Презентация к уроку "Компьютерное информационное моделирование".

• 1 слайд

  Информационные модели
  Одинцов О.А.
  Учитель информатики
  МБОУ г. Астрахани
  «СОШ № 48»
  

• 2 слайд

  План
  Компьютерное информационное моделирование
  Структуры данных: деревья, сети, графы, таблицы
  Пример структуры данных — модели предметной области
  Алгоритм как модель деятельности
  
  

• 3 слайд

  Компьютерное информационное моделирование
  
  Объектом информационного моделирования может быть всё что угодно: отдельные предметы (дерево, стол); физические , химические , биологические процессы, метеорологические явления (гроза, смерч); экономические и социальные процессы.
  
  
  

• 4 слайд

  Понятие модели
  
  Объект – некоторая часть окружающего нас мира, которая может быть рассмотрена как единое целое.
  Свойства объекта – совокупность признаков объекта, по которым его можно отличить от других объектов
  

• 5 слайд

  Модель – это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.
  
  Моделирование – построение моделей для изучения объектов, процессов, явлений.
  
  

• 6 слайд

  Материальные и информационные модели
  
  Материальные модели иначе можно назвать предметными или физическими. Они воспроизводят геометрические свойства оригинала и имеют реальное воплощение.
  
  

• 7 слайд

  Примеры материальных моделей:
  Детские игрушки (куклы – модель ребенка, машинки – модели реальных автомобилей и т.д.).
  Глобус – модель планеты Земля.
  Школьные пособия (скелет человека – модель реального скелета, модель атома кислорода и т.д.)
  Физические и химические опыты.
  
  
  

• 8 слайд

  Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.
  
  
  
  
  
  
  
  Примеры моделей:
  Чертеж кухонной мебели – модель мебели для кухни.
  Схема Московского метрополитена – модель метро.
  График изменения курса евро – модель роста курса евро.
  По способу реализации информационные модели делятся на компьютерные и некомпьютерные.
  
  

• 9 слайд

  СТРУКТУРЫ ДАННЫХ
  ГРАФЫ
  ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ
  ТАБЛИЦЫ
  Данные, на которых базируется информационная модель, представляют собой систему со всеми характерными признаками – элементным составом, структурой, назначением. Такие структурированные системы данных называют структурами данных.
  

• 10 слайд

  ГРАФЫ
  
  Неориентированные (симметричная связь) Каждое ребро обозначает наличие связи между двумя вершинами.
  Связь действует одинаково в обе стороны.
  
  Ориентированные (несимметричная связь)
  Вершины связывают дуги – направленные линии.
  ГРАФ – это средство для наглядного представления состава и структуры системы.
  

• 11 слайд

  Сеть – граф, в котором вершины связаны между собой по принципу «многие ко многим».
  Ребро графа
  Для сетей характерно наличие замкнутых путей – циклов.
  Вершина
  графа
  Вершины графа – это компоненты системы, изображаемые кругами, овалами, прямоугольниками и пр.
  Ребро графа – это ненаправленная линия, связывающая компоненты между собой определенным образом.
  

• 12 слайд

  Ориентированный граф или несимметричная связь
  I
  II
  IV
  III
  Пример:
  Известно, что существуют четыре группы крови человека. При переливании крови от одного человека к другому не все группы совместимы.
  На схеме показаны возможные варианты переливания крови
  Дуги
  Петля
  Петля – линия, выходящая и входящая в одну и ту же вершину. Направленные линии называют дугами (в отличии от ребер неориентированных графов).
  

• 13 слайд

  Пример:
  Район состоит их пяти поселков: Дедкино, Бабкино, Репкино, Кошкино и Мышкино. Автомобильные дороги проложены между: Дедкино и Бабкино, Дедкино и Кошкино, Бабкино и Мышкино, Бабкино и Кошкино, Кошкино и Репкино.
  Это словесное описание – словесная модель. По ней можно построить следующую схему – граф.
  Д
  К
  Р
  М
  Б
  Неориентированный граф или симметричная связь
  

• 14 слайд

  Иерархические структуры - деревья
  Дерево – это граф, предназначенный для отображения вложенности, подчиненности, наследования между объектами. Между любыми двумя его вершинами существует единственный путь. Деревья не содержат циклов и петель.
  Корень (единственная вершина 1-го уровня)
  Вершины 2-го уровня (Ветви)
  Вершины 3-го уровня (Листья)
  

• 15 слайд

  Российская Федерация
  Административная структура Российской Федерации
  Центральный округ
  Приволжский округ
  Уральский округ
  Северо-Западный округ
  Курганская обл.
  Тюменская обл.
  ХМАО-Югра
  ЯНАО
  Сургут
  Радужный
  Нижневартовск
  Примеры иерархических структур - деревьев
  

• 16 слайд

  Владимир
  Рюрик
  Игорь
  Святослав
  Олег
  Ярополк
  Мстислав
  Тмутараканский
  Глеб
  Ярослав
  Борис
  Святополк
  Изяслав
  Полоцкий
  Династия Рюриковичей
  Примеры иерархических структур - деревьев
  
  

• 17 слайд

  Каждая строка относится к конкретному объекту
  Таблицы отражают взаимосвязь между различными объектами
  Таблица – универсальное средство представления информации. В таблице может содержаться информация о различных свойствах объектов, об объектах одного класса и разных классов, об отдельных объектах и группах объектов.
  Двоичные матрицы отражают качественную связь между объектами: есть связь или нет связи
  

• 18 слайд

  Пример таблицы «объект-свойство»
  Таблица 1. Административная структура Российской Федерации
  
  Объект – город
  Свойства – принадлежность к соответствующим административно-географическим зонам (Регион, Округ).
  
  Таблица ОС – это таблица, в которой рассматриваются объекты, принадлежащие одному классу.
  

• 19 слайд

  Пример таблицы «объект-объект»
  Таблица 2. Успеваемость
  Таблица ОО – это таблица, которая описывает пары объектов и только одно свойство.
  В такой таблице строки и столбцы могут поменяться местами:
  в строках – информация о предметах, в столбцах – об учениках.
  

• 20 слайд

  Двоичная матрица называется матрицей смежности: единицы стоят на пересечении строк и столбцов с названием смежных (соединенных дорог) поселков.
  Пример таблицы «двоичная матрица» (матрица смежности)
  Таблица 3 представляет собой двоичную матрицу, соответствующую структуре сети на слайде
  Таблица 3. Дорожная сеть
  

• 21 слайд

  Пример структуры данных — модели предметной области
  
  

• 22 слайд

  1 этап
  План приёма в университет
  Факультеты
  Специальности на каждом факультете
  План приёма на каждую специальность
  

• 23 слайд

  20.06.2022
  Все данные о которых говорилось выше, могут быть объединены в трёхуровневую иерархическую структуру, представленную в виде графа.
  

• 24 слайд

  20.06.2022
  Университет
  Юридический
  Исторический
  Экономический
  История
  Политология
  Финансы и
  кредит
  Бухгалтерский
  учёт
  Кротов
  Анохин
  Петров
  Волков
  Иванова
  Смирнов
  Кузин
  Сидорова
  

• 25 слайд

  Для каждого уровня дерева создаётся таблица
  своего типа.
  Таблица 1.Факультеты
  
  

• 26 слайд

  20.06.2022
  Таблица 2. Специальности
  

• 27 слайд

  20.06.2022
  При описании структуры таблицы достаточно указать её имя и перечислить заголовки всех столбцов
  

• 28 слайд

  Третий уровень дерева начинает формироваться на втором этапе работы приёмной комиссии. Абитуриенты пишут заявления о допуске к поступлению, сдают необходимые документы, заполняют анкету. Каждому присваивается его личный идентификатор – номер регистрации. Далее под этим номером абитуриент будет фигурировать во всех документах.
  

• 29 слайд

  Для каждого абитуриента готовится анкета, куда заносятся его исходные данные (фамилия, имя, отчество, дата рождения и другие сведения, нужные приёмной комиссии), сведения о факультете и специальности, на которую он поступает.
  
  

• 30 слайд

  В процессе сдачи экзаменов в анкету будут заноситься полученные оценки. Последней записью в анкете будет запись «зачислен» или
  «не зачислен».
  Всю таблицу с перечисленными данными назовём АБИТУРИЕНТЫ.
  

• 31 слайд

  20.06.2022
  Возникает вопрос: как в полученных таблицах отражена связь между ними, которая явно обозначена на графе?
  Такая связь между таблицами существует за счёт имеющихся в них общих (совпадающих) полей.
  В таблицах ФАКУЛЬТЕТЫ и СПЕЦИАЛЬНОСТИ общее поле «Название факультета».
  В таблицах СПЕЦИАЛЬНОСТИ и АБИТУРИЕНТЫ общее поле «Название специальности».
  

• 32 слайд

  Алгоритм как модель деятельности
  
  Алгоритм – это понятное и точное предписание конкретному исполнителю совершить конечную последователь-ность действий, приводящую к поставленной цели.
  
  

• 33 слайд

  20.06.2022
  Алгоритм является информационной моделью деятельности исполнителя. Такую модель будем называть алгоритмической.
  Рис. Этапы движения от цели к результату.
  
  
  
  
  Определение
  цели
  Построение
  плана-
  алгоритма
  Работа
  исполнителя
  Получение
  результата
  Модель
  работы
  исполнителя
  

• 34 слайд

  Система команд исполнителя
  Чтобы построить реальный план-алгоритм, нужно знать возможности исполнителя. Эти возможности определяются СКИ. Составляя алгоритм нельзя выходить за рамки СКИ.
  Проще построить алгоритм для программно управляемого автомата, чем для человека. Для автомата СКИ – это строго определённый набор команд на формализованном языке описания алгоритмов. Такие языки называются языками программирования, а алгоритм – программой.
  СКИ человека невозможно полностью описать.
  

• 35 слайд

  20.06.2022
  Блок-схема
  
  нет
  
  да нет
  Алгоритм для исполнителя-компьютера.
  начало
  Конец
  
  Ввод А,В,Х
  А≠В
  Х≤(А+В)/2
  В=ЦЕЛ((А+В)/2)
  А=ЦЕЛ((А+В)/2)+1
  Вывод А
  

• 36 слайд

  20.06.2022
  Алгоритм для исполнителя-компьютера.
  Алгоритмический язык
  Алг Половинное деление
  Цел А, В, Х
  Начало
  Ввод А, В, Х
  Пока А≠В, повторять
  Нц
  Если Х≤(А+В)/2
  То В:=ЦЕЛ((А+В)/2)
  Иначе А:=ЦЕЛ((А+В)/2)+1
  Кц
  Вывод А
  Конец
  
  

• 37 слайд

  20.06.2022
  Структурное программирование
  Структура построенного алгоритма – цикл с вложенным ветвлением.
  Любой алгоритм можно построить из сочетания трёх основных алгоритмических структур: следования, ветвления и цикла. Это утверждение – основа методики, которая называется структурным программированием.
  Если алгоритм построен структурно, то легко перейти от описания алгоритма к программе.
  

• 38 слайд

  Трассировка алгоритма - модель работы процессора.
  Программа выполняется по шагам (первый
  столбец таблицы).
  В столбце «Команда алгоритма» отображается содержимое регистра команд процессора, куда помещается очередная команда.
  

• 39 слайд

  В столбце «Переменные» отображается содержимое ячеек памяти, отведённых под переменные величины.
  В графе «Выполняемое действие» отражаются действия, выполняемые арифметико-логическим устройством процессора.
  
  

• 40 слайд

  Спасибо за внимание