Előadás az informatikai modellezésről és formalizálásról. Előadás a következő témában: "Modellezés és formalizálás"

2. dia

A modell egy valós tárgy, folyamat vagy jelenség leegyszerűsített ábrázolása.

2 A modell megőrzi az eredeti legfontosabb jellemzőit és tulajdonságait. Modell - bármely vizsgálati tárgy bármely analógja, képe (mentális vagy feltételes: kép, leírás, diagram, szimbólum, képlet, rajz, terv, táblázat, térkép stb.).

3. dia

3 A modellre azért van szükség, hogy: megértsük, hogyan működik egy valós tárgy: mi a szerkezete, alapvető tulajdonságai, fejlődési törvényei és kölcsönhatása a környező világgal; tanulj meg kezelni egy objektumot vagy folyamatot: határozd meg legjobb módjai menedzsment adott célokkal és kritériumokkal (optimalizálás); előre jelezni a meghatározott módszerek végrehajtásának és az objektumra gyakorolt ​​hatásformák közvetlen vagy közvetett következményeit.

4. dia

Modellezés:

4 modellek felépítése és tanulmányozása új ismeretek megszerzése és a vizsgált tárgyak jellemzőinek további javítása érdekében; az objektív világ tudományos megismerésének módszere modellek segítségével.

5. dia

Modell osztályozás

5 Felhasználási terület szerint

6. dia

6 FIGYELEMBE VÉVE AZ IDŐTÉNYEZŐ MODELLEKET AZ OSZTÁLYBAN DINAMIKUS STATIKUS DISZKRÉT TANULÓK FOLYAMATOS NÖVEKEDÉSÉT A KUTATÁSI NAP ALATT AZ OSZTÁLYBAN AZ OSZTÁLYBAN 10 ÉV ALATT NÖVEKEDÉS ALGORITMUSOK DISZKRÉT DISZKRÉT FOLYAMATOS NÖVEKEDÉSE AZ OSZTÁLYBAN AZ OSZTÁLYBAN 10 ÉVES ALGORITMUSOK DISZKRÉT MÓDOSÍTÁSI MÓDOSÍTÁSÁN

7. dia

1. számú feladat

7 Mondjon példákat statisztikai és dinamikus modellekre!

8. dia

Modell osztályozás

8 A TUDÁSMODELLEK TERÜLETÉBEN BIOLÓGIAI SZOCIOLÓGIAI TÖRTÉNETI MATEMATIKAI Feladat №2. Mondjon példákat különböző tudásterületekről származó modellekre!

9. dia

9 A MINTANYAG ÁBRÁZÁSI MÓDJA SZERINT TÁJÉKOZTATÓ SZÓJEL MENTLIS SZÓJEL BÁRMELY NYELVI JÁTÉKOK GLOBE RAGASZTOTT MADÁR FIZIKAI VAGY KÉMIAI KÍSÉRLETEK

10. dia

INFORMÁCIÓS MODELLEK

10 Az információs modell egy valós objektum (folyamat, jelenség) leírása valamelyik nyelven (köznyelvi vagy formális).

dia 11

11 ÁBRÁZOLÁSI FORMÁBAN INFORMÁCIÓS MODELLEK GEOMETRIAI SZÁMÍTÓGÉP SZERKEZETI SPECIÁLIS VERBÁLIS LOGIKAI MATEMATIKAI

dia 12

12 Geometriai modellek - grafikus formák és háromdimenziós szerkezetek. A szómodellek szóbeli és írásbeli leírások illusztrációk felhasználásával. Matematikai modellek - matematikai képletek, egyenlőtlenségek, rendszerek stb. Strukturális modellek - diagramok, grafikonok, táblázatok stb. A logikai modellek olyan modellek, amelyekben a döntéseket különféle feltételek elemzése alapján hozzák meg. Speciális modellek - megjegyzések, kémiai képletek stb.

dia 13

13 Minden információs modell rendszer. A rendszer egy egész, amely egymással összekapcsolt elemekből áll. Rendszer = elemek + kapcsolatok közöttük A rendszerek a következők: anyagi (ember, sík, fa); megfoghatatlan (emberi nyelv, matematika); vegyes (iskolarendszer).

14. dia

Minden rendszer fő tulajdonsága a „rendszerhatás” vagy a „kitörési elv” megjelenése: amikor az elemeket rendszerré egyesítjük, a rendszer olyan új tulajdonságokat szerez, amelyekkel a rendszer egyik eleme sem rendelkezett.

14 Példa erre egy repülőgép. Fő tulajdonsága a repülési képesség. Egyedül egyik alkotórésze sem rendelkezik ezzel a tulajdonsággal. De ha mindegyiket összerakja és szigorúan meghatározott módon összekapcsolja, a gép repülni fog.

dia 15

15 3. számú feladat. Mondjon példákat: biológiai rendszerek __________ műszaki rendszerek ____________________ rendszerek a számítástechnikában ___________ 4. feladat. Sorolja fel a „számítógépes” rendszer elemeit!

16. dia

A rendszerezés (osztályozás) az objektumok halmazának rendszerré alakításának folyamata.

16 A rendszer felépítése a rendszer elemeinek egy bizonyos kombinációja. Szerkezeti információs modellek ALGORITMUSOK TÁBLÁZATOK (GRAFOK) HIERARCHIKAI HÁLÓZAT

17. dia

5. számú feladat

17 Rajzoljon hálózati modellt. Az első sorban írja be a barátok nevét, a másodikba - a hobbijaikat. A linkeket ívekkel ábrázolja: név - hobbi.

18. dia

18 Az információs modell felépítése: a köztük lévő kommunikáció tárgyának jellemzői (paraméterei) Példa: egyenletes egyenes vonalú mozgás modellje. Paraméterek: sebesség v, idő t, út S. Kapcsolat közöttük: S=v t. 6. számú feladat. Adja meg a háromszög modell paramétereit és kapcsolatait. Paraméterek: _________________________ Linkek: ___________________________________

19. dia

7. számú feladat

19 A kémiai reakció modellje ennek a reakciónak az egyenlete: 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O Ez a modell tájékoztató jellegű? _________________ Miért? _______________________ Adja meg ennek a modellnek a paramétereit. ____________________________ Adjon meg linkeket. _______________

dia 23

A számítógépes szimuláció főbb szakaszai

23 Modell készítése (általában az információs modell leírása). A modell formalizálása (rekord valamilyen formális nyelven). Számítógépes modell felépítése (programozási nyelven vagy alkalmazási program segítségével). Számítógépes kísérlet végrehajtása. Szimulációs eredmények elemzése.

Az összes dia megtekintése

Modellezés És Formalizálás


Modellezés

Modellezés- egy megismerési módszer, amely modellek létrehozásából és tanulmányozásából áll.

Azok. tárgyak tanulmányozása modellek építésével és tanulmányozásával


A modell koncepciója

Modell

A modell ment az eredeti legfontosabb jellemzőit és tulajdonságait.

A modell "lemásolja" a valódi tárgyat.

Modell - bármely vizsgálati tárgy bármely analógja, képe (mentális vagy feltételes: kép, leírás, diagram, szimbólum, képlet, rajz, grafikon, terv, térkép, táblázat stb.).

Ugyanaz tárgy lehet sok modell , A különböző tárgyakat leírható egy modell .


Példák modellek


A modellre azért van szükség, hogy:

  • megérteni, hogyan elrendezve valódi tárgy: mi a szerkezete, alapvető tulajdonságai, fejlődési törvényei és a külvilággal való interakciója;
  • tanít kezelni objektum vagy folyamat: határozza meg az adott célok és kritériumok kezelésének legjobb módjait ( optimalizálás);
  • megjósolni a meghatározott módszerek és hatásformák megvalósításának az objektumra gyakorolt ​​közvetlen vagy közvetett következményei.

Modellábrázolási formák

Modell osztályok

Tárgy (anyag)- tárgyak geometriai, fizikai és egyéb tulajdonságait anyagi formában reprodukálni (gömb, anatómiai próbabábuk, épületmodellek stb.)

Tájékoztató– objektumokat és folyamatokat ábrázol átvitt És ikonszerű forma





A modellek osztályozása felhasználási terület szerint

Képzési modellek - tanításban használják

Tudományos és műszaki - folyamatok és jelenségek tanulmányozására készült

Tapasztalt - Ezek a tervezett objektum kicsinyített vagy nagyított másolatai. Jövőbeli jellemzőinek tanulmányozására és előrejelzésére szolgál

Szerencsejáték – a tárgy viselkedésének gyakorlása különböző körülmények között

szimuláció - a valóság ilyen vagy olyan mértékben tükröződése (ez egy próba és hiba módszer)


Formalizálás

Formalizálásaz információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamata.

Formális nyelvek segítségével formális információs modellek (matematikai, fizikai, logikai stb.)

fizikai

információs



1 kérdés

1 lehetőség

2. lehetőség

A) tantárgyi modell

B) információs modell


2 kérdés

Melyik osztályba tartozik a képen látható modell?

1 lehetőség

2. lehetőség

A) tantárgyi modell

B) információs modell

A) információs modell

B) tantárgyi modell


3 kérdés

1 lehetőség

Valós tárgy valamilyen leegyszerűsített hasonlósága, amely a vizsgált valós tárgy, jelenség vagy folyamat lényeges jellemzőit (tulajdonságait) tükrözi

2. lehetőség

Egy modell

B) modellezés

B) formalizálás

A) formalizálás

B) modellezés

B) modell


4 kérdés

A definíciók adottak, válassza ki a helyes választ

1 lehetőség

2. lehetőség

Valós tárgy valamilyen leegyszerűsített hasonlósága, amely a vizsgált valós tárgy, jelenség vagy folyamat lényeges jellemzőit (tulajdonságait) tükrözi

A) formalizálás

B) modellezés

Egy modell

B) modellezés

B) modell

B) formalizálás


5 kérdés

A definíciók adottak, válassza ki a helyes választ

1 lehetőség

2. lehetőség

tudásmódszer, amely modellek létrehozásából és tanulmányozásából áll

az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamata

A) formalizálás

B) modellezés

Egy modell

B) modellezés

B) modell

B) formalizálás


6 kérdés

1 lehetőség

2. lehetőség

A) figuratív modellek

B) vegyes modellek

A) vegyes modellek

B) figuratív modellek

C) ikonikus modellek

C) ikonikus modellek


7 kérdés

A képek információs modelleket mutatnak be, milyen formába tartoznak?

1 lehetőség

2. lehetőség

A) figuratív modellek

B) vegyes modellek

A) vegyes modellek

B) figuratív modellek

C) ikonikus modellek

C) ikonikus modellek


8 kérdés

A hiányzó szó beszúrása

1 lehetőség

Egy és ugyanannak az objektumnak több modellje lehet, és különböző objektumok írhatók le ………….. modellel

2. lehetőség

A) sok

Ugyanannak az objektumnak lehetnek …………… modelljei, és egy modellel különböző objektumok írhatók le

A) sok


Válaszok:

1 lehetőség

2. lehetőség

kérdésszám

kérdésszám

Helyes válasz

Helyes válasz


Értékelési skála

fokozat

A helyes válaszok száma


Rendszerszemlélet a modellezésben

A rendszer fogalma

Rendszer egymással összefüggő objektumok halmaza, amelyeket a rendszer elemeinek nevezünk.

A rendszer fontos jellemzője az holisztikus működés.

A rendszer állapotát az jellemzi szerkezet , vagyis az elemek összetételét, tulajdonságait, egymáshoz való viszonyait, kapcsolatait.


A modellek osztályozása időtényező szerint:

Dinamikus– a rendszer változási, fejlődési folyamatait leíró modellek

Statikus– modellek, amelyek leírják a rendszer állapotát egy adott időpontban (az osztály tanulóinak növekedése a tanulás napján)

Diszkrét (osztályos tanulók növekedése 10 év alatt, algoritmusok)

Folyamatos (nappali légköri nyomás mérése)


Az információs modellek típusai

Táblázatos

Hierarchikus

Hálózat


Táblázatos információs modellek

Táblázatos információs modellben az azonos típusú objektumok vagy tulajdonságok listája a táblázat első oszlopába (vagy sorába), tulajdonságaik értékei pedig a táblázat következő oszlopaiba (vagy soraiba) kerülnek. asztal


Hierarchikus információs modellek

A hierarchikus információs modellben az objektumok szintek szerint vannak elosztva.

Minden elem

több magas szintállhat alacsonyabb szintű elemekből, és egy alacsonyabb szintű elem csak egy magasabb szintű elem része lehet.


Hálózati információs modellek összetett szerkezetű rendszerek tükrözésére szolgálnak, amelyekben az elemek közötti kapcsolatok tetszőleges jellegűek.

statikus

Dinamikus


Teljesített:

Ashurova O.A.

informatika tanár

"Az objektum tulajdonságai" - A szövetek azon képessége, hogy megváltoztassák színüket az állapottól függően. ... Az Objektum teljesen vagy részben elektromosan vezető szerkezete. Az objektum új funkciói. Az objektum új funkciói. 5. A.V. Kislov, A.B. Iljicsev, I.A. Novikov. Szöveti impedancia mérés.

"Objektummodell" - Következtetés. Műszaki adatok. Az objektumok közötti kapcsolatok automatikus felépítése és a formális szomszédok ténylegesre cseréje. A METIS formátum egyszerű használata egy ilyen leíráshoz. Számla az objektumok „munkakészlete” alapján. Számlaeredmények, teljesítményértékelés. Nincsenek szabványok az esetek kellően széles körére.

"A modellezés szakaszai" - III. szakasz Számítógépes kísérlet. II szakasz. Számítógépes kísérlet. IV szakasz. II. szakasz A modell kidolgozása. A feladat leírása. A szimuláció célja. Modellfejlesztés. III szakasz. A modellezés szakaszai. 1. szakasz a feladat meghatározása. színpadra állítom. információs modell. Szimulációs eredmények elemzése. számítógépes modell.

"Modellezés és formalizálás" - Interakció. Szerda. A modellek típusai: 1.alany-objektum-entitás. Megfelelés (hasonlóság). korlátozott növekedési modell. A modellek típusai: 2.tárgy-objektum-formalizációs fok. Szóbeli leírás. Kinézet. (Rendszerek és adatstruktúrák). Formalizált. Cél. A szimuláció tárgya. Részben formalizált.

"Információs modellek típusai" - Grafikus modellek. Rajz. ToC. Példák grafikus információs modellekre: Hőmérsékletváltozás grafikonja. Példa egy "objektum-tulajdonság" táblára. Idő. Grafikon. Menetrend. ?. Példa egy objektum-objektum táblára. Diagram. Táblázatos modellek. matematikai modellek. Térkép. verbális modellek. Rendszer. Az információs modellek típusai.

„Modellfejlesztési lépések” – A leíró információs modellek általában természetes nyelvek és rajzok felhasználásával készülnek. 3. szakasz. 5. szakasz Leíró információs modell felépítése. A modellek fejlesztésének és kutatásának főbb szakaszai a számítógépen. Gyakorlati feladat. 1. szakasz. A naprendszer modellje. 4. szakasz. 2. szakasz.

A témában összesen 18 előadás hangzik el


Választhat: A modellezés, mint a tudományos ismeretek módszere. Modell A modellezés, mint a tudományos ismeretek módszere. Modell. Modellek osztályozása Anyagmodellek. információs modellek. Modellek formalizálása. Rendszerszemléletű modellezés Statisztikai és dinamikus modellek. Grafikus információs modellek. Táblázatos modellek. hierarchikus modellek. Hálózati információs modellek. Objektum-információs modellek.


A modellezés, mint a tudományos ismeretek módszere. Modell. A modellezés, mint a tudományos ismeretek módszere. Modell. Modell: - ez egy valós tárgy, jelenség vagy folyamat leegyszerűsített hasonlósága; - ez egy olyan anyagi vagy szellemileg ábrázolt tárgy, amely vizsgálata céljából helyettesíti az eredeti tárgyat, miközben megőrzi az eredeti néhány tipikus jellemzőjét és tulajdonságát, amelyek a jelen tanulmány szempontjából fontosak.


Tartalom A modellre azért van szükség, hogy: A modellre azért van szükség, hogy: megtanuljunk egy objektumot vagy folyamatot kezelni, és meghatározzuk a legjobb kezelési módokat az adott célok és kritériumok szerint (optimalizálás); előre jelezni a meghatározott módszerek és hatásformák megvalósításának az objektumra, folyamatra gyakorolt ​​közvetlen és közvetett következményeit. megérteni, hogyan működik egy adott tárgy, mi a szerkezete, alapvető tulajdonságai, a fejlődés törvényei és a külvilággal való interakció;


A modellezés fő szakaszai A modellezés fő szakaszai I. szakasz. Probléma megfogalmazása Probléma leírása A modellezés célja Objektum elemzése II. Modellfejlesztés Információs modell Jelmodell Számítógépes modell III. Számítógépes kísérlet IV. szakasz. A szimulációs eredmények elemzése Az eredmények megfelelnek a célnak Az eredmények nem felelnek meg a célnak Tartalom






információs modellek. információs modellek. Az információs modellek az objektumokat és folyamatokat figuratív vagy szimbolikus formában ábrázolják. Figurális modellek (rajzok, fényképek stb.) olyanok vizuális képek bármilyen információhordozóra rögzített objektumok (papír, fénykép és film) A jelinformációs modellek különböző nyelveken (jelrendszerek) épülnek. A jelinformáció bemutatható szöveg (például programozási nyelvű program), képlet (például Newton második törvénye F=m*a), táblázat (például D. I. Mengyelejev periódusos rendszere) formájában. elemek) stb.


A történelem során az emberiség használta különböző módokon illetve információs modellek létrehozásának eszközei. Ezeket a módszereket folyamatosan fejlesztették. Így az első információs modellek sziklafestmények formájában születtek, míg manapság az információs modelleket általában modern számítógépes technológiák segítségével építik és tanulmányozzák. Tartalom Információs modellek.


Modellek formalizálása. Modellek formalizálása. Az információs modellek ilyen vagy olyan formában történő megjelenítéséhez természetes és formális nyelveket használnak. A természetes nyelveket leíró információs modellek létrehozására használják. A formális nyelvek segítségével formális információs modellek (matematikai, logikai stb.) épülnek fel. Az egyik legszélesebb körben használt formális nyelv a matematika. A matematika nyelve formális nyelvek gyűjteménye. Ezek egy részével (algebra, geometria, trigonometria) az iskolában, másokkal (halmazelmélet, valószínűségszámítás stb.) a továbbtanulás során ismerkedhetsz meg.


Az algebra nyelve lehetővé teszi a mennyiségek közötti funkcionális függőségek formalizálását. Így Newton úgy formalizálta a világ heliocentrikus rendszerét, hogy felfedezte a mechanika törvényeit és az univerzális gravitáció törvényét, és leírta azokat algebrai funkcionális függőségek formájában. A fizika iskolai kurzusában számos különféle funkcionális függőséget vesznek figyelembe, az algebra nyelvén kifejezve, amelyek a vizsgált jelenségek vagy folyamatok matematikai modelljei. A logikai algebra (propozíciós algebra) nyelve lehetővé teszi formális logikai modellek építését. A propozíciós algebra segítségével természetes nyelven kifejezett egyszerű és összetett állítások formalizálhatók (logikai kifejezések formájában írhatók). A logikai modellek felépítése lehetővé teszi logikai problémák megoldását, számítógépes eszközök logikai modelljének felépítését (összeadó, trigger stb.). Modellek formalizálása. Modellek formalizálása.


Az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamatát formalizálásnak nevezik. A környező világ megismerésének folyamatában az emberiség folyamatosan modellezést és formalizálást alkalmaz. Egy új objektum tanulmányozásakor a leíró információs modelljét általában természetes nyelven építik fel, majd formalizálják, azaz formális nyelvek segítségével fejezik ki (matematika, logika stb.). Tartalom Modellek formalizálása. Modellek formalizálása.


Rendszerszemlélet a modellezésben. Rendszerszemlélet a modellezésben. A rendszer fogalma. A minket körülvevő világ sok különböző objektumból áll, amelyek mindegyike különböző tulajdonságokkal rendelkezik, és ugyanakkor az objektumok kölcsönhatásba lépnek egymással. Például Naprendszerünk bolygói különböző tulajdonságokkal (tömeg, geometriai méretek stb.) rendelkeznek, és az egyetemes gravitáció törvénye szerint kölcsönhatásba lépnek a Nappal és egymással is.A bolygók egy nagyobb objektum részei - az Naprendszer, a Naprendszer pedig a Tejútrendszerünk része. Másrészt a bolygók különféle kémiai elemek atomjaiból, míg az atomok elemi részecskékből állnak. Ebből arra következtethetünk, hogy szinte minden objektum más objektumokból áll, vagyis rendszer. Tartalom A rendszer egy egész, amely egymással összekapcsolt objektumokból áll, amelyeket a rendszer elemeinek nevezünk. Például a számítógép olyan rendszer, amelyből áll különféle eszközök, míg az eszközök mind hardveresen (fizikailag egymáshoz kapcsolva), mind funkcionálisan (az eszközök között információcsere történik. A rendszer fontos jellemzője a holisztikus működés) összekapcsolódnak.


Rendszerelemzés Egy rendszer leírásához nem elég csupán elemeit felsorolni. Meg kell határoznia, hogy ezek az elemek hogyan kapcsolódnak egymáshoz. A kapcsolatok jelenléte az, ami az elemek halmazát rendszerré alakítja. Amikor leírja a rendszer elemeit és jelzi azok kapcsolatait, rendszerelemzést fog végezni. Rendszerezés A rendszerezés az objektumok halmazának rendszerré alakításának folyamata. A rendszerezésnek nagy jelentősége van. A mindennapi életben mindannyian rendszerezéssel foglalkozunk - a ruhákat télire és nyárra osztja, az edényeket poharakra, tányérokra, edényekre. A tudás rendszerezése a különböző tudományokban felbecsülhetetlen értékű. Rendszer elemzése. Rendszerezés Rendszerelemzés. Rendszerezés


Statikus információs modellek A rendszer minden időpontban egy bizonyos állapotban van, amelyet az elemek összetétele, tulajdonságaik értéke, az elemek közötti kölcsönhatás nagysága és jellege stb. jellemez. Így a Naprendszer állapotát bármely időpillanatban az alkotó objektumok (Nap, bolygók stb.) összetétele, tulajdonságai (mérete, térbeli helyzete stb.), a Naprendszer nagysága és természete jellemzi. a köztük lévő kölcsönhatás (gravitációs erők segítségével elektromágneses hullámok satöbbi.). Azokat a modelleket, amelyek a rendszer állapotát írják le egy adott időpontban, statikus információs modelleknek nevezzük. A fizikában a statikus információs modellek példái az egyszerű mechanizmusokat leíró modellek, a biológiában - a növények és állatok szerkezetének modelljei, a kémiában - a molekulák és kristályrácsok szerkezetének modelljei stb. Statikus és dinamikus modellek Statikus és dinamikus modellek


Dinamikus információs modellek A rendszerek állapota idővel változik, vagyis vannak a rendszerek változásának, fejlődésének folyamatai. Tehát a bolygók mozognak, a Naphoz és egymáshoz viszonyított helyzetük megváltozik; A Nap, mint minden csillag, fejlődik, változik a kémiai összetétele, a sugárzása stb. A rendszerek változási és fejlődési folyamatait leíró modelleket dinamikus információs modelleknek nevezzük. A fizikában a dinamikus információs modellek a testek mozgását írják le, a biológiában - az élőlények vagy állatpopulációk fejlődését, a kémiában - a kémiai reakciók folyamatait stb. Statikus és dinamikus modellek Statikus és dinamikus modellek


Statikus információs modell "Egyedi számítógépes eszközök ára" Statikus információs modell "Egyedi számítógépes eszközök ára" 350 MHz) 100 Alaplap ára (USD-ban) Eszköz neve


Dinamikus információs modell "Számítógép árának változása" Dinamikus információs modell "Számítógép árának változása" Pentium II számítógép ára Év Tartalom


Grafikus információs modellek. Grafikus információs modellek. A grafikus információs modellek a modellek legegyszerűbb típusai, amelyek egy objektum külső jellemzőit: méretet, formát, színt közvetítik. A grafikus modellek informatívabbak, mint a verbális modellek. A grafikus modellek a következők: Térképek - térképek nélkül nehéz elképzelni a botanikát és a biológiát, a földrajzot, a katonai ügyeket, a hajózást stb.; Tervrajzok technikai eszközök, épületek; Elektromos és rádiós áramkörök - fizika, rádióelektronika; Grafikonok és diagramok (a numerikus információk vizuális megjelenítése)




Táblázatos modellek. Táblázatos modellek. Az információs modell ábrázolásának másik gyakori formája a sorokból és oszlopokból álló téglalap alakú táblázat. A táblázatos információs modellben az objektumok vagy tulajdonságaik listaként jelennek meg, és értékeik egy téglalap alakú táblázat celláiba kerülnek. A táblázatok statikus és dinamikus információs modellek kifejezésére egyaránt használhatók. statikus dinamikus Táblázatok segítségével információs modellek épülnek fel különböző tématerületeken. A matematikai függvények bemutatása, statisztikai adatok, vonatok, repülők és órák menetrendjei stb. széles körben ismertek.. A táblázatok formájában bemutatott információk nagyon kényelmesek és érthetőek az észlelés szempontjából. Táblázat alapfogalmai Táblázat alapfogalmai Hogyan formázzunk helyesen táblázatot Hogyan formázzunk helyesen táblázatokat Milyen típusú táblázatokra oszthatók Milyen típusokra oszthatók a táblázatok?


A táblázat az idő múlásával lezajló folyamatokat tükrözheti. A matematikában a számokból álló téglalap alakú táblázatot mátrixnak nevezzük. Ha a mátrix csak nullákat és egyeseket tartalmaz, akkor bináris mátrixnak nevezzük. A táblázatok, amelyek bináris mátrixok, az objektumok közötti kapcsolat minőségi jellegét tükrözik (van út, nincs út; látogatás nem látogat stb.). Táblázatos modellek. Gyakorlati feladatok elvégzése


Mátrix példa. Mátrix példa. Diák oroszAlgebraKémiaFizikaTörténelemZene Alikin Petr Botov Ivan Volkov Ilja Galkina Nina Haladás


Példa bináris mátrixra. Példa bináris mátrixra. Diák oroszAlgebraKémiaFizikaTörténelemZene Alikin Petr Botov Ivan Volkov Ilja Galkina Nina Tanult tárgyak Egy egység a tanult tárgyat jelöli, a nem tanult tárgyat pedig nulla.


Hierarchikus információs modellek. Hierarchikus információs modellek. Sok különböző tárgy vesz körül bennünket, amelyek mindegyike rendelkezik bizonyos tulajdonságokkal. Néhány objektumcsoport azonban ugyanazokkal az általános tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek megkülönböztetik őket más csoportok objektumaitól. Az azonos általános tulajdonságokkal rendelkező objektumok csoportját objektumosztálynak nevezzük. Egy objektumosztályon belül alosztályokat lehet megkülönböztetni, amelyek objektumai bizonyos speciális tulajdonságokkal rendelkeznek, viszont az alosztályok még kisebb csoportokra oszthatók, stb. Az objektumok rendszerezésének ezt a folyamatát osztályozási folyamatnak nevezzük.


Hierarchikus információs modellek. Hierarchikus információs modellek. Az objektumok osztályozása során gyakran olyan információs modelleket építenek, amelyek hierarchikus felépítésűek. A biológiában az egész állatvilágot hierarchikus rendszernek tekintik (típus, osztály, rend, család, nemzetség, faj), az informatikában hierarchikus rendszert használnak. fájlrendszer stb. A hierarchikus információs modellben az objektumok szintek szerint vannak elosztva, az első (felső) szinttől az alsó (utolsó) szintig. Minden magasabb szintű elem összeállítható alacsonyabb szintű elemekből, és egy alacsonyabb szintű elem csak egy magasabb szintű elem része lehet.


Statikus hierarchikus modell. Tekintsük a modern számítógépek osztályozását lehetővé tévő, gráf formájú információhierarchikus modell felépítésének folyamatát A számítógépek gráfosztálya három alosztályra osztható: Szuperszámítógépek, Szuperszámítógépek, Szerverek és Személyi számítógépek számítógépek. Hierarchikus információs modellek. Hierarchikus információs modellek.




A számításba vett hierarchikus modellben három szint van, amely osztályozza a számítógépeket. Az első, felső szinten található a Számítógépek elem, a második szint három elemét tartalmazza - Szuperszámítógépeket, Szervereket és Személyi számítógépeket. Utóbbi felépítése a harmadik, alsóbb szintű asztali, hordozható és zsebszámítógép három elemét tartalmazza. A személyi számítógépek alosztályt asztali, notebook és kézi számítógépekre osztják.


A grafikon egy kényelmes módszer vizuális bemutatás információs modellek struktúrái. A gráf csúcsai (oválisok) a rendszer elemeit jelentik. Az elemek közötti kapcsolatokat a grafikon vonalakkal ábrázolja. Ha a vonal irányított (vagyis nyíllal), akkor azt ívnek nevezzük. Ha nincs nyíl, akkor ez egy él. Két éllel vagy ívvel összekötött csúcsot szomszédosnak nevezünk. A mindkét irányban érvényes kapcsolatokat szimmetrikusnak nevezzük. A gráf szimmetrikus összefüggései élek. A gráfokat ebben az esetben irányítatlannak, azokat a gráfokat, amelyekben az objektumok közötti kapcsolatok nem szimmetrikusak (ívekkel jelennek meg), irányítottnak nevezzük. A hierarchikus gráfokat néha fáknak is nevezik. Információs modellek grafikonokon. Információs modellek grafikonokon. Gyakorlati feladatok elvégzése


Az irányított gráf másik példája az algoritmusok folyamatábrája. Az algoritmus blokkdiagramja valamely végrehajtó vezérlési folyamatának grafikonja. A gráf csúcsblokkjai az előadónak adott egyedi parancsokat jelölik, az ívek pedig az egyik parancsból a másikba való átmenet sorrendjét. A csúcsok jelzésére használt geometriai alakzatok a következők: --feltétel (egy kérdés amire csak "Igen" vagy "Nem" lehet válaszolni) Információs modellek grafikonokon. Információs modellek grafikonokon. Gyakorlati feladatok elvégzése


Dinamikus hierarchikus modell. A családi generációváltás történeti folyamatának leírására dinamikus információs modelleket használnak genealógiai fa formájában. Példaként vegyük a Rurik-dinasztia családfájának egy töredékét (X-XI. század), a Rurik-dinasztia családfájának egy töredékét (X-XI. század). Információs modellek grafikonokon. Információs modellek grafikonokon. Dinamikus hierarchikus modell". Dinamikus hierarchikus modell".




Hálózati információs modellek. Sok-sok kapcsolat. Hálózati információs modellek. Sok-sok kapcsolat. A hálózati információs modellek olyan összetett szerkezetű rendszerek tükrözésére szolgálnak, amelyekben az elemek közötti kapcsolatok tetszőleges jellegűek. Például a globális világ különböző regionális részei számítógép hálózat Az internetet (lásd az ábrát) (amerikai, európai, orosz, ausztrál stb.) nagy sebességű kommunikációs vonalak kötik össze. Ugyanakkor egyes részek (például az amerikai) közvetlen kapcsolatban állnak az Internet összes regionális részével, míg mások csak az amerikai részen (például orosz és ausztrál) keresztül tudnak információt cserélni egymással. Tartalom Készítsünk egy grafikont, amely tükrözi a szerkezetet globális hálózat Internet. A gráf csúcsai a regionális hálózatok. A csúcsok közötti kapcsolatok kétirányúak, ezért nem irányított vonalakként (élekként) ábrázolják őket, ezért magát a gráfot irányítatlannak nevezzük.


Objektum-információs modellek. Objektum-információs modellek. És most nézzük meg az információmodellezés egy másik megközelítését, amelyet objektum-orientált megközelítésnek neveznek. A fő fogalom itt az "objektum". A tárgy a körülöttünk lévő valóság része. Az emberi észlelés szempontjából a tárgyak a következő csoportokba sorolhatók: kézzelfogható vagy látható tárgyak (például: szék, autó, híd); gondolkodás által létrehozott képek (például: vers, zenei kompozíció, matematikai tétel). Egy objektum információs modelljének tükröznie kell tulajdonságainak bizonyos halmazát. Objektum tulajdonságai Az objektum tulajdonságai attribútumok halmaza, amelyek megkülönböztetik más objektumoktól.


Példák objektumokra és tulajdonságaikra. Példák objektumokra és tulajdonságaikra. Objektum neveTulajdonságok Tanárom neve, szolgáltatás időtartama, tanított kurzus Saját merevlemez mennyisége, felhasznált memória mennyisége Fontos dokumentumNév, Létrehozás dátuma Felhasznált memória mennyisége, Hely


Az azonos tulajdonságokkal és viselkedéssel rendelkező objektumok egy objektumosztályt alkotnak. Minden objektum egy osztály példánya. Egy osztály (objektum) példánya egy adott objektum vagy kép, az osztály pedig azonos tulajdonságokkal és viselkedéssel rendelkező objektumok halmazát határozza meg. Egy osztály tetszőleges számú objektumot generálhat, de bármelyik objektum egy szigorúan rögzített osztályhoz tartozik. Tartalom

Célok:

    adjon a hallgatóknak általános képet az objektum formalizálásáról;

    alkotják meg a formalizálás fogalmát;

    fejleszteni a hallgatók kutatási kompetenciáját a modell formalizálásában, a logikus gondolkodásban, szélesíteni látókörüket;

    kognitív érdeklődés kialakítása, információs kultúra ápolása.

Szoftver és didaktikai támogatás

számítógép típus IBM, műtő Windows rendszer, RFP MS Office XP és újabb,

Bemutatás Formalizálás . pps .

Elméleti anyag

A formalizálás, mint a modellezés legfontosabb szakasza

1. dia

Tevékenységében - művészi, tudományos, gyakorlati - az ember nagyon gyakran egy bizonyos képet alkot a tárgyról (folyamatról vagy jelenségről), amellyel foglalkoznia kell vagy foglalkoznia kell - ennek a tárgynak a modelljét. Ennek az imázsnak a létrehozása mindig célt követ. A modell nem önmagában fontos, hanem mint a megismerést vagy a vizuális reprezentációt elősegítő eszköz.

A körülöttünk lévő világ megismerése és a kommunikáció során szinte minden lépésnél formalizálódással kell szembenéznünk: gondolatokat fogalmazunk meg, jelentéseket készítünk, mindenféle nyomtatványt és nyomtatványt kitöltünk, képleteket alakítunk át. Egy új objektum tanulmányozása során először a leíró információs modelljét általában természetes nyelven építik fel, majd formalizálják, azaz formális nyelvek segítségével fejezik ki (matematika, logika stb.).

Tehát egy objektum (jelenség, folyamat) modelljének felépítése előtt ki kell emelni annak alkotóelemeit és a köztük lévő kapcsolatokat (rendszerelemzés elvégzéséhez), és az így létrejövő struktúrát valamilyen előre meghatározott formára „lefordítani” (megjeleníteni). - formalizálni információ.

2. dia

Formalizálás - ez egy tárgy, jelenség vagy folyamat belső szerkezetének kiemelésének és egy bizonyos információs struktúrává - formává történő lefordításának folyamata. Bármely rendszer modellezése lehetetlen előzetes formalizálás nélkül. Valójában a formalizálás az első és nagyon mérföldkő modellezési folyamat.

Formalizálás egy valós tárgy vagy folyamat helyettesítője formális leírás, azaz információs modellje.

3. dia

Miután felépített egy információs modellt, az eredeti objektum helyett azt használja az objektum tulajdonságainak tanulmányozására, viselkedésének előrejelzésére stb. Mielőtt valamilyen összetett szerkezetet, például hidat építenének, a tervezők elkészítik a rajzokat, kiszámítják a szilárdságot, megengedett terhelések. Így valódi híd helyett annak modellleírásával foglalkoznak rajzok, matematikai képletek formájában. Ha a tervezők csökkentett méretben szeretnék reprodukálni a hidat, akkor ez már egy teljes méretű modell lesz - a híd modellje.

4. dia

A teremtéshez természetes nyelveket használnak leíró információs modellek. A tudománytörténetben számos leíró információs modell ismeretes; Például a Kopernikusz által javasolt heliocentrikus világmodell a következőképpen fogalmazódott meg:

    A Föld forog a tengelye körül és a Nap körül;

    Minden bolygó kering a Nap körül.

5. dia

A formális nyelvek segítségével formális információs modellek(matematikai, logikai stb.). Az egyik legszélesebb körben használt formális nyelv a matematika. A matematikai fogalmak és képletek felhasználásával felépített modelleket ún matematikai modellek. A matematika nyelve formális nyelvek gyűjteménye.

6-8. dia

Az algebra nyelve (propozíciós algebra) lehetővé teszi a mennyiségek közötti funkcionális függőségek formalizálását. Így Newton úgy formalizálta a világ heliocentrikus rendszerét, hogy felfedezte a mechanika törvényeit és az univerzális gravitáció törvényét, és leírta azokat algebrai funkcionális függőségek formájában. A fizika iskolai kurzusában számos különféle funkcionális függőséget vesznek figyelembe, az algebra nyelvén kifejezve, amelyek a vizsgált jelenségek vagy folyamatok matematikai modelljei.

A logikai algebra nyelve lehetővé teszi a konstruálást formális logikai modellek. A propozíciós algebra segítségével természetes nyelven kifejezett egyszerű és összetett állítások formalizálhatók (logikai kifejezések formájában írhatók). A logikai modellek felépítése lehetővé teszi logikai problémák megoldását, számítógépes eszközök logikai modelljének felépítését (összeadó, trigger stb.).

Az enciklopédikus szótár a következőképpen értelmezi ezt a fogalmat: „ Formalizálás- ez bármely értelmes tudásterület (tudományos elmélet, érvelés, keresési eljárások stb.) bemutatása és tanulmányozása formális rendszer vagy kalkulus formájában.

9. dia

alatti modellezéssel összefüggésben formalizálás meg fogjuk érteni a feladatleírás fordításának folyamatát Általános nézet(általános problémafelvetés) formális reprezentációs nyelvbe, hogy létrehozzanak számítógépes modellés fedezze fel. Az információfeldolgozás szempontjából meg kell határozni a forrásadatokat (mit kell feldolgozni), és ismertetni kell a feldolgozási szabályokat (hogyan kell feldolgozni).

10. dia

Formalizálás- a matematika egyik fő eszköze. Mert a matematika valóban nem létező entitásokkal, elvont fogalmakkal operál, törvényeket, tételeket, szabályokat, hipotéziseket ír le, stb., mindezek ábrázolásáról nem lehet megegyezést nélkülözni.




Betöltés...
Top