Презентация на тему "Модели, моделирование, классификация моделей"

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

Моделирование-построение моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.

Процесс проверки правильности модели –
тестирование.

Технология моделирования -
совокупность целенаправленных действий
пользователя над компьютерной моделью.

Компьютерное конструирование- процесс
создания компьютерной модели из типовых
элементарных объектов.

Цели моделирования:

понять как устроен конкретный объект,
какова его структура, законы развития;

научиться управлять объектом или
процессом, определить наилучшие
способы управления при заданных
целях и критериях;

прогнозировать прямые и косвенные
последствия реализации заданных
способов.

Классификация моделей

По области использования.
С учетом фактора времени.
По области знаний.
По способу представления.
По форме представления.

По области использования

С учетом фактора времени

По области знаний

По способу представления

По форме представления

графические формы и объемные конструкции

устные и письменные описания с использованием иллюстраций

реализованные на компьютере средствами программного обеспечения

математические формулы, неравенства, системы и т.п.

модели, в которых на основе анализа различных условий принимаются решения

схемы, графики, таблицы и т.п.

ноты, химические формулы и т.п.

Информационные модели

геометрические

компьютерные

словесные

математические

логические

структурные

специальные

Словесная модель- это письменное или устное
представление информационной модели средствами
разговорного языка.

Цели моделирования определяются
постановкой задачи:

чёткое выражение мыслей;
хранение информации;
передача опыта.

Способы описания информационных моделей
(информационных структур).

Таблицы

Заголовки таблицы
кратко отражают
вид информации,
представленной в
столбце.
Строки в таблице
описывают
однородные
объекты.

Схемы

состоят из
графических
блоков с текстом
и линиями,
показывающими
связи между
ними.
Схемы наиболее
удобны для
описания
иерархической
структуры.

Граф-
графический
объект, состоящий из
вершин, соединённых
линиями (рёбрами).

Блок-схема-
одна из
специальных
разновидностей
графа..

Способы представления логических моделей.

Табличное построение
логических моделей.

Построение
логических моделей
в виде графа.

Стаж
работы

Умение
работать
на ПК.

Приём
на работу

нет(0)
нет(0)
нет(0)
да (1)

нет(0)
да (1)
нет(0)
да (1)

нет(0)
нет(0)
нет(0)
да (1)

Любая информационная модель является системой.

Система

=

элементы

связи между ними

+

Системы

Материальные

Нематериальные

Смешанные

человек
самолет
дерево

человеческий язык
математика

образовательная система

Структура системы —определенный порядок объединения элементов системы.

Формализация — замена реального объекта его информационной моделью.

Компьютерные модели — это модели, реализованные на компьютере средствами программного обеспечения.

Программное обеспечение —
инструменты компьютерного моделирования.

Основные этапы моделирования.

I этап. Постановка задачи.
Описание задачи.
Цель моделирования.
Анализ объекта.

II этап. Разработка модели.
Информационная модель.
Знаковая модель.
Компьютерная модель.

III этап. Компьютерный эксперимент.
План моделирования.
Технология моделирования.

IV этап. Анализ результатов моделирования.

Результаты соответствуют цели

Результаты не соответствуют цели

Основные этапы компьютерного моделирования.

1.Постановка задачи.

2.Построение математической модели.

3.Уточнение задачи с использованием
математических понятий.

4.Построение информационной модели.

5.Подбор готовых программных средств или
составление программы для компьютера.

6.Исполнение программы.

7.Анализ результатов.

Этапы построения и анализа
конкретных моделей.

Реальное явление

1.Накопление фактов, описание явлений.
Разделение явлений на важные и несущественные.

2.Постановка задачи, схематизация
(физические законы, данные на языке математики).

3.Построение математической модели.

4.Проверка непротиворечивости модели
(проверка корректности)

5.Решение задачи, численный анализ,
математический прогноз.

6. Проверка соответствия (адекватности) модели.

Уровни моделирования:

1. Структурное или имитационное.

Структурная модель- преставление
информационной знаковой модели
в виде структуры.

2. Логическое.
Логические модели- модели, в которых
на основе анализа различных условий
принимается решение.

3. Количественный анализ.

http://elementy.ru/news/164910

Ученые из Университета Райса создали автомобиль размером с молекулу, передвигающийся по микроскопической «трассе» из золота. Размер наномобиля всего 4 нанометра — в 20 000 раз тоньше человеческого волоса и всего два раза толще спирали ДНК.

Компьютерная модель, созданная учёными из Университета штата Колорадо в Боулдере, Брайаном Туном и Майклом Миллсом, показывает, что локальная ядерная война (например, на Ближнем Востоке), повлечёт за собой появление озоновой дыры размером, практически, с земной шар. Это событие будет влиять на человечество и экосистемы планеты в течении десяти лет, как минимум.http://21region.org/news/world_news/12344-dazhe-lokalnyjj-jadernyjj-konflikt.html

позволяют проводить полноценные экономические эксперименты:
исследовать рынок;
вести биржевую игру;
демонстрировать продвижения товара на рынке;
изучать факторы, влияющие на цену товаров и др.

Интерактивные модели помогут разобраться в сложных вопросах практической астрономии и воссоздать реальные астрофизические явления и процессы, наблюдать за результатом виртуальных экспериментов.

Интерактивные компьютерные модели демонстрируют основные химические законы и интересные химические явления. Интерактивная таблица Менделеева позволяет подробно ознакомиться со свойствами химических элементов.

Анимации, созданные при помощи различных программ

Программа гиф-аниматор

Adobe Photoshop

Для наглядности строение молекулы можно нарисовать

Формализация и визуализация моделей

Процесс построения информационных моделей называется формализацией

Математика является наиболее широко используемым формальным языком. Однако в некоторых случаях используются специализированные формальные языки (в химии – язык химических формул(например Н2О), в музыке нотная грамота и т.д.)
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.  С помощью анимации может отображаться динамика процесса, производиться построение графиков изменения величин. В настоящее время широкое распространение получили компьютерные интерактивные визуальные модели.