М ОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ПОЗНАНИЯ Статистические и динамические информационные модели

Введение созданию моделей К созданию моделей прибегают: велик мал когда исследуемый объект либо очень велик (модель Солнечной системы), либо очень мал (модель атома), быстро медленно когда процесс протекает очень быстро или очень медленно, разрушению когда исследование объекта может привести к его разрушению (модель самолета) дорого когда создание модели очень дорого (архитектурный макет города) и т.д.

Определения Моделирование Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Модель Модель – это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Объект «Человек» В разных науках человек исследуется в различных моделях: вмеханике в механике его можно рассматривать как материальную точку, в химии в химии – как объект, состоящий из различных химических веществ, в биологии в биологии – как систему, стремящуюся к самосохранению и т.д.

множество моделей одной моделью Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью. предметные знаковые Все модели делятся на два класса: предметные (материальные) и модели знаковые (информационные).

Предметные модели Предметные модели материальной форме Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и др. свойства объектов в материальной форме (глобус, муляжи в биологии, модели кристаллических решеток).

Информационные модели Информационные модели рисунков, схем, чертежей Информационные модели – это объекты и процессы в форме рисунков, схем, чертежей (рисунок цветка, карта, формула, периодическая система элементов).

Статистические и динамические информационные модели

Основные понятия систему Практически каждый объект состоит из других объектов, т.е. представляет собой систему. элементами системы Система состоит из объектов, которые называются элементами системы. статическими информационными моделями Модели, описывающие систему в определенный момент времени, называются статическими информационными моделями.

Примеры: в физике в физике – информационная модель простых механизмов

Примеры: в биологии в биологии – классификация животного мира

Примеры: в химии в химии – строение молекул

Определение Модели динамическими информационными моделями Модели, описывающие процессы изменения и развития систем, называются динамическими информационными моделями

Примеры: в физике информационные модели описывают движение тел

Примеры: в биологии – развитие организмов

Примеры: в химии – процессы прохождения химический реакций

Ф ОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ Структуры информационных моделей

описательных информационных моделей Естественные языки используются для создания текстовых описательных информационных моделей Например гелиоцентрическая модель мира Например, в истории науки имеет место гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник

Определение формализацией Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией. Пример: формальный язык – алгебраический язык формул в математике; модели, созданные с помощью этих формул называют математическими моделями.

Графические информационные модели Графические информационные модели представляют собой рисунки, карты, чертежи и схемы, графики, диаграммы и т.д. География, военное дело немыслимы без информационных моделей поверхности Земли в виде карт. Современные технологии не могут обойтись без информационных моделей технических устройств, зданий в виде чертежей.

таблица Одной из наиболее часто встречающихся структур информационных моделей является таблица, которая состоит из строк и столбцов статическиединамические С помощью таблиц могут быть выражены как статические, так и динамические информационные модели Например Например, рассмотрим компьютер с точки зрения стоимости его отдельных устройств и изменения его цены во времени

Пример таблицы Наименование устройстваЦена (у.е.) Видеоплата 16 Мб10 Дисковод 3,5"12 Дисковод CD-ROMx5025 Жесткий диск 50 Гб30 Звуковая карта30 Клавиатура35 Корпус40 Монитор 15"70 Мышь5 Память RAM 64 Мб80 Процессор Celeron (600Мгц)130 Системная плата180 Всего:

Статическая информационная модель будет отражать цену устройств компьютера динамическая – изменение цены компьютера списка В табличной модели объекты или их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной таблицы

иерархической В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням, причем элементы нижнего уровня входят в состав одного из элементов более высокого уровня Например генеалогического дерева Например, для описания исторического процесса смены поколений семьи используются динамические модели в форме генеалогического дерева

Сетевые информационные модели Сетевые информационные модели применяются для отражения таких систем, в которых связь между элементами имеет сложную структуру Например Например, различные части глобальной компьютерной сети Интернет связаны между собой высокоскоростными линиями связи. граф Для построения модели, отражающей схему соединения этих частей (американская, европейская, российская и т.д.) используют граф (соединительные линии).