МОДЕЛИРОВАНИЕ и ФОРМАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ. - презентация

1 МОДЕЛИРОВАНИЕ и ФОРМАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ

2 ПО ФОРМЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ геометрические словесные математические специальные структурные логические графические формы объемные конструкции математические формулы неравенства системы и т.п. устные и письменные описания с использованием иллюстраций ноты химические формулы и т.п. схемы графики таблицы графы и т.п. модели, в которых на основе анализа различных условий принимаются решения Вернемся к классификации информационных моделей. Выберем другое основание классификации и выполним ее по форме представления. Информационная модель – описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорном или формальном)

3 Для представления информационных моделей в той или иной форме используются естественные и формальные языки. Естественные языки используются для построения словесных, описательных моделей. ( Например, различные литературные произведения имеют непосредственное отношение к понятию модели, поскольку фиксируют внимание читателя на определенных сторонах человеческой жизни. Особенно можно выделить жанр, как басня или притча ). Формальные языки используются для построения формально- логических моделей – математических, логических и специальных. Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией. Рассмотрим процессы построения некоторых информационных моделей, путем формализации этих моделей с помощью естественных и формальных языков (по схеме слева направо). При возможности применим компьютерные модели. Компьютерные модели – это модели, реализованные на компьютере средствами программного обеспечения.

4 СЛОВЕСНЫЕ МОДЕЛИ Словесные модели могут описывать ситуации, события, происходящие в жизни, с целью их осмысления и использования опыта. Со словесного описания начинается построение любой модели, т.к. оно более или мене точно отражает оригинал. При создании словесной модели важно уметь: ясно и понятно строить фразы, выделять ключевые моменты, правильно пользоваться терминологией, ссылаться на известные факты и др. Сегодня для описания словесных моделей используется компьютер, а именно текстовый редактор или процессор. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА Тема: «Построение словесной модели в среде текстового редактора» Объект моделирования: одноклассник Цель моделирования: построение словесной модели человека 1.Фамилия, имя, отчество объекта 2.Черты лица, телосложение (рост, вес) 3.Любимый учебный предмет объекта 4.Хобби объекта Параметры моделирования: Составьте мысленный образ в соответствии с параметрами моделирования и оформите его средствами текстового редактора.

5 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ Модели, построенные с использованием математических формул и понятий, называются математическими. Математическая модель, как правило, идет вслед за описательной. Компьютер позволяет на качественно новом уровне перевести мысленную модель в знаковую форму. В компьютерном моделировании для оформления формул используется специальное приложение – редактор формул. В приложении MS Word это приложение называется Microsoft Equation. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА Тема: «Построение математической модели средствами редактора формул» Объект моделирования: математическая формула прямолинейного равноускоренного движения тела Цель моделирования: построение математической модели Инструмент моделирования: редактор формул Microsoft Equation САМОСТОЯТЕЛЬНО Построить математические модели различных математических формул с помощью приложения Microsoft Equation предложенных преподавателем. совместно с преподавателем

6 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ Геометрические (или графические) информационные модели являются простейшим видом моделей, которые передают внешние признаки объекта – размеры, форму, цвет. Без графических моделей трудно представить себе ботанику, биологию, географию, физику и т.п. предметы. В качестве инструмента для графического моделирования сегодня используется графический редактор (растровый или векторный). Любой геометрический (графический) объект обладает формой, размерами, пропорциями и цветом и его можно перемещать, тиражировать, редактировать, поворачивать, отражать, изменять размеры и пропорции. Конструирование – это процесс сбора объекта из элементов. Конструировать можно плоские и объемные объекты. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА Тема: «Построение графических моделей средствами векторного редактора WORD» Объект моделирования: плоские и объемные графические фигуры Цель моделирования: построение различных графических моделей Прочитать из папки «МОДЕЛИРОВАНИЕ» текстовый документ «Урок4(приложение)» и выполнить задания предложенные преподавателем.

7 СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ Структурное моделирование (смотри схему) включает множество вариантов построения информационных моделей. ТАБЛИЧНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ Одной из наиболее часто встречающихся структур информационных моделей является таблица. С помощью таблиц строятся информационные модели в различных предметных областях. Все многообразие таблиц разделим на типы: Таблицы типа «объекты-свойства» (ОС). Это таблица, в которой рассматриваются объекты, принадлежащие одному классу. Название класса объектов Название свойства Название объектовЗначение свойств Таблицы типа «объекты-объекты» (ОО). Это таблица, которая описывает пары объектов, и только одно свойство. Название класса первых Название класса вторых объектов объектовНазвание вторых объектов Название первых объектов Значение свойств пример 454Иванов Петр ФизикаЛитератураРусскийИмя ПредметФамилия ГОДОВЫЕ ОЦЕНКИ пример 20Картофель Количество (тонны) Наименование товара СКЛАД

8 ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ НА ГРАФАХ Для того, чтобы представить информацию о составе и структуре системы графически, необходимо в виде чертежа изобразить компоненты системы и соединить их между собой какими-либо линиями. Н Н С Н Н С Н Н С Н Н С Н Н НН С Например: Здесь компоненты системы (атомы) соединены между собой линиями. Причем способ соединения выбран определенный, т.к. при другом варианте соединения получится другое вещество. Такой чертеж будет называться графом. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Граф – это средство для наглядного представления состава и структуры системы. Вершины графа – это компоненты системы изображаемые кругами, овалами, прямоугольниками и пр. Дуги – это направленные линии (стрелки), связывающие компоненты между собой определенным образом. Ребра – это ненаправленные линии, связывающие компоненты между собой определенным образом.

9 Дерево – это граф, предназначенный для отображения вложенности, подчиненности, наследования и т.п. между объектами. Сеть – это граф, в котором вершины связаны между собой по принципу «многие ко многим» Блок-схема – это граф, отображающий последовательность выполнения действий. Его вершины отображают отдельные действия и изображаются определенными геометрическими фигурами. Корень (единственная вершина 1-го уровня) Вершины 2-го уровня Вершины 3-го уровня В таком графе нет связанных по замкнутой линии вершин. Каждая вершина связана только с верхней и не связана больше ни с чем.

10 ЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ Для представления логической модели можно использовать таблицы. С помощью таких таблиц можно находить решения логических задач. Логической моделью являются также логические схемы компьютера. Используя алгебру логики и логические схемы компьютера гораздо проще, дешевле и быстрее изучать свойства и доказывать правильность работы технического устройства, чем сразу создавать реальный объект. Сделаем выводы и запишем основные этапы моделирования. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ КОМПЬЮТЕРА А В АВ А Схема ИСхема ИЛИ Схема НЕ (автоматический ключ)

11 1.Моделирование является одним из ключевых видов деятельности человека. 2.Моделирование всегда предшествует любому делу в той или иной форме. 3.Моделирование позволяет обосновано принимать решения о том, как совершенствовать привычные объекты, надо ли создавать новые, как изменять процессы управления и многое другое. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА КОМПЬЮТЕРЕ 1.Построение модели – обычно описательной информационной модели 2.Формализация модели – запись на каком-либо формальном языке 3.Построение компьютерной модели – на языке программирования или с использованием прикладных программ 4.Проведение компьютерного эксперимента 5.Анализ результатов моделирования ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ