Лекция № 21 КОМПЬЮТЕРНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

  • docx
  • 30.05.2021
Публикация на сайте для учителей

Публикация педагогических разработок

Бесплатное участие. Свидетельство автора сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Иконка файла материала Л 21.docx

Лекция № 21 КОМПЬЮТЕРНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ПЛАН

1.     Модель и ее виды.

2.     Информационная модель.

3.     Компьютерная информационная модель.

 

1 Модель и ее виды

Известно, что модель - это некоторое упрощенное подобие реального объекта. Более полное определение звучит так:

 

Модель - это объект-заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал.

 

Модель воспроизводит интересующие нас свойства и характеристики оригинала.

Модели бывают:

-  материальными;

- информационными.

Приме­рами материальных моделей являются:

-  глобус - модель Земли;

- манекен - модель человеческого тела;

- модели самолетов, кораб­лей, ракет, автомобилей;

- макет застройки жилого района в городе и многое другое.

Предметом изучения информатики являются информационные модели.

 

 

 

 

2 Информационная модель

 

В информационной модели отражаются знания человека об объекте моделирования.

 

Информационная модель - это описание в той или иной форме объекта моделирования.

Объектом информационного моделирования может быть всё, что угодно:

- отдельные предметы (дерево, стол);

- физические, хи­мические, биологические процессы (течение воды в трубе, получе­ние серной кислоты, фотосинтез в листьях растений);

- метеороло­ гические явления (гроза, смерч);

- экономические и социальные процессы (динамика цен акций на бирже , миграция населения).

Можно сказать, что информационным моделированием зани­ мается любая наука, поскольку задача науки состоит в получении знаний, а наши знания о действительности всегда носят прибли­ женный, т. е. модельный, характер.

С развитием науки эти зна­ ния уточняются, углубляются, но всё равно остаются приближен­ ными.

Старые модели заменяются на новые, более точные, и этот процесс бесконечен.

Физика создает модели физических объектов, химия - хими­ ческих, экономика и социология - социально-экономических и т. д.

Информатика занимаете.я общими метода.м.и и средствами создания и использования информационных моделей.

 

 

 

3 Компьютерная информационная модель

 

Основным инстру­ментом современной информатики является компьютер. Поэтому информационное моделирование в информатике - это компью­терное моделирование, применимое к объектам различных предметных областей. Компьютер позволил ученым работать с такими информационными моделями, исследование которых было невоз­можно или затруднено в докомпьютерные времена. Например, ме­теорологи могли и 100 лет назад написать уравнения для расчета прогноза погоды на завтра. Но на решение их « ручным способом » потребовалось бы много лет. И лишь с помощью компьютера по­явилась возможность рассчитать прогноз погоды прежде, чем на­ступит завтрашний день.

Чаще всего информационное моделирование используется для прогнозирования поведения объекта моделирования, для приня­тия управляющих решений. Характерной особенностью компью­терных информационных моделей является возможность их ис­ пользования в режиме реального времени, т. е. с соблюдением временнЬ1х ограничений на получение результата. В самом деле, какой смысл имеет получение через неделю прогноза на завтра или расчет управляющего решения через час , если его принятие требуется через пять минут? Высокое быстродействие современ­ных компьютеров снимает эти проблемы.

Этапы моделирования (рис .3.1). Построение информацион­ной модели начинается с системного анализа объекта моделиро­вания. Представим себе быстро растущую фирму, руководство которой столкнулось с проблемой снижения эффективности рабо­ты фирмы по мере ее роста (что является обычной ситуацией) и решило упорядочить управленческую деятельность. Первое, что будет сделано на этом пути, - системный анализ деятельности фирмы, т. е. анализ объекта моделирования как системы в соот­ветствии с системным подходом (см. § 1).

 

Рис. 3.1. Этапы разработки компьютерной информационной модели

 

Системный аналитик, приглашенный в фирму, должен изучить ее деятельность, выде­лить участников процесса управления и их деловые взаимоотно­шения.

Далее полученное теоретическое описание моделируемой сис­темы преобразуется в компьютерную модель. Для этого либо используется готовое программное обеспечение, либо привлекаются программисты для его разработки. В конечном итоге получается компьютерная информационная модель, которая будет использо­ваться по своему назначению.

Для нашего примера с фирмой компьютерная информацион­ная модель поможет найти оптимальный вариант управления, при котором будет достигнута наивысшая эффективность рабо­ты фирмы согласно заложенному в модель критерию (например, это может быть максимум прибыли на единицу вложенных средств).

Информационная модель базируется на данных, т. е. на ин­ формации об объекте моделирования. Любой реальный объект об­ладает бесконечным множеством различных свойств. Для созда­ния его информационной модели требуется выделить лишь те свойства, которые необходимы с точки зрения цели моделирова­ния; четко сформулировать эту цель необходимо до начала моде­лирования. Например, если вы хотите создать модель учебного процесса в вашем классе, то вам потребуются данные об изучае­мых предметах , расписании занятий , оценках учеников, препода­вателях. А если вы захотите смоделировать процесс летнего отды­ха (например, коллективной поездки на юг), то вам потребуются совсем другие данные: сроки поездки, маршрут поезда, стоимость билетов, стоимость расходов на питание и пр. Возможно, что единственными общими данными для этих двух моделей будет список учеников класса.

Система основных понятий

 


 

 

 

 

 

 

 

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

 

 

1. Что такое модель? Приведите примеры материальных моделей, не упомянутых в параграфе.

2. Что такое информационная модель?

3. Можно ли карту города назвать информационной моделью? Обоснуйте ответ.

4. Почему многие научные знания можно отнести к информационным моделям?

5. Какова роль информатики в информационном моделировании?

6. В чем преимущество компьютерных информационных моделей перед теоретическими?

7. Какие данные вы бы включили в информационные модели следующих объектов и процессов:

• обед в школьной столовой;

• ремонт квартиры;

• пассажир поезда;

• дом, в котором вы живете?


 

Посмотрите также