Презентация по информатике на тему "Примеры компьютерных моделей различных процессов"

• 1 слайд

  1
  Информатика и ИКТ
  Лекция 7
  1 курс
  

• 2 слайд

  2
  Примеры компьютерных
  моделей различных процессов
  
  

• 3 слайд

  Модель - это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, процесса или явления.
  

• 4 слайд

  Модели играют важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий , электрических цепей и т.д.
  Моделирование - это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.
  

• 5 слайд

  Виды моделей
  Материальные
  Информационные
  Словесные
  Загадки
  Описание свойств объекта
  
  Образные
  Рисунки
  плакаты
  Фото
  Видео
  
  Графические
  Карта
  Чертёж
  Схема
  График
  Граф
  
  Знаковые
  Программы на языке программирования
  В виде формул (математических, физических, химических)
  Табличные
  «объект-свойство»
  «объект-объект»
  матрицы
  

• 6 слайд

  Компьютерная модель
  В настоящее время под компьютерной моделью понимают:
  условный образ объекта в виде компьютерных диаграмм, таблиц, схем, изображений, анимационных фрагментов, или программу, отображающую структуру и взаимосвязи между элементами объекта.
  
  Существует множество разных видов компьютерных моделей.
  

• 7 слайд

  Компьютерное моделирование – это моделирование, реализуемое с помощью компьютерной техники.
  Для компьютерного моделирования важно наличие определенного программного обеспечения: например, обычные текстовые и графические процессоры, и весьма специализированные, предназначенные лишь для определенного вида моделирования.
  

• 8 слайд

  Компьютерные модели используются людьми различных отраслей народного хозяйства:
  Это и метеорологи,
  это и дизайнеры (модельеры, архитекторы, web-дизайнеры и т.д.),
  это и инженеры-конструкторы,
  это и нейрохирурги
  и геологи
  И т.д.
  

• 9 слайд

• 10 слайд

• 11 слайд

  Графические информационные модели
  Карта создается с определенной целью (помогает добраться до нужного населенного пункта, позволяет вычислить расстояние между различными пунктами)
  Карта - это графическая информация
  
  

• 12 слайд

  Чертеж должен быть точным, на нем указываются необходимые размеры. (Пример: чертеж болта нужен токарю, чтобы сделать его на станке)
  Схема – это графическое отображение состава и структуры сложной системы.
  Структура – это определенный порядок объединения элементов системы в единое целое.
  (Примеры: схема метрополитена, схема электрической цепи, которая позволяет понять принцип работы цепи и рассчитать в ней токи и напряжения, правильно собрать цепь)
  
  Чертежи и схемы
  

• 13 слайд

  Слайд разделитель
  

• 14 слайд

  График
  График – модель процесса (например, график изменения температуры в течение некоторого периода времени)
  

• 15 слайд

  Табличные модели
  

• 16 слайд

  Таблицы типа «объект – свойство»
  
  Самая распространенная форма информационной модели – прямоугольная таблица.
  При составлении таблицы используется только необходимая информация для пользователя.
  Таблица может отражать процесс, происходящий во времени.
  
  
  

• 17 слайд

  Таблица типа «объект – свойство»
  

• 18 слайд

  Позиционные системы счисления
  

• 19 слайд

  Системы счисления
  Иерархическая модель систем счисления
  представлена в виде дерева или графа.
  

• 20 слайд

  Пример
  

• 21 слайд

  Выше представленные таблицы относятся к наиболее часто используемому типу таблиц. Их будем называть таблицами типа «объект – свойство». В одной строке такой таблицы содержится информация об одном объекте (книга или состояние погоды на 12.00 в данный день). Столбцы – отдельные характеристики (свойства) объектов.
  

• 22 слайд

  Другим распространенным типом таблиц являются таблицы, отражающие взаимосвязи между разными объектами. Назовем их таблицами типа «объект – объект». Например, таблица успеваемости. В ней строки относятся к ученикам – это первый вид объектов; столбцы – к школьным предметам – это второй тип объектов. В каждой клетке оценка ученика по данному предмету.
  Таблицы типа «объект – объект»
  
  

• 23 слайд

• 24 слайд

  Следующая таблица так же относится к типу «объект – объект», но в ней строки и столбцы относятся к одному виду объектов. В этой таблице информация о наличии дорог между населенными пунктами с карты.
  

• 25 слайд

• 26 слайд

  В математике прямоугольная таблица, составленная из чисел, называется матрицей.
  Если матрица содержит только нули и единицы, то она называется двоичной матрицей.
  Числовая часть таблицы «Дороги» двоичная матрица.
  Двоичные матрицы
  
  

• 27 слайд

• 28 слайд

  Таблица «Факультативы» тоже двоичная матрица. В ней приведены данные о посещении четырех учащихся факультативов. Очевидно, что посещение обозначает единица, нуль – непосещение.
  В таблицах , представляющих собой двоичные матрицы, отражается качественный характер связи между объектами (есть дорога – нет дороги, посещает – не посещает и др.)
  Заметим, что на практике используются и другие более сложные таблицы.
  

• 29 слайд

  Компьютерные модели
  
  

• 30 слайд

  http://elementy.ru/news/164910
  Ученые из Университета Райса создали автомобиль размером с молекулу, передвигающийся по микроскопической «трассе» из золота. Размер наномобиля всего 4 нанометра — в 20 000 раз тоньше человеческого волоса и всего два раза толще спирали ДНК.
  Компьютерное изображение
  Нано-автомобиля
  

• 31 слайд

  Компьютерная модель, созданная учёными из Университета штата Колорадо в Боулдере, Брайаном Туном и Майклом Миллсом, показывает, что локальная ядерная война (например, на Ближнем Востоке), повлечёт за собой появление озоновой дыры размером, практически, с земной шар. Это событие будет влиять на человечество и экосистемы планеты в течении десяти лет, как минимум.
  
  http://21region.org/news/world_news/12344-dazhe-lokalnyjj-jadernyjj-konflikt.html
  

• 32 слайд

  Интерактивные модели по экономике
  позволяют проводить полноценные экономические эксперименты:
  исследовать рынок;
  вести биржевую игру;
  демонстрировать продвижения товара на рынке;
  изучать факторы, влияющие на цену товаров и др.
  

• 33 слайд

  Модели в Астрономии
  Открытый Колледж
  Интерактивные модели помогут разобраться в сложных вопросах практической астрономии и воссоздать реальные астрофизические явления и процессы, наблюдать за результатом виртуальных экспериментов.
  

• 34 слайд

  Модели по химии
  Интерактивные компьютерные модели демонстрируют основные химические законы и интересные химические явления. Интерактивная таблица Менделеева позволяет подробно ознакомиться со свойствами химических элементов.
  

• 35 слайд

  Анимационные фрагменты используются в моделировании, например для демонстрации как работает защелка замка
  

• 36 слайд

  Анимации, созданные при помощи различных программ
  
  Программа гиф-аниматор
  
  
  Adobe Photoshop
  

• 37 слайд

  Для наглядности строение молекулы можно нарисовать
  
  
  
  
  
  Формализация и визуализация моделей
  Н
  О
  Н
  Процесс построения информационных моделей называется формализацией
  Математика является наиболее широко используемым формальным языком. Однако в некоторых случаях используются специализированные формальные языки (в химии – язык химических формул(например Н2О), в музыке нотная грамота и т.д.)
  В процессе исследования формальных моделей часто производится их визуализация.
  Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы,
  пространственных соотношений между объектами – чертежи,
  моделей электрических цепей – электрические схемы.
  С помощью анимации может отображаться динамика процесса, производиться построение графиков изменения величин. В настоящее время широкое распространение получили компьютерные интерактивные визуальные модели.
  

• 38 слайд

  Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере
  1. Описательная информационная модель выделяет существенные, с точки зрения целей проводимого исследования, параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегают.
  2. Формализованная модель. С помощью формул, уравнений или неравенств фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, нужные ограничения, или применение приближенных математических методов.
  3. Компьютерная модель.
  Создание проекта модели на одном из языков программирования
  Построение компьютерной модели с использованием ЭТ и других приложений: систем компьютерного черчения, СУБД, ГИС.
  4. Компьютерный эксперимент. Ввести исходные данные и получить результат.
  5. Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели. В случае несоответствия полученных результатов измеряемым параметрам реальных объектов, можно сделать вывод, что на предыдущих этапах были допущены ошибки или неточности.
  
  

• 39 слайд

  1 Этап. Постановка задачи (описание задачи, выделение существенных параметров объекта, цель моделирования, анализ объекта).
  2 Этап. Разработка модели (информационная модель, знаковая модель, компьютерная модель).
  3 Этап. Компьютерный эксперимент (план моделирования, технология моделирования).
  4 Этап. Анализ результатов моделирования
  

• 40 слайд

  40
  Контрольные вопросы
  Виды моделей.
  
  2. Примеры информационных моделей.
  
  3. Составить иерархическую модель «Компьютеры».
  
  4. Преимущества табличных, графических моделей от словесных.
  
  5. Назначение компьютерных моделей.