Материал к уроку по теме "Моделирование" (1 курс, Информатика и ИКТ)

Информационное моделирование

1. Определение понятия «модель»

Пример.

Что больше всего любят делать дети? Конечно же, играть. В машинки, куклы, самолётики, кораблики, плюшевых мишек и так далее. Общим свойством всех этих игрушек является то, что они похожи на людей, автомобили, животных, они как бы представляют их в детских играх.

Всевозможные конструкторы позволяют построить макеты зданий, космических станций, интерьера комнат, причём часто «выдуманных», не существующих в реальной действительности.

А ещё дети любят «сюжетные» игры: в строителей, в дочки-матери, в школу. В этом случае они в игре воспроизводят (моделируют) отношения, которые складываются в процессе совместной жизни или деятельности людей.

Пример.

Для нас привычно, что ночь сменяется утром, а зима весной. А почему это происходит? Почему для европейцев январь – зимний месяц, а для австралийцев – летний? Надеемся, вы знаете ответы на подобные вопросы, но попробуйте объяснить вашему младшему брату, что это связано с тем, как, каким образом планета Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Думаем, что без рисунков или показа на двух шариках вам не обойтись.

Стремясь познать объекты окружающего мира, человек взаимодействует с существующими объектами и создаёт новые объекты.

Одним из методов познания объектов окружающего мира является моделирование, состоящее в создании и исследовании «заместителей» реальных объектов. «Объект-заместитель» принято называть __________________________, а исходный объект  _____________________________________________________.

Модель – _______________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________.

Цели моделирования:

1.       ____________________________________________________________.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

2.       ____________________________________________________________.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

3.       ____________________________________________________________.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

4.       ____________________________________________________________.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Отразить в модели признаки оригинала можно одним из двух способов.

Во-первых, признаки можно скопировать, воспроизвести. Такую модель называют натурной (материальной). Примерами натурных моделей являются муляжи и макеты – уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид объекта моделирования (глобус), его структуру (модель Солнечной системы) или поведение (радиоуправляемая модель автомобиля).

Во-вторых, признаки оригинала можно описать на одном из языков кодирования информации – дать словесное описание, привести формулу, схему или чертёж. Такую модель называют информационной.

Модели используются человеком для:

- _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Классификация информационных моделей

 

Табличные модели. В табличной модели перечень однотипных объектов или свойств размещены в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.

______________________________________________: в одной строке содержится информация об одном объекте или одном событии.

______________________________________________: отражают взаимосвязи между разными объектами.

______________________________________________: отражают качественный характер связи между объектами.

Таблица типа «объект-свойство»

Таблица типа «объект-объект»

Таблица типа «двойная матрица»

___________________________________ – это средство для наглядного представления состава и структуры системы.

___________________________________ – система, элементы которой находятся друг с другом в отношении вложенности или подчиненности.

___________________________________ – граф, в которой вершины верхнего уровня связаны с вершинами нижнего уровня как «один ко многим»

Пример: весь животный мир

___________________________________ – граф, в которой вершины различных уровней связаны между собой по принципу «многие ко многим»

Пример: Интернет

____________________________________ – модель знаний в форме графа, в основе которой лежит идея о том, что любые знания можно представить в виде совокупности объектов (понятий) и связей (отношений) между ними.

Пример. Представьте в виде графа связи в следующем предложении: Однажды в студеную зимнюю пору я из лесу вышел.

 

 

 

 

 

 

 

Задание:

1. Для объекта выбрать соответствующую модель (примеры моделей приведены ниже).
2. Определить отношения между объектом и моделью.
3. Указать соответствующую классификацию для модели.
4. Для объекта заполнить таблицу соответствий.

Пример выполнения задания

1. Объект – «Стол».
2. Для объекта «стол» выбрана модель «чертёж».
3. Пара понятий «стол – чертёж» относится к:

-           отношению «объект – модель»

-           объект – стол, модель – чертёж

4. Модель «чертёж» относится к информационной – знаковой – структурной модели
5. Таблица соответствий:

Моделируемый объект	Стол
Моделируемый процесс	Сборка стола
Цель моделирования	Устойчивость стола
Моделируемые характеристики	Высота, вес, размер столешницы
Объект Процесс Подъемный кран a) Подъемный кран b) Подъем грузов краном c) Определение максимальной грузоподъемности крана d) Вес груза

Примеры моделей:

макет; чертеж; формула; ноты; робот; выкройка; уравнение; алгоритм; система; штамм; атом; квалификация; символы; клетки; глобус; манекен; скелет; тренажер;

график; силуэт; карта; фотография; диаграмма; физические законы.

Решение:

1. Объект –
2. Для объекта «___________________________________» выбрана модель «______________________________________________».
3. Пара понятий «__________________________________________________» относится к:

-           ___________________________________________________________

-           ___________________________________________________________

4. Модель «____________________» относится к ________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

5. Таблица соответствий:

Моделируемый объект
Моделируемый процесс
Цель моделирования
Моделируемые характеристики

 

Самостоятельная работа

Задание: Заполните таблицу «Классификация примеров систем», выбрав из списка «Примеры систем» четыре  варианта систем.

Классификация примеров систем

Справка:

Все существующие системы можно классифицировать по следующим моно-признакам:

1.    По обусловенности действия: детерминированные (все элементы взаимодействуют точно предвиденным образом), и стохастические/вероятностные (поведение системы можно предсказать лишь с некоторой вероятностью);

2.    По происхождению: естественные и искусственные;

3.    По взаимодействию со средой: замкнутые и открытые;

4.    По степени сложности: простые (небольшое число элементов, связи между ними легко описываются), сложные (большое число элементов, разветвленная структура, выполняют сложные функции), очень сложные (множество элементов, которые не могут быть полностью описаны);

5.    По признаку изменения во времени: статичные (то есть параметры и свойства с течением времени – неизменны, постоянны); динамические (то есть изменяющиеся во времени);

6.    По величине, размеру:  малые, средние и большие. Относительные характеристики. Чаще всего градация проводится по следующей схеме: Малые системы – системы с числом элементов менее 30 (например, фирма с численностью сотрудников 25 человек или авторучка), Средние системы - системы с числом элементов от 30 до 300 (например, фирма с численностью сотрудников 250 человек или пылесос). Большие системы - системы с числом элементов более 300 (например, корпорация с численностью сотрудников
15 000 человек, автомобиль или человек).

Тест:

1.       С помощью имитационного моделирования нельзя изучать:

а)         демографические процессы, протекающие в социальных системах;

б)         тепловые процессы, протекающие в технических системах;

в)         инфляционные процессы в промышленно-экономических системах;

г)         траектории движения планет и космических кораблей;

д)         процессы психологического взаимодействия людей.

2.       Модель отражает:

а)         все существующие признаки объекта;

б)         некоторые из всех существующих;

в)         существенные признаки в соответствии с целью моделирования;

г)         некоторые существенные признаки объекта;

д)         все существенные признаки.

3.       Генеалогическое дерево династии Рюриковичей представляет собой модель следующего вида:

а)         натурную;

б)         иерархическую;

в)         графическую;

г)         табличную;

д)         структурную.

4.       Вставьте пропущенное слово. «Всегда следует продумывать ...решения задачи»:

а)         план;

б)         схему;

в)         описание;

г)         макет;

д)         таблицу.

5.       Основой моделирования является:

а)         коммуникативный процесс;

б)         передача информации;

в)         хранение информации;

г)         взаимодействие людей;

д)         процесс формализации

6.       Какие пары объектов находятся в отношении «объект–модель»?

а)         компьютер – данные;  

б)         компьютер – его функциональная схема;

в)         компьютер – программа;

г)         компьютер – алгоритм.

7.       Вставьте пропущенное слово из предложенных. Преступника можно задержать быстрее, если имеется … его внешности.

а)         план        

б)         муляж

в)         описание

г)         таблица

8.       Вставьте пропущенное слово из предложенных. Расписание уроков чаще всего имеет вид …

а)         муляжа   

б)         таблицы

в)         плана      

г)         списка

9.       Какая модель из списка будет натурной?

а)         таблица  

б)         график

в)         муляж     

г)         формула

10.   Вставьте пропущенное слово из предложенных. Табель с четвертными оценками имеет вид …

а)         макета    

б)         таблицы

в)         муляжа   

г)         списка

 

д)         Скачано с www.znanio.ru