Материал к зачетной работе по информатике "Модели и моделирование" в 9 классе.

• 1 слайд

  Автор: Облицова Татьяна Александровна учитель информатики и ИКТ МОУ СОШ №6 г.Боготола Красноярского края

• 2 слайд

  Изучить понятие «модель». 2.Рассмотреть основные виды моделей. 3.Определить назначение и значение моделей в деятельности человека. ЗАДАЧИ УРОКА:

• 3 слайд

  ОБЪЕКТ МОДЕЛЬ ?

• 4 слайд

  Химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом объеме), запаха и вкуса (при нормальных условиях).

• 5 слайд

  ? медуза 90% человек 2/3

• 6 слайд

• 7 слайд

• 8 слайд

  Н2О

• 9 слайд

• 10 слайд

  ОБЪЕКТ МОДЕЛЬ подобие Модель – это некоторое упрощенное подобие реального объекта.

• 11 слайд

  а) костюм, эскиз костюма, выкройка; б) дом, план дома, макет дома; в) человек, кукла, портрет человека; г) текст сочинения, план сочинения? Укажите, в чем заключается подобие следующих объектов и их моделей:

• 12 слайд

  Географические модели:

• 13 слайд

  Биологические модели:

• 14 слайд

  Химические модели:

• 15 слайд

  Физические модели:

• 16 слайд

  Математические модели:

• 17 слайд

  Модели общинно-родовых отношений

• 18 слайд

  Объект – это предмет, явление, процесс, на что обращена познавательная деятельность. Так что же может являться объектом для создания модели?

• 19 слайд

  Н2О ? человек 2/3 медуза 90% ВОДА Химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом объеме), запаха и вкуса (при нормальных условиях).

• 20 слайд

  Один и тот же объект может иметь множество моделей , а разные объекты могут описываться одной моделью.

• 21 слайд

  ОБЪЕКТ МОДЕЛЬ подобие ЗАДАЧА СУБЪЕКТ цель Моделирование – процесс создания моделей объектов с целью их исследования.

• 22 слайд

• 23 слайд

• 24 слайд

  Карточка №1. Субъект: Мальчик, запускающий бумажный самолетик. Модель: бумажный самолетик. Существенные свойства объекта: крылья, корпус, их взаимное расположение, умение летать. Карточка №2. Субъект: Кассир по продаже авиабилетов. Модель: план посадочных мест самолета. Существенные свойства объекта: расположение рядов кресел, количество кресел в ряду, стоимость билета для каждого места, наличие свободных мест. Карточка №3. Субъект: Авиадиспетчер. Модель: светящаяся точка на экране. Существенные свойства объекта: скорость и высота полета, направление и вид движения (взлет, посадка, разворот), взаиморасположение с другими самолетами, находящимися в контролируемом районе. Карточка №4. Субъект: Технолог цеха, где происходит сборка самолета. Модель: конструкторские чертежи, технологическая карта сборки, перечень деталей. Существенные свойства объекта: наименование и количество деталей, порядок и способ их соединения, требования к квалификации специалистов, необходимое оборудование для обеспечения заданной надежности соединения.

• 25 слайд

  Модель – это некоторое упрощенное подобие реального объекта или процесса, которое отражает существенные стороны объекта, в зависимости от целей моделирования.

• 26 слайд

  Модели Материальные (предметные) Информационные макеты муляжи эталоны игрушки рисунки фотографии чертежи планы карты схемы графики словесные описания математические специальные алгоритмические

• 27 слайд

  Определите к какому виду относятся следующие модели (материальному или информационному)?

• 28 слайд

  Домашнее задание: Задание1. Объект моделирования – дом. Какие свойства этого объекта будут существенными для: а) архитектора, составляющего план дома; б) строителя, определяющего перечень материалов, необходимых для строительства; в) художника, рисующего пейзаж, частью которого является дом? Задание 2. Изучив материал учебника, дополнительную литературу, используя ресурсы Интернета написать эссе «Зачем человеку множество моделей?»

http://www.studfiles.ru/preview/3582381/

Лекция 1 (3 ч)

Моделирование как метод познания

Методологическая основа моделирования. Все то, на что направлена человеческая деятельность, называется объектом (лат. objection — предмет). Выработка методологии здесь направлена на упорядочение получения и обработки информации об объектах, которые существуют вне нашего сознания и взаимодействуют между собой и внешней средой.

Объект – некоторая часть окружающего мира, рассматриваемая человеком как единое целое.

Имя — это основная характеристика, которая позволяет отличить один объект от другого. В обыденной жизни используется общее имя, обозначающее объекты с похожими характеристиками: комната, собака, река, песня. Многим объектам, чтобы конкретизировать их, дают имя собственное.

Различают объект и конкретный экземпляр объекта. Объект характеризуется именем и параметрами без указания конкретных значений. Экземпляр имеет конкретные значения параметров, может обладать собственным именем и этим отличается от других, ему подобных объектов.

Среда – условия существования объекта. Среда существования объекта влияет на сам объект.

В научных исследованиях большую роль играют гипотезы, т. е. определенные предсказания, основывающиеся на небольшом количестве опытных данных, наблюдений, догадок. Быстрая и полная проверка выдвигаемых гипотез может быть проведена в ходе специально поставленного эксперимента. При формулировании и проверке правильности гипотез большое значение в качестве метода суждения имеет аналогия.

Аналогией называют суждение о каком-либо частном сходстве двух объектов, причем такое сходство может быть существенным и несущественным. Понятия существенности и несущественности сходства или различия объектов условны и относительны. Существенность сходства (различия) зависит от уровня абстрагирования и в общем случае определяется конечной целью проводимого исследования.

Гипотезы и аналогии должны обладать наглядностью или сводиться к удобным для исследования логическим схемам; такие логические схемы, упрощающие рассуждения и логические построения или позволяющие проводить эксперименты, уточняющие природу явлений, называются моделями. Другими словами, модель (лат. modulus — мера) — это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.

Все многообразие моделей делится на три класса:

• материальные (натурные) модели (некие реальные предметы — макеты, муляжи, эталоны) — уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид моделируемого объекта, его структуру (глобус, модель кристаллической решётки) или поведение (радиоуправляемая модель самолёта, велотренажёр);

• воображаемые модели (геометрическая точка, математический маятник, идеальный газ, бесконечность);

• информационные модели — описания моделируемого объекта на одном из языков кодирования информации (словесное описание, схемы, чертежи, карты, рисунки, научные формулы, программы и пр.).

Определение моделирования. Замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели называется моделированием.

Моделирование - представление объекта моделью для получения информации об этом объекте путем проведения экспериментов с его моделью. Теория замещения одних объектов (оригиналов) другими объектами (моделями) и исследования свойств объектов на их моделях называется теорией моделирования.

Рис. Общая схема моделирования

В процессе моделирования каждый аспект моделирования раскрывается через совокупность свойств. В моделях отражаются не все свойства объекта, а только существенные с точки зрения цели моделирования.

Каждый аспект моделирования характеризуется своим набором свойств:

• внешний вид — набором признаков;

• структура — перечнем элементов и указанием отношений между ними;

• поведение — изменением внешнего вида и структуры с течением времени.

Некоторые свойства объекта моделирования могут быть выражены величинами, принимающими числовые значения. Такие величины носят название параметров модели.

Цель моделирования возникает, когда субъект моделирования решает стоящую перед ним задачу, и зависит как от решаемой задачи, так и от субъекта моделирования. Отсюда следует, что цель моделирования имеет двойственную природу: с одной стороны, она объективна, так как вытекает из задачи исследования, с другой — субъективна, поскольку исследователь всегда корректирует её в зависимости от опыта, интересов, мотивов деятельности.

Рассмотрим примеры. На рисунках

Субъект моделирования — архитектор, напр.

Задача моделирования — спроектировать комфортабельный дом для семьи заказчика, расходы на проектирование и строительство которого не превысят заданной суммы.

Объект моделирования — те дома, которые архитектор видел воочию или представлял в своем воображении. Задача, стоящая перед архитектором как субъектом моделирования, конкретизируется в цели моделирования: разработать проект дома, который бы понравился заказчику, отражал бы профессиональные предпочтения самого архитектора и смета расходов на реализацию которого удовлетворяла бы определенным ограничениям.

Для одного объекта один субъект может построить несколько моделей, если он решает разные задачи, приводящие к разным целям моделирования (рис. 2).

Для одного объекта разные субъекты могут построить разные модели, даже если задача моделирования у них одна. Выбор вида модели и её построение зависит от знаний, опыта, предпочтений, личных интересов субъекта (рис. 3, 4).

Рис. 1. Схема, демонстрирующая зависимость цели моделирования от решаемой задачи и субъекта моделирования

Рис. 2. Схема, демонстрирующая, что для одного объекта один субъект может построить несколько моделей

Рис. 3. Схема, демонстрирующая, что для одного объекта разные субъекты могут построить разные модели

Рис. 4. Схема, демонстрирующая, что разные субъекты строят, как правило, разные модели одного и того же объекта

Разные объекты могут иметь одинаковые по виду модели, даже если их строили разные субъекты исходя из разных целей моделирования.

Различают моделирование внешнего вида, моделирование структуры и моделирование поведения.

Моделирование внешнего вида объекта используется для:

• идентификации (узнавания) объекта;

• долговременного хранения образа.

Моделирование структуры объекта используется для:

• её наглядного представления;

• изучения свойств объекта;

• выявления значимых связей;

• изучения стабильности объекта.

Моделирование поведения применяется при:

• планировании, прогнозировании;

• установлении связей с другими объектами;

• выявлении причинно-следственных связей;

• управлении;

• конструировании технических устройств и т. п.

Структура объекта - совокупность его элементов и существующих между ними связей.

Описание структуры - перечислению составных элементов объекта и указанию связи между ними. В языке эти элементы и связи часто выражаются именами существительными: электрон, протон, нейтрон, сила притяжения (связь), энергетический уровень (при описании атома).

Моделирование структуры объекта необходимо для:

• её наглядного представления,

• изучения свойств объекта,

• выявления значимых связей,

• изучения стабильности объекта и прочее

Поведением объекта называют изменения, происходящие с ним с течением времени. Описание поведения объекта сводится к описанию его внешнего вида и структуры с течением времени в результате взаимодействия с другими объектами.

Гносеологическая роль теории моделирования

ГНОСЕОЛОГИЯ (греч. gnosis - знание, logos - учение) - философская дисциплина, занимающаяся исследованиями, критикой и теориями познания, - теория познания как таковая.

Моделирование — ведущий принцип современного научного познания. Человек не может видеть предмет познания целиком, во всех его проявлениях. Поэтому он ограничивает свои притязания и стремится познать какую-либо сторону этого предмета, в зависимости от стоящей перед человеком задачи.

Однако существует возможность с помощью моделирования выделить общее, что присуще моделям различных по своей природе объектов реального мира. Это общее заключается в наличии некоторой структуры (статической или динамической, материальной или мысленной), которая подобна структуре данного объекта.

Моделирование основано на общих принципах научного познания:

• Принцип редукционизма — возможность сведения более сложного к более простому. Это значит, что изучение более простого может что-то сказать и о самом объекте.

• Принцип эволюции — все высшие формы постепенно развились из низших форм. Это значит, что, анализируя поведение низших форм, можно прогнозировать поведение высших форм.

• Принцип рациональности, который гласит, что объекты реального мира можно познавать с помощью логики и математики.

Если результаты моделирования подтверждаются и могут служить основой для прогнозирования процессов, протекающих в исследуемых объектах, то говорят, что модель адекватна объекту. При этом адекватность модели зависит от цели моделирования и принятых критериев.

Адекватность предполагает воспроизведение моделью с необходимой полнотой всех характеристик объекта, существенных для цели моделирования.

Для установления адекватности в случае конструктивных, в том числе информационных моделей, необходимо сформулировать цель моделирования и уточнить, какой из аспектов изучаемого объекта (внешний вид, структура или поведение) представляет в данном случае интерес.

Если наблюдателю доступны разные модели объекта, но недоступен сам объект, он может сравнить имеющиеся модели и выделить некоторые инвариантные (присутствующие во всех моделях) моменты, которые с большой степенью достоверности можно отнести к самому объекту.

Если наблюдателю доступна только одна модель, вопрос о её адекватности объекту принимается на основе следующих фундаментальных научных положений:

• непротиворечивость: невозможна одновременная истинность высказывания (А) и противоречащего ему высказывания (не А);

• закон достаточного основания: «...ни одно явление не может оказаться истинным или действительным, ни одно утверждение — справедливым без достаточного основания, почему дело обстоит именно так, а не иначе...» (Г. В. Лейбниц);

• закон сохранения энергии: энергия поля + энергия объекта = constant.

• закон сохранения вещества: вещество никуда не исчезает и ниоткуда не возникает, оно только переходит из одного состояния в другое;

•  свойство симметрии: если какое-либо состояние или процесс встречается в природе, то для него существует обращенное во времени состояние или процесс, который также может реализоваться в природе.

Кроме того, адекватность модели оценивается на основе общих эвристических принципов:

• принципа простоты;

• принципа «лени» (в коммуникации );

• принципа эстетики;

• принципа соответствия: если корректно уточнить адекватную модель или область действия адекватной модели, то в результате получится адекватная модель.

Лекция 2 (3 ч.)

Классификация и формы представления моделей. Виды и методы моделирования

Наиболее распространённым способом научной систематизации является классификация, то есть распределение изучаемых объектов по классам (разрядам, отделам) в зависимости от их общих признаков. Подходы к выделению классов моделей могут быть самыми различными.

Применительно к естественным и техническим наукам принято различать следующие виды моделирования:

• концептуальное моделирование, при котором совокупность уже известных фактов или представлений относительно исследуемого объекта или системы истолковывается с помощью некоторых специальных знаков, символов, операций над ними или с помощью естественного или искусственного языков;

• физическое моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в объекте-оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения подобия, вытекающие из схожести физических явлений;

• структурно-функциональное моделирование, при котором моделями являются схемы (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения и преобразования;

• математическое (логико-математическое) моделирование, при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики и логики;

• имитационное (программное) моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.

Существуют и более общие типы классификации

Информационная (абстрактная) модель — это описание объекта на каком-либо языке. Абстрактность получаемой модели проявляется в том, что её компонентами являются сигналы и знаки (вернее, заложенный в них смысл), а не физические тела.

Дескриптивная (от англ. descriptive — описательная) модель — это словесное описание объекта, выраженное средствами того или иного языка.

Математическая модель — это:

• совокупность записанных на языке математики соотношений (формул, неравенств, уравнений, логических соотношений), определяющих характеристики состояния объекта в зависимости от его элементов, свойств, параметров, внешних воздействий;

• приближённое описание объекта, выраженное с помощью математической символики.

Математические модели в зависимости от характера описываемых процессов можно разделить на модели аналоговые (непрерывные), цифровые (дискретные) и аналого-цифровые (комбинированные). Под аналоговой моделью понимается модель, которая описывается уравнениями, связывающими непрерывные величины. Под цифровой понимают модель, которая описывается уравнениями, связывающими дискретные величины, представленные в цифровом виде. Под аналого-цифровой понимается модель, которая может быть описана уравнениями, связывающими непрерывные и дискретные величины

Статические модели отображают объект в какой-то момент времени без учёта происходящих с ним изменений, как находящийся в состоянии покоя и равновесия. В этих моделях отсутствует временной параметр.

Динамические модели описывают поведение объекта во времени. Эти модели отображают процессы, происходящие с объектом во времени. В частности, таковыми являются модели функционирования и развития.

Детерминированные модели отображают процессы, в которых отсутствуют случайные воздействия.

Вероятностные (стохастические от греч. stochasis — догадка) модели — описания объектов, поведение которых определяется случайными воздействиями (внешними и внутренними); описания вероятностных процессов и событий, характер изменения которых во времени точно предсказать невозможно.

Имитационная компьютерная модель — отдельная программа, совокупность программ, программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта, системы объектов при условии воздействия на объект различных, как правило, случайных факторов.

Имитационная алгоритмическая модель — содержательное описание объекта в форме алгоритма, отражающее структуру и процессы функционирования объекта во времени, учитывающее воздействие случайных факторов.

Гносеологические модели направлены на изучение объективных законов природы (модели солнечной системы, развития биосферы, шаровой молнии).

Концептуальная модель описывает выявленные причинно-следственные связи и закономерности, присущие исследуемому объекту и существенные в рамках определённого исследования.

Аналоговая модель — аналог объекта, который ведёт себя как реальный объект, но не выглядит как таковой.

Этапы моделирования

1. Постановка цели моделирования.

2. Анализ моделирования объекта и выделение всех его известных свойств.

3. Анализ выделенных свойств с точки зрения цели моделирования и определение, какие из них следует считать существенными .

4. Выбор формы представления модели.

5. Формализация.

6. Анализ полученной модели на непротиворечивость.

7. Анализ адекватности полученной модели объекту и цели моделирования.

Взаимосвязь этапов моделирования отражена на рис.5

Рис. 5 Схема взаимосвязи этапов моделирования

Не существует универсальных правил определения, какие из известных свойств объекта могут рассматриваться как существенные в каждом конкретном случае. Если условия моделирования позволяют, то рекомендуется построить несколько моделей с разными наборами «существенных» свойств и затем оценить их на адекватность объекту и цели моделирования.

Формализация — приведение (сведение) существенных свойств и признаков объекта моделирования к выбранной форме. Формами представления информационной модели могут быть: словесное описание, таблица, рисунок, схема, чертёж, формула, алгоритм, компьютерная программа и т.п.

Основной тезис формализации: существует принципиальная возможность разделения объекта и его обозначения. Суть объекта не меняется от того, как мы его назовём. Это значит, что мы можем назвать его как угодно, придать его имени любую форму, которая, по нашему мнению, лучше соответствует данному объекту.

Знак — это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов.

Знаковая ситуация возникает, когда есть пара обозначаемого объекта (денотата) и знака.

Основные черты знака, проявляющиеся в знаковых ситуациях:

1. способность знака выступать в качестве заместителя денотата;

2. нетождественность знака и денотата — знак никогда не может полностью заменить обозначаемое;

3. многозначность соответствия «знак—денотат».

Свобода выбора обозначений и многозначность соответствия «знак — денотат» создают проблему понимания, какой объект обозначается данным знаком в конкретной ситуации. Причём это понимание должно быть более или менее одинаковым для разных людей. В противном случае общение невозможно. Следовательно, чтобы обеспечить “нормальное” общение, нужно договориться о правилах использования знаков, то есть разработать язык.

Язык — это знаковая система, используемая для целей коммуникации и познания. Языки бывают естественные и искусственные.

Каждый язык имеет алфавит, словарь и обладает набором определённых правил образования выражений, правил придания значений (смысла) этим выражениям и правил их использования.

Язык характеризуется:

• набором используемых знаков;

• правилами образования из этих знаков таких языковых конструкций, как слова, фразы и тексты (в широком толковании этих понятий);

• набором синтаксических, семантических и прагматических правил использования языковых конструкций.

Алфавит — это упорядоченный набор знаков, используемых в языке.

Правила искусственного языка являются строго и однозначно определёнными, а потому такой язык называется формализованным.

Формы представления информационных моделей

Информационное моделирование - раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурировании, принципах хранения и поиска информации.

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Широко используются образные информационные модели в образовании (вспомните учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.).

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы (например, второго закона Ньютона F = т • а), таблицы (например, периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева).

Иногда при построении знаковых информационных моделей используются одновременно несколько различных языков. Примерами таких моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделях используются одновременно как язык графических элементов, так и символьный язык.

Формализация текстовой информации

Чаще всего мы встречаемся с неформализованными текстами, структура которых не является жёстко заданной.

В делопроизводстве приняты достаточно строгие правила оформления документов, хотя содержание документов может быть самым разным. Есть и ещё более формализованные тексты, в которых определённые требования предъявляются и к содержанию.

Пример

Данный бланк можно рассматривать как информационную модель участника конференции.

Формализация

• облегчает и ускоряет процесс её обработки;

• позволяет получить количественные оценки;

• обеспечивает однозначность понимания текста;

• способствует лучшему восприятию сведений, содержащихся в тексте;

• помогает сравнить по формальным критериям ситуацию, описанную в тексте, с реальной и принять правильное решение.

Формализовать можно как оформление текста, так и его содержание.

Формализация оформления сводится к использованию бланков, формуляров, шаблонов заранее определённой и часто законодательно утверждённой стандартной формы.

Шаблон документа — стандартная форма документа, встречающегося в сфере делопроизводства.

Реквизитами документа называются обязательные данные, которые необходимо отразить в документе.

Целью формализации содержания текста является его однозначное понимание. Это очень важно в юридической практике, в научной и управленческой деятельности, например, при формулировании определений, составлении законов, договоров, приказов, распоряжений и т.п.

Представление данных в табличной форме

Таблицы — удобная для анализа и обработки и наглядная форма представления информации.

Таблицы, в которых отражается одно свойство, характеризующее два или более объектов, называются таблицами типа «объект-объект».

Посмотрите на страничку журнала группы

Таблица 1. Страница журнала группы (фрагмент)

ИНФОРМАТИКА

ФИО

Апрель

Май

5

12

19

26

3

10

1

Альтов Г.

4

5

4

2

Беседова Ф.

4

3

3

Веселов А.

5

4

5

5

Следующая > Стр 1 из 2

одному множеству, называются таблицами вида «объект-свойство».

Пример.

Таблица 2. Результаты медицинского наблюдения группы (фрагмент)

ФИО ученика

Дата рождения

Рост, см

Вес, кг

Жизненная ёмкость лёгких, см³

Острота зрения

1

Альтов Г.

12.12.1988

165

62

3300

1

2

Беседова Ф.

01.03.1989

168

55

3200

0,9

3

Веселов А.

10.10.1988

172

59

3400

1

Данную таблицу можно рассматривать как информационную модель состояния физического развития учащихся.

Объектами, информация о которых отражена в таблице, являются студенты, каждый из которых характеризуется конкретными значениями перечисленных в верхней строке таблицы свойств — параметров физического развития.

Комбинирование в одной таблице нескольких таблиц вида «объект-объект» и «объект-свойство» позволяет построить таблицы более сложного вида, например, «объекты-свойства-объекты» .

Таблица характеризуется:

• названием (а если таблиц несколько, то ещё и номером),

• количеством столбцов и их названиями (заголовками столбцов),

• количеством строк и их названиями (заголовками строк),

• содержимым ячеек, находящихся на пересечении строк и столбцов.

В случае многоуровневых заголовков строк и столбцов уровни заголовков столбцов называются ярусами, уровни заголовков строк — ступенями.

Основными элементами таблицы являются:

• записи — строки таблицы, которые могут содержать данные разного типа, но относящиеся чаще всего к одному объекту;

• поля — столбцы таблицы, содержащие, как правило, данные одного типа;

• реквизиты — конкретные значения, находящиеся в ячейках таблицы на пересечении строк и столбцов.

Этапы приведения к табличному виду:

1. анализ информации и выделение объектов, о которых идет речь;

2. выделение свойств объектов и/или отношений между ними;

3. определение того, можно ли объекты объединить в некоторые подмножества, и в зависимости от этого определение количества уровней и ступеней в заголовках;

4. определение общего количества столбцов и порядка их расположения;

5. определение наименований столбцов и типа данных, которые там будут располагаться;

6. выбор порядка размещения строк и определение названия каждой строки таблицы;

7. занесение в ячейки таблицы реквизитов-данных (построчно или по столбцам).

Представление информации в форме графа

Граф — совокупность точек, соединённых между собой линиями. Эти точки называют вершинами графа.

Линии, соединяющие вершины, называются дугами, если задано направление от одной вершины к другой, или рёбрами, если направленность двусторонняя.

Граф называется взвешенным, если вершины или рёбра (дуги) характеризуются некоторой дополнительной информацией — весом вершины или ребра (дуги).

Граф однозначно задан, если заданы множество его вершин, множество рёбер (дуг) и указано, какие вершины какими рёбрами соединены.

Пример

На рис. 3 представлены различные типы конфигураций локальных вычислительных сетей (ЛВС), являющиеся информационными моделями структур ЛВС, представленными в виде графов:

• шинная конфигурация, когда к незамкнутому каналу с некоторыми интервалами подключаются отдельные абоненты (К), причем информация от абонента-источника распространяется по каналу в обе стороны;

• кольцевая конфигурация, когда каждый абонент непосредственно связан с двумя соседними абонентами, а информация передаётся по замкнутому кольцу, чаще всего в одну сторону;

• звездообразная конфигурация, в центре которой находится центральный коммутатор (ЦК), который последовательно опрашивает абонентов и предоставляет им право на обмен данными;

• древовидная конфигурация образуется подсоединением нескольких простых каналов связи к одному магистральному;

• полносвязная конфигурация обеспечивает выбор наиболее быстрого маршрута связи между абонентами и удобна там, где управление оказывается достаточно сложным.

Рис.3 Различные типы конфигураций локальных вычислительных сетей

Формализация при построении графа включает в себя следующие этапы:

• выявление всех элементов объекта;

• определение характеристик элементов (названий, номеров, весов и т. п.);

• установление наличия и вида связей (односторонняя или двухсторонняя) между элементами;

• определение характеристик связей — весов рёбер и дуг;

• выбор формы изображения вершин и рёбер, ввод условных обозначений в случае необходимости;

• представление выделенных элементов и связей в графическом виде.

Для компьютерного моделирования более удобным является символическое и/или табличное задание графа.

Символическое задание графа — перечисление всех его рёбер с указанием вершин, которые они соединяют, либо перечисление всех вершин с указанием исходящих из них рёбер.

Пример

Графы, представленные на рис.7 могут быть описаны, например, следующими способами. Символическая запись: а(1,2) b(l,4) c(2,4) d(3,5) e(4,5) f(3,4)

Табличная запись:

1

2

3

4

5

1

а

b

2

а

с

3

f

d

4

b

с

f

e

5

d

e

Рис.7. Графы, имеющие одинаковые описания в виде таблицы и символической записи

Представление данных в форме дерева

Дерево — особый вид графа, применяемый при моделировании объекта, элементы которого находятся в отношении иерархии (подчинения и соподчинения), т.е. является связанным графом, не содержащим циклы

Корнем дерева называется узел или вершина, соответствующая основному (центральному, главному, родовому) элементу моделируемого объекта. Листьями дерева называют вершины графа, у которых нет «подчинённых» вершин.

Формализация при построении дерева сводится к выявлению основного элемента рассматриваемого объекта (вершина нулевого уровня — корень дерева), элементов, которые находятся в непосредственном подчинении у основного элемента (вершины 1-го уровня), элементов, находящихся в непосредственном подчинении у вершин 1-го уровня (вершины 2-го уровня) и т. д.

На рис. представлено дерево решений – это способ представления правил в иерархической, последовательной структуре, где каждому объекту соответствует единственный узел, дающий решение. Под правилом понимается логическая конструкция, представленная в виде "если ... то ...".

Реляционная (табличная), сетевая (графовая) и иерархическая (древовидная) модели являются основными для представления данных в базах данных.

Программные комплексы, которые позволяют создавать, обновлять, сохранять базы данных и обслуживать запросы пользователей к ним, называются соответственно реляционной, сетевой, иерархической системой управления базами данных (СУБД). Большинство существующих автоматизированных баз данных являются базами данных реляционного типа.

20

1 < Предыдущая Стр 2 из 2 2

Соседние файлы в папке Лекции по информатике

• #

09.05.20151.19 Mб5Раздел01(Основные понятия).doc

• #

09.05.2015263.68 Кб5Раздел02(Технические средства обеспечения информационных процессов).doc

• #

09.05.2015320 Кб5Раздел03(Программные средства реализации информационных процессов).doc

• #

09.05.20159.19 Mб5Раздел04( Моделирование как метод познания).doc

• #

09.05.2015269.31 Кб12Раздел05(Алгоритмизация и программирование).doc

• #

09.05.2015219.68 Кб5Раздел06(Технологии программирования).pdf

• #

09.05.2015418.3 Кб7Раздел07(Структуры и типы данных языка программирования).doc

• #

09.05.2015291.84 Кб9Раздел07(Трансляция, компиляция и интерпретация).doc

• #

09.05.2015144.9 Кб11Раздел07(Эволюция и классифкация языков программирования).doc

Помощь Обратная связь Вопросы и предложения

• 1 слайд

• 2 слайд

  Модель – это аналог (заменитель) оригинала, отражающий некоторые его свойства.

• 3 слайд

• 4 слайд

  1. В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности.

• 5 слайд

  2. Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы изучить конкретное свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных свойств.

• 6 слайд

  3. Оригинал либо очень велик, либо очень мал.

• 7 слайд

  4. Процесс протекает очень быстро или очень медленно.

• 8 слайд

  5. Исследование объекта может привести к его разрушению.

• 9 слайд

  Для любого объекта может существовать множество моделей, различных по сложности и степени сходства с оригиналом.

• 10 слайд

  Возможности построение войск и их действия. Внешний вид солдат, их поведение, речь. Внешний вид поля сражения. Внешний вид оружия, поражающа способность оружия.

• 11 слайд

  Возможность игры в войну игрушечными солдатиками Игра «в солдатики» их поведение, речь, внешний вид поля сражения, внешний вид оружия, поражающа способность оружия, построение войск и их действия Внешний вид солдат, СубъектЦель создания моделиСущественные свойства Модель Ребенок 3-4 лет

• 12 слайд

  Макет поля сражения Создание внешнего вида поля сражения их поведение, речь, поражающая способность оружия, Внешний вид солдат, внешний вид оружия, внешний вид поля сражения, построение войск и их действия СубъектЦель создания моделиСущественные свойстваМодель Коллекционер

• 13 слайд

  Возможность почувствовать себя в среде военных действий Игра «Пейнтбол» их поведение, речь, внешний вид оружия, построение и Внешний вид солдат, внешний вид поля сражения, поражающа способность оружия, действия войск СубъектЦель создания моделиСущественные свойстваМодель Любитель активного отдыха

• 14 слайд

• 15 слайд

  Прочитать в карточке описание семьи. Понять какие предметы мебели необходимо поместить в комнату. Найти нужные предметы мебели в Списке мебели программы Home sweet 3D. Левой кнопкой мыши перетащить мебель в рабочую область. В рабочей области программы поменять цвет мебели, ее размер и т.д. Сохранить свою работу. В качестве названия файла указать свою фамилию.

Зачетная работа обучающегося 9__ класса ________________________________________________________ _____. ______. 2016 г.

(фамилия, имя)

Задание: 1. Выбрать свой объект для моделирования.

2. В своей рабочей тетради (или на отдельном листе (листах)) и на КОМПЬЮТЕРЕ выполнить эту работу

заполнив таблицу по образцу для своего выбранного объекта моделирования,

максимально указав различные модели для этого объекта.

(НАПРИМЕР: (этот объект не брать и элементы не повторять)

ДОМ

№

п/п

Субъект

Цель создания модели.

Существенные свойства.

Вид модели.

Практическая часть. Модель.

Семья.

Новое строительство дома в интересах всех членов многодетной семьи.

Внешний вид

Рисунок.

Эскиз.

1.

Архитектор

Выбор готового проекта или создание индивидуального для строительства по запросу о внешнем облике дома.

Внешний вид.

Чертеж

2.

Заказчик.

Финансирование.

Финансовые расчеты

Таблица расчетов по материалам и видам работ.

3.

Дизайнер

Оформление территории усадьбы дома

Дизайн.

фотография

4.

Электрик

,Безопасность использования электроэнергии.

Соответствие требованиям.

Схема

5

Сантехник

Надежное использование сети.

Долговечность.

Простота в обслуживании.

Описание

Описание:

1. Выгребная яма на улице.

2 От дома 30 м.

3………………………………………..

6.

Газовщик

Безопасность использования газовых сетей.

Безопасность и соответствие требованиям.

Карта

.

7.

Эколог

Охрана природы.

Природосообразность

Инструкция

Инструкция:

1 Сохранить вековые сосны.

2 Дорогу прокладывать, не нарушая ландшафт заповедных мест.

8.

Сейсмолог

Устойчивость нового строения к землетрясениям

Сейсмиустойчивость

Видеофрагменты

9.

Ребёнок

Интересы детей

Комфортность для ребунка

Макет

10.

Землеустроитель

Законное использование земли. Землеотведение.

Законность

Сборник документов

Опись::

1. Решение о выделении 0.20 га.

2. Постановление.

3. Разрешение.

Итог.

Работа выполнена ____. _____. 2016 года. _________________________ (________________________________)

Оценка ._____. Учитель _________________________ (_____________________________________________)