ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ Цель урока: какое место занимает моделирование в деятельности человека; основные этапы моделирования; что такое компьютерный эксперимент; какое значение имеет тестирование модели. О сколько нам открытий чудных Готовит просвещенья дух, И опыт, сын ошибок трудных, И гений, парадоксов друг, И случай, бог изобретатель. А.С. Пушкин © Мульганова Е. Б

Ответьте на вопросы Что является отправным и конечным пунктами моделирования? Что является отправным и конечным пунктами моделирования? Какие могут быть цели моделирования? Какие могут быть цели моделирования? Что такое анализ объекта? Что такое анализ объекта?

МЕСТО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ключевых Моделирование является одним из ключевых видов деятельности человека Прототип (объект, процесс) Моделирование Принятие решения

Моделирование - творческий процесс 1 этап. Постановка задачи 2 этап. Разработка модели 3 этап. Компьютерный эксперимент 4 этап. Анализ результатовмоделирования Результат соответствует цели Результат не соответствует цели Описание задачи Описание задачи Цель моделирования Цель моделирования Анализ объекта Анализ объекта Информационная модель Информационная модель Знаковая модель Знаковая модель Компьютерная модель Компьютерная модель План моделирования План моделирования Технология моделирования Технология моделирования

ЭТАП I. Постановка задачи. Описание задачи Задача (проблема) формулируется на обычном языке, и описание должно быть понятным. Главное здесь определить объект моделирования и понять, что собой должен представлять результат. По характеру постановки все задачи можно разделить на две основные группы. «что будет, если?..» «как сделать, чтобы?..»

ЭТАП I. Постановка задачи. Зачем человек создает модели? Первобытные люди изучали окружающую природу, чтобы научиться противостоять природным стихиям, пользоваться природными благами, просто выживать. Накопленные знания передавались из поколения в поколение устно, позже письменно и, наконец, с помощью предметных моделей. Таким образом, целью построения моделей является познание окружающего мира. Цель моделирования

ЭТАП I. Постановка задачи. Цель моделирования Таким образом, другая важная цель моделирования создание объектов с заданными свойствами. Эта цель определяется постановкой задачи «как сделать, чтобы…» Цель моделирования задач типа «что будет, если...» определение последствий воздействия на объект и принятие правильного решения. Так же, нередко, целью моделирования бывает эффективность управления объектом (или процессом).

ЭТАП I. Постановка задачи. Анализ объекта четко объектего свойства На этом этапе четко выделяют моделируемый объект и его основные свойства Однако часто исходный объект это целая совокупность более мелких составляющих, находящихся в некоторой взаимосвязи.

ЭТАП I. Постановка задачи. Анализ объекта Слово «анализ» (от греч. «analysis») означает разложение, расчленение объекта с целью выявления составляющих, называемых элементарными объектами. В результате появляется совокупность более простых объектов равноправной Они могут находиться между собой либо в равноправной связи, взаимном подчинении либо во взаимном подчинении.

Равноправные связи объектов Объект 1 Объект 3 Объект 2

Подчиненные связи объектов (иерархическая структура) Объект 2 Объект 3 Объект 6Объект 5Объект 4 Объект 1

Этап II. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ Создание информационной модели объектов На этом этапе выясняются свойства, состояния, действия и другие характеристики элементарных объектов в любой форме: устно, в виде схем, таблиц. круглое, зеленое, глянцевое, прохладное, полосатое, звонкое, зрелое, ароматное, сладкое, сочное, тяжелое, крупное, с сухим хвостиком Сам алый, сахарный, кафтан зеленый, бархатный В русском фольклоре давно найдено решение: « Сам алый, сахарный, кафтан зеленый, бархатный ».

Этап II. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ Создание информационной модели биологмедик ученица Какие сведения могут получить о растущем на лугу цветке биолог, медик или же усердная ученица ? Биолог сравнит его с другими, уже известными цветами, изучит его корневую систему, стебель, клеточное строение, особенности почвы. Медик Медик заинтересуется химическим составом растения, чтобы выявить полезные и вредные вещества, содержащиеся в нем. В дальнейшем это растение может быть использовано в медицине. Девочка Девочка зарисует внешний вид цветка, запомнит запах, проверит, как долго может простоять в воде сорванное растение, запишет время года, когда оно зацвело.

Этап II. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ Значит, один и тот же объект можно рассматривать с разных точек зрения и, соответственно, описывать его по-разному Создание информационной модели В информационной модели параметры объекта и его составляющих представлены в числовой, текстовой или иной форме, а действия в ходе исследования в виде процессов обработки информации. Выбор наиболее существенной информации при создании информационной модели и ее сложность обусловлены целью моделирования.

Этап II. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ Создание знаковой модели Информационная модель, как правило, представляется в той или иной знаковой форме, которая может быть либо компьютерной, либо некомпьютерной.

Этап II. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ Создание знаковой модели Компьютерная модель Возникает вопрос о средствах, которые необходимы для создания компьютерной модели, т. е. об инструментах моделирования. Выбор зависитвида модели Выбор инструментов моделирования зависит от вида разрабатываемой модели

Этап II. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ Создание знаковой модели Компьютерная модель это модель, реализованная средствами программной среды.

Этап III. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Чтобы дать жизнь новым конструкторским разработкам, внедрить новые технические решения в производство или проверить новые идеи, нужен эксперимент. Лабораторные и реальные натурные эксперименты требуют больших материальных затрат и времени, но их значение тем не менее очень велико. компьютерный эксперимент Однако, с развитием вычислительной техники появился новый уникальный метод исследования компьютерный эксперимент.

Этап III. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ компьютерного эксперимента Этап проведения компьютерного эксперимента включает две стадии Составление плана моделирования моделирования Технология

Этап III. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ План моделирования План моделирования должен четко отражать последовательность работы с моделью. плана теста тестирование Первым пунктом такого плана всегда является разработка теста, а затем тестирование модели. Тестирование процесс проверки правильности модели по набору исходных данных, для которых заранее известен результат.

Этап III. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Технология моделирования Технология моделирования Технология моделирования это совокупность целенаправленных действий пользователя над компьютерной моделью. После тестирования, когда у вас появилась уверенность в правильности функционирования модели, вы переходите непосредственно к технологии моделирования.

Этап IV. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ Конечная цель моделирования принятие решения. Этот этап решающий либо вы продолжаете исследование, либо заканчиваете. 1 этап. Постановка задачи 2 этап. Разработка модели 3 этап. Компьютерный эксперимент 4 этап. Анализ результатовмоделирования Результат соответствует цели Результат не соответствует цели

Этап IV. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, допущены ошибки на предыдущих этапах. выявлены требуется корректировка Если такие ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, т. е. возврат к одному из предыдущих этапов.

Этап IV. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ выявленная ошибка тоже результат Главное, при решении любой задачи, надо всегда помнить: выявленная ошибка тоже результат. Как говорит народная мудрость, на ошибках учатся.

Домашнее задание художник физикмальчик Какие сведения могут получить, наблюдая такое природное явление, как радуга художник, физик и мальчик, впервые увидевший радугу? 1. Составить собственную информационную модель этого явления

Домашнее задание иерархическую структуру 2. Составить иерархическую структуру генеалогического дерева своей семьи.