Статические и динамические информационные модели

Статические и динамические информационные модели В статических моделях система представляется неизменной во времени. Такие модели удобны, когда нужно описать структуру системы, то есть из каких объектов она  состоит, как эти объекты связаны с друг с другом и каковы свойства этих объектов.  Образно говоря, статическая модель представляет собой как бы “фотографию”  существенных свойств системы в некоторый момент времени. Примеры статических  моделей: карта местности, схема персонального компьютера, перечень планет  Солнечной системы с указанием их массы. Динамические модели содержат  информацию о поведении системы и ее составных частей. Для описания поведения  обычно используются записанные в виде формул, схем или компьютерных программ  соотношения, позволяющие вычислить параметры системы и ее объектов, как функции времени. Примеры динамических моделей: набор формул небесной механики,  описывающий движение планет Солнечной системы; график изменения температуры в  помещении в течение суток; видеозапись извержения вулкана. В зависимости от цели  моделирования для одной и той же системы могут создаваться как статические, так и  динамические модели. Построение динамических моделей обычно сложнее, чем  статических, поэтому, если значения свойств системы изменяются редко или  медленно, то лучше построить статическую модель системы и при необходимости  вносить в нее коррективы. статические и динамические модели С позиций изменчивости можно выделить два класса моделей: статические, динамические и квазидинамические. К статическим относят модели инвариантные относительно времени. Они служат для  описания процессов и явлений, независящих от времени. Динамические модели ие только допускают изменение параметров и структур во времени,  но и служат для описания изменения процессов и моделей именно во времени. Построение  динамических моделей (например для задач управления) как правило более сложно чем  построение статических. Поэтому в некоторых случаях применяют квазидинамические  модели как упрощение динамических. Квазидинамические модели ­ это модели, в которых временной интервал действия модели  разбивается на периоды, для каждого из которых строится статическая модель. Такимобразом, квазидинамические модели можно рассматривать как совокупность меняющихся  и взаимосвязанных статических моделей. Примерами динамических и статических моделей в ГИС могут служить два вида  электронных карт. Электронные карты в режиме разделения времени (электронные атласы) представляют реализацию статических моделей, в то время как электронные карты в  реальном масштабе времени (навигационные системы) могут служить примером  динамической модели. Следует подчеркнуть, что понятие изменчивости моделей данных в  информационных системах ­ относительно, так как вся информация носит временной  характер и через какой­то период времени требует обновления (актуализации). Поэтому  применение понятий статистические и динамические модели данных требует указания  периода  времени,  который используется в процессе исследований или указания  альтернативной модели при сравнении с исходной Статические и динамические информационные модели Мы говорили об информационных моделях и об одном из видов программного обеспечения для работы с ними. Вы помните, что СУБД позволяет хранить большое количество  информации и находить среди нее нужную. Однако, зачастую требуется не просто хранить  некоторую информацию (знания об объектах), но и динамической39. Чаще всего  правилами, описывающими функционирование системы являются математические  формулы. В этом случае модель называют математической. Одним из средств для  построения компьютерных математических моделей являются электронные таблицы (или  табличные процессоры). Как ясно из названия, электронная таблица предназначена для  табличных расчетов. Представление информации в ней похоже на реляционную базу  данных. Но, в отличие от таблицы в базе данных, здесь строки совсем не обязательно  должны быть однотипными (на рисунке 1­я и 151­я строки отличаются от остальных  содержащих информацию строк). Для того чтобы можно было записать правила, связывающие различные данные, все  элементы таблицы имеют обозначения ­­ имена. Строки обозначаются числами, столбцы ­­  латинскими буквами. Если в таблице больше 26 столбцов, то после "Z" будет "AA", "AB" ит. д. Имя ячейки (клетки) таблицы образуется из имени столбца и номера строки, на  пересечении которых она находится, например, "R37". Если же мы хотим указать, что  действия выполняются с прямоугольной областью таблицы, нужно записать имена левой  верхней и правой нижней клеток этой области, разделив их двумя точками (или, в  зависимости от конкретной программы, двоеточием). Например, "F5..L27". В каждую клетку таблицы можно занести число или текст (вспомните про типы данных!), а  можно ­­ формулу. В этом случае компьютер выполнит заданные формулой действия, а на  экране покажет результат. Запись формул в компьютере несколько отличается от той, к которой вы привыкли.  Например, в физике пишут "s=vt". Посмотрим, как такая формула будет выглядеть в  электронной таблице? Пусть значение скорости находится в клетке B2, значение времени ­­ в клетке C2, а результат ­­ путь ­­ должен находиться в D2. В этом случае в ячейку D2  нужно вписать "=B2*C2". Какие же мы видим особенности записи? Во­первых, формула начинается со знака "=", а обозначение искомой величины (в данном  примере, пути) вообще отсутствует. Во­вторых, вместо переменных мы указываем имена  ячеек таблицы, в которых содержатся их значения. В­третьих, используется специальный  значок для обозначения умножения ­­ "*" (звездочка). Знаком деления является наклонная  черта ­­ "/", для сложения и вычитания применяют обычные знаки ­­ "плюс" и "минус".  Кроме того, формулы могут содержать функции. Причем не только математические  (например, квадратный корень), но и функции, позволяющие упростить запись часто  использующихся действий. К примеру, когда нужно найти общую стоимость полутора  сотен товаров, то есть сложить значения ячеек, скажем, с D3 до D149, вместо длинной  цепочки сложений достаточно написать "=SUM(D3..D149)". Существуют также функции  (их называют условными), позволяющие выбирать те или иные действия в зависимости от  значений каких­либо величин. Обычно в электронной таблице одинаковые действия нужно выполнять с большим числом  (нередко, с сотнями) строк таблицы. Неужели приходится по многу раз набирать почти  одинаковые формулы? Конечно нет. В табличных процессорах предусмотрено  автоматическое заполнение ячеек. Поскольку чаще всего формула связывает между собой данные одной и той же строки (или одного и того же столбца) таблицы, при заполнении все входящие в формулу имена  изменяются одновременно. Если в клетке D5 была формула "=B5*C5", то в клетку D6  будет вписано "=B6*C6", в D7 ­­ "=B7*C7" и так далее. Компьютер ориентируется на  расположение клеток друг относительно друга. Такая адресация называется  относительной. Но бывает нужна и абсолютная адресация ­­ когда значение какой­либовеличины для всех формул находится в одной ячейке, и следовательно, ее имя при  заполнении меняться не должно. В большинстве электронных таблиц, чтобы "закрепить"  имя столбца или номер строки, перед ним ставится знак "$", например, "A$4", "$N87",  "$W$52". Но вот мы создали математическую модель, занесли данные в таблицу, выполнили расчеты  ­­ и получили большое количество чисел. Хорошо бы представить результаты вычислений  понагляднее. Тут нам тоже поможет табличный процессор. Оказывается, он умеет строить  диаграммы. Диаграмма40 ­­ условное графическое изображение числовых величин или их соотношений. Рассмотрим три их разновидности: столбчатую, линейную и круговую диаграммы.На столбчатой диаграмме каждая величина изображается в виде столбика.  Его высота показывает в соответствующем масштабе (он наносится на  вертикальной оси) числовое значение этой величины. Что обозначает  каждый столбик может быть написано либо непосредственно около него,  либо в так называемой "легенде" ­­ табличке, где указано чему  соответствует каждый цвет. На практике одинаково часто встречаются  диаграммы как с вертикальным, так и с горизонтальным расположением  столбиков.  Линейная диаграмма наиболее часто используется, когда хотят показать  изменение какой­либо величины, например, с течением времени. При ее  построении отмечаются точки, расстояние которых от горизонтальной оси  соответствует (в заданном масштабе) значениям величины, а затем эти  точки соединяются отрезками. На горизонтальной оси указывают, чему  соответствует каждое значение.По круговой диаграмме , в отличие от двух предыдущих, нельзя  определить значения величин. Это круг, разделенный на сектора, размеры  которых соотносятся также как изображаемые ими числовые величины.Табличные процессоры позволяют строить не только несколько разновидностей диаграмм,  но и графики (график, в отличие от диаграммы, изображает зависимость одной величины  от другой). Примечания Statike (греч.) ­­ равновесие, неподвижность; dynamikos (греч.) ­­ сильный, действующий,  движущийся.  Diagramma (греч.) ­­ рисунок.  Список литературы Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта  http://macedu.narod.ru