Презентация по информатике "Моделирование и формализация"

• 1 слайд

  Моделирование и формализация
  Моделирование как метод познания.
  Материальные и информационные модели. Основные типы информационных моделей
  

• 2 слайд

• 3 слайд

  Человек в любой области деятельности постоянно пользуется моделями. В детстве люди играют с куклами, машинками – уменьшенными копиями реальных объектов. Для игры используются не только готовые модели, но и созданные собственными руками из пластилина, конструктора. Когда ребенок приходит в школу, он знакомится с другими моделями: глобусом, картой звездного неба и т.д. Взрослые люди также используют модели при постройке дома или пошиве костюма.
  

• 4 слайд

  Модель
  Модель (от лат. «modulus»- мера, образец, норма) – это прообраз, описание или изображение какого-либо объекта.
  

• 5 слайд

  Формализация
  Прежде чем построить модель объекта (явления, процесса), необходимо выделить составляющие элементы этого объекта и связи между ними (провести системный анализ) и «перевести» (отобразить) полученную структуру в какую-либо заранее определенную форму – формализировать информацию.
  Формализация – это процесс выделения внутренней структуры предмета, явления или процесса и перевода ее в определенную информационную структуру – форму.
  

• 6 слайд

  Моделирование любой системы невозможно без предварительной формализации. По сути, формализация – это первый и очень важный этап процесса моделирования. Модели отражают самое существенное в изучаемых объектах, процессах и явлениях, исходя из поставленной цели моделирования. В этом главная особенность и главное назначение моделей.
  

• 7 слайд

  Этапы моделирования
  При создании модели люди стараются изобразить наиболее существенные свойства объекта, а некоторые свойства по возможности отбрасывают. Например, на глобус наносятся океаны и моря, материки и крупные острова, а маленькие озера и островки на него не попадают: в масштабе школьного глобуса они просто не видны.
  Прежде чем браться за какую-либо работу, нужно четко представлять себе отправной и каждый шаг деятельности, а также примерные ее этапы. То же самое можно сказать и о моделировании. Отправной пункт здесь – прототип. Им может быть существующий или проектируемый объект или процесс. Конечный этап моделирования – принятие решения на основании знаний об объекте.
  Объект, процесс
  Моделирование
  Принятие решения
  

• 8 слайд

  Этапы моделирования
  Постановка задачи
  Описание задачи
  Цель моделирования
  Анализ объекта
  
  Разработка модели
  Информационная модель
  Знаковая модель
  Компьютерная модель
  Эксперимент
  План моделирования
  Технология моделирования
  Анализ результатов моделирования
  Результаты соответствуют цели
  Результаты не соответствуют цели
  

• 9 слайд

  Простейшая классификация моделей по способу представлений
  

• 10 слайд

  Абстрактные модели
  Кроме материальных моделей (игрушки, глобус, макет дома…), существуют абстрактные модели: описания, формулы, изображения, схемы, чертежи, графики и т.д. С помощью математических формул описываются арифметические операции, соотношения геометрии, законы движения и взаимодействия тел (S=vt, f=ma,…) и др. Химические формулы помогают представить атомный состав химических веществ и реакции, в которые они вступают. Пользуясь таблицами, графиками, диаграммами можно отобразить различные закономерности и зависимости.
  

• 11 слайд

  Знаковые модели
  Все абстрактные модели, которые можно представить с помощью набора знаков (геометрических фигур, символов, фрагментов текста), - это знаковые модели. Любую знаковую модель можно изобразить на бумаге. Чтобы построить знаковую модель, нужно представлять значение знаков и знать правила преобразования знаков.
  Абстрактная модель, прежде чем оформиться в виде знаковой модели, сначала рождается в голове человека. Она может передаваться от человека к человеку в устном виде. В этих случаях модель еще не является знаковым образом, поскольку не имеет чертежа, формулы, текста. Модель в голове человека существует в форме не до конца осознанных мысленных представлений. Такие модели, полученные в результате умозаключений, изложенные в разговорной форме, называются вербальными («verbalis»-устный). Таким образом, все абстрактные модели можно поделить на знаковые и вербальные.
  

• 12 слайд

  Информационные модели
  При изучении информатики нас будут интересовать информационные модели, т.е. модели, имеющие отношение к информационным процессам.
  Во-первых, информационные модели должны быть абстрактными, т.к. информация – это нематериальная категория. Во-вторых, информационные модели должны быть знаковыми, т.к. сообщения представляются в виде знаков. Знаковые модели принято делить на математические и информационные модели.
  

• 13 слайд

  Математическая модель
  Математическая модель – это модель, сформулированная на языке математики и логики. Над элементами математической модели можно выполнять определенные математические преобразования. Например, в модели нахождения наименьшего числа выполняются операции сравнения, а в модели вычисления корня уравнения – различные арифметические операции. С помощью математических моделей описываются решения различных логических задач, многие физические процессы: движение падающего тела, плавление вещества и т.д.
  С математическими моделями не нужно путать информационные модели.
  

• 14 слайд

  Информационная модель
  Информационная модель – это модель, описывающая информационные процессы, либо модель, содержащая информацию о свойствах и состоянии объектов, процессов, явлений.
  Простейшим примером информационных моделей являются загадки, в которых описываются свойства, по которым нужно угадать название объекта («летом серый, зимой белый», «зимой и летом одним цветом»). К информационным моделям можно отнести тексты справочных изданий, энциклопедий.
  
  

• 15 слайд

  Компьютерное моделирование
  В процессе познания и практической деятельности человек широко применяет различного рода модели. Создание и исследование моделей обозначается одним словом – моделирование.
  Процесс моделирования можно представить в виде последовательности нескольких этапов:
  объект  модель изучение модели  знания об объекте.
  Любая наука начинается с простых и адекватных моделей. При изучении информатики нас будут интересовать модели, созданные с помощью компьютера. Эта область деятельности называется компьютерным моделированием.
  Огромные возможности предоставляет компьютер при решении математических задач. Не все задачи можно решить аналитически, то есть получить решение в виде формул. Значительно больше задач, которые решаются только приближенно, численными методами. Реализация приближенных расчетов на компьютерах позволяет повысить точность и скорость расчетов. На компьютерах можно вычислять движения планет, составлять прогнозы погоды; воссоздать движение материков, эффекты землетрясений; описать модели ядерного взрыва, пожара на предприятии и т.д.
  

• 16 слайд

  Компьютерная модель
  Если модель формулируется таким образом, что ее можно обработать на компьютере, модель называется компьютерной.
  Компьютерная модель – модель, реализуемая с помощью программных средств.
  На компьютере могут выполняться расчеты, по каким либо формулам – в этом случае говорят о математической компьютерной модели. Если же на компьютере просматривается текст, мультимедийный диск, воспроизводится музыка, то можно говорить о компьютерной информационной модели. Все модели, для обработки которых не требуется компьютер, относятся к некомпьютерным моделям. Когда вы записываете решение задачи в тетрадь, вы имеете дело с некомпьютерной математической моделью. Когда вы пишите все возможные определения яблока (круглое, желтое, кисло-сладкое), то вы составляете некомпьютерную информационную модель этого объекта.
  Компьютерные модели обычно различают по программному обеспечению, которое применяется при работе с моделью. Для обработки компьютерных моделей используются существующие программные приложения (математические пакеты, электронные таблицы, графические редакторы и т.д.) либо разрабатываются программы с помощью языков программирования (Basic, Pascal, C++ и др.).