МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ

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.

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 : п остроение и изучение моделей с целью получения новых знаний и дальнейшего совершенствования характеристик объектов исследования; м етод научного познания объективного мира с помощью моделей.

Классификация моделей По области использования МОДЕЛИ УЧЕБНЫЕ ОПЫТ- НЫЕ НАУЧНО- ТЕХНИ- ЧЕСКИЕ ИГРОВЫЕ ИМИТАЦИ- ОННЫЕ =НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ =ТРЕНАЖЕРЫ =ОБУЧАЮ-ЩИЕ ПРОГРАММЫ =МОДЕЛЬ КОРАБЛЯ =АЭРОДИНАМИ ЧЕСКАЯ ТРУБА =спортивные каналы на тв =ВОЕННЫЕ =ЭКОНОМИЧЕС КИЕ =ДЕЛОВЫЕ =ИСПЫТАНИЕ НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕН-НЫХ СРЕДСТВ НА ЖИВОТНЫХ

Классификация моделей С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКИЕСТАТИСТИЧЕСКИЕ ДИСКРЕТНЫЕНЕПРЕРЫВНЫЕ РОСТ УЧЕНИКОВ КЛАССА В ДЕНЬ ИССЛЕДОВАНИЯ РОСТ УЧЕНИКОВ ДАННОГО КЛАССА ЗА 10 ЛЕТ АЛГОРИТМЫ ИЗМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ТЕЧЕНИЕ ДНЯ

Задание 1 Приведите примеры статистических и динамических моделей. предмет Статистические модели Динамические модели в физике в химии в биологии в инфор- матике

Классификация моделей ПО ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ МОДЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКИЕ СОЦИОЛОГИЧЕСКИЕИСТОРИЧЕСКИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ Задание 2. Приведите примеры моделей из разных областей знаний.

Классификация моделей ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МОДЕЛИ МАТЕРИАЛЬНЫЕИНФОРМАЦИОННЫЕ ВЕРБАЛЬНЫЕЗНАКОВЫЕ МЫСЛЕННОУСТНО ИГРУШКИ ГЛОБУС ЧУЧЕЛО ПТИЦЫ ХИМИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ Информационная модель – описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорном или формальном).

ПО ФОРМЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕСТРУКТУРНЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ СЛОВЕСНЫЕЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ Геометрические модели – графические формы и объемные конструкции. Математические модели – математические формулы, неравенства, системы и т. п. Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций. Логические модели – модели, в которых на основе анализа различных условий принимаются решения. Структурные модели – схемы, графики, таблицы и т.п. Специальные модели – ноты, химические формулы и т.п.

Любая информационная модель является системой. Система – это целое, состоящее из элементов взаимосвязанных между собой. Система = элементы + связи между ними Системы бывают: =материальные (парта, автомобиль, дерево); =нематериальные (человеческий язык, математика); =смешанные (школьная система).

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.

Задание 3. Приведите примеры: биологических систем ___________ технических систем _____________ систем в информатике ___________ Задание 4. Перечислите элементы системы «компьютер».

Систематизация (классификация) – процесс превращения множества объектов в систему. Структура системы – определенный порядок объединения элементов системы. Структурные информационные модели АЛГОРИТМЫ ТАБЛИЧНЫЕ СХЕМЫ (ГРАФЫ) ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СЕТЕВЫЕ

Задание 5 Составьте сетевую модель.

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: ______________________________

Формализация – замена реального объекта его информационной моделью. Задание 7 Предложите параметры для информационной модели вашего класса.

Компьютерные модели Компьютерные модели – это модели, реализованные на компьютере средствами программного обеспечения. КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ ТЕКСТ ТАБЛИЦЫ ГРАФИКАЗВУК АЛГОРИТМЫ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ – ИНСТРУМЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

Задание 8. Приведите примеры программных средств для работы с компьютерными моделями.

Основные этапы моделирования на компьютере 1. Построение модели ( обычно описание информационной модели). 2. Формализация модели (запись на каком – либо формальном языке). 3. Построение компьютерной модели (на языке программирования или с использованием прикладной программы). 4. Проведение компьютерного эксперимента. 5. Анализ результатов моделирования.