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:
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 И
МОДЕЛИРОВАНИЕ И
МОДЕЛИРОВАНИЕ И
МОДЕЛИРОВАНИЕ И
ФОРМАЛИЗАЦИЯ
ФОРМАЛИЗАЦИЯ
ФОРМАЛИЗАЦИЯ
ФОРМАЛИЗАЦИЯ
1
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.
2
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.
3
Моделирование :
• построение и изучение моделей с
целью получения новых знаний и
дальнейшего совершенствования
характеристик объектов
исследования;
• метод научного познания
объективного мира с помощью
моделей.
4
Классификация
моделей
По области использования
МОДЕЛИ
УЧЕБНЫЕ
ОПЫТ-
НЫЕ
НАГЛЯДНЫЕ
ПОСОБИЯ
ТРЕНАЖЕРЫ
ОБУЧАЮ-
ЩИЕ
ПРОГРАММЫ
МОДЕЛЬ
КОРАБЛЯ
АЭРОДИНАМ
ИЧЕСКАЯ
ТРУБА
НАУЧНО-
ТЕХНИ-
ЧЕСКИЕ
СТЕНД ДЛЯ
ПРОВЕРКИ TV
ИГРОВЫЕ ИМИТАЦИ-
ОННЫЕ
ВОЕННЫЕ
ЭКОНОМИЧЕ
СКИЕ
ДЕЛОВЫЕ
ИСПЫТАНИЕ
НОВЫХ
ЛЕКАРСТВЕН-
НЫХ СРЕДСТВ
НА ЖИВОТНЫХ
5
Классификация
моделей
С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ
МОДЕЛИ
СТАТИЧЕСКИЕ
ДИНАМИЧЕСКИЕ
•РОСТ
УЧЕНИКОВ
КЛАССА В ДЕНЬ
ИССЛЕДОВАНИЯ
ДИСКРЕТНЫЕ
•РОСТ УЧЕНИКОВ
ДАННОГО КЛАССА
ЗА 10 ЛЕТ
•АЛГОРИТМЫ
НЕПРЕРЫВНЫЕ
•ИЗМЕНЕНИЕ
АТМОСФЕРНОГО
ДАВЛЕНИЯ В
ТЕЧЕНИЕ ДНЯ
6
ие модели
Динамически
е модели
Приведите примеры статистических
Задание №1
и динамических моделей.
предмет Статистическ
в физике
в химии
в
биологии
в инфор-
матике
7
Классификация
моделей
ПО ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ
МОДЕЛИ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ
СОЦИОЛОГИЧЕСКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ
Задание №2.
Приведите примеры моделей из
разных областей знаний.
8
Классификация
моделей
ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
МОДЕЛИ
МАТЕРИАЛЬНЫЕ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ИГРУШКИ
ГЛОБУС
ЧУЧЕЛО ПТИЦЫ
ФИЗИЧЕСКИЕ
ИЛИ ХИМИЧЕСКИЕ
ОПЫТЫ
ВЕРБАЛЬНЫЕ
ЗНАКОВЫЕ
НА ЛЮБОМ
ЯЗЫКЕ
МЫСЛЕННО
УСТНО
9
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
МОДЕЛИ
Информационная модель –
описание реального объекта
(процесса, явления) на одном из
языков (разговорном или
формальном).
10
ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
ПО ФОРМЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ
СТРУКТУРНЫЕ
СЛОВЕСНЫЕ
ЛОГИЧЕСКИЕ
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ
11
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.
12
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).
13
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.
14
Задание №3.
Приведите примеры:
биологических систем ___________
технических систем _____________
систем в информатике ___________
Задание №4.
Перечислите элементы системы
«компьютер».
15
Систематизация
(классификация) – процесс
превращения множества
объектов в систему.
Структура системы – определенный
порядок объединения элементов
системы.
Структурные информационные модели
АЛГОРИТМЫ
СЕТЕВЫЕ
ТАБЛИЧНЫЕ
ИЕРАРХИЧЕСКИЕ
СХЕМЫ (ГРАФЫ)
16
Задание №5
Составьте сетевую модель. В
первом ряду укажите имена
друзей, во втором – их
увлечения. Изобразите дугами
связи: имя – увлечение.
17
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: ______________________________
18
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. _______________
19
Формализация –
замена реального
объекта его
информационной
моделью.
Задание №8
Предложите параметры для
информационной модели
вашего класса.
20
Компьютерные
модели
Компьютерные модели – это модели,
реализованные на компьютере
средствами программного обеспечения.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ
ТЕКСТ
ГРАФИКА
ЗВУК АЛГОРИТМЫ
ТАБЛИЦЫ
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ –
ИНСТРУМЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ.
21
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 ____________________
22
Основные этапы
моделирования на
компьютере
информационной модели).
1. Построение модели ( обычно описание
2. Формализация модели (запись на
3. Построение компьютерной модели
каком – либо формальном языке).
(на языке программирования или с
использованием прикладной программы).
4. Проведение компьютерного
эксперимента.
5. Анализ результатов
моделирования.
23