познания в этой области, запаситесь несколькими недавно вышедшими книгами и внимательно изучите их. Хотя можно и по-другому осведомиться, что такое простейшие информационные модели. Информатика может дать необходимый базис, но для получения всей полноты знаний нужна именно кибернетика. В её рамках можно будет ознакомиться не только с детализированными принципами моделирования, но и узнать про существующие разработки, а также возможности их применения.
Заключение
Информационная модель – это важный и полезный инструмент, если правильно его использоваться. При создании сложных систем (например, программного обеспечения) он позволяет проработать основные технические вопросы и устранить возможные не состыковки. В рамках статьи были размещены знания про то, какие информационные модели есть, как они создаются и другая полезная информация, что пригодится на практике.
