Modelare Și Formalizarea
Modelare
Modelare- o metodă de cunoaștere, constând în crearea și studiul modelelor.
Acestea. studiul obiectelor prin construirea și studierea modelelor
Conceptul de model
Model –
Modelul salvează cele mai importante caracteristici și proprietăți ale originalului.
Modelul „copiază” obiectul real.
Model - orice analog, imagine (mentală sau condiționată: imagine, descriere, diagramă, simbol, formulă, desen, grafic, plan, hartă, tabel etc.) a oricărui obiect de studiu.
Aceeași obiectul poate avea multe modele , A diferite obiecte poate fi descris un model .
Exemple modele
Modelul este necesar pentru a:
- intelege cum amenajat obiect real: care este structura sa, proprietățile de bază, legile dezvoltării și interacțiunii cu lumea exterioară;
- a preda administra obiect sau proces: defini cele mai bune moduri management în conformitate cu obiectivele și criteriile date ( optimizare);
- prezice consecințe directe sau indirecte ale implementării metodelor și formelor de impact specificate asupra obiectului.
Forme de reprezentare model
Clase model
Subiect (material)– reproduce proprietățile geometrice, fizice și de altă natură ale obiectelor sub formă materială (glob, manechine anatomice, modele de clădiri etc.)
Informațional– reprezintă obiecte și procese în figurativ Și simbolic formă
Clasificarea modelelor în funcție de domeniul de utilizare
Modele de antrenament - folosit în predare
Științific și tehnic - creat pentru studiul proceselor și fenomenelor
Cu experienta - Acestea sunt copii reduse sau mărite ale obiectului proiectat. Folosit pentru a studia și a prezice caracteristicile sale viitoare
Jocuri – repetiția comportamentului obiectului în diferite condiții
simulare - o reflectare a realității într-o măsură sau alta (aceasta este o metodă de încercare și eroare)
Formalizarea
Formalizarea – procesul de construire a modelelor informaționale folosind limbaje formale.
Cu ajutorul limbajelor formale, formale modele informaţionale(matematice, fizice, logice etc.)
fizic
informativ
1 intrebare
1 opțiune
Opțiunea 2
A) model de subiect
B) modelul informaţional
2 intrebare
Cărei clasă aparține modelul din imagine?
1 opțiune
Opțiunea 2
A) model de subiect
B) modelul informaţional
A) model informativ
B) model de subiect
3 intrebare
1 opțiune
o oarecare similitudine simplificată a unui obiect real, care reflectă trăsăturile (proprietățile) esențiale ale obiectului, fenomenului sau procesului real studiat
Opțiunea 2
Un model
B) modelare
B) formalizarea
A) formalizarea
B) modelare
B) model
4 intrebare
Sunt date definiții, alegeți răspunsul corect
1 opțiune
Opțiunea 2
o oarecare similitudine simplificată a unui obiect real, care reflectă trăsăturile (proprietățile) esențiale ale obiectului, fenomenului sau procesului real studiat
A) formalizarea
B) modelare
Un model
B) modelare
B) model
B) formalizarea
5 intrebare
Sunt date definiții, alegeți răspunsul corect
1 opțiune
Opțiunea 2
metoda cunoasterii, constand in crearea si studiul modelelor
procesul de construire a modelelor informaționale folosind limbaje formale
A) formalizarea
B) modelare
Un model
B) modelare
B) model
B) formalizarea
6 intrebare
1 opțiune
Opțiunea 2
A) modele figurative
B) modele mixte
A) modele mixte
B) modele figurative
C) modele iconice
C) modele iconice
7 intrebare
Imaginile prezintă modele de informare, cărei formă aparțin?
1 opțiune
Opțiunea 2
A) modele figurative
B) modele mixte
A) modele mixte
B) modele figurative
C) modele iconice
C) modele iconice
8 intrebare
Introduceți cuvântul lipsă
1 opțiune
Unul și același obiect poate avea mai multe modele, iar obiectele diferite pot fi descrise prin modelul …………..
Opțiunea 2
A) multe
Același obiect poate avea modele ……………, iar obiecte diferite pot fi descrise de un model
A) multe
Raspunsuri:
1 opțiune
Opțiunea 2
numărul întrebării
numărul întrebării
Răspuns corect
Răspuns corect
Scara de evaluare
nota
Numărul de răspunsuri corecte
Abordarea sistemică în modelare
Conceptul de sistem
Sistem este un set de obiecte interconectate, care se numesc elemente ale sistemului.
O caracteristică importantă a sistemului este sa funcționare holistică.
Starea sistemului este caracterizată prin structura , adică compoziția și proprietățile elementelor, relațiile și legăturile lor între ele.
Clasificarea modelelor după factorul de timp:
Dinamic– modele care descriu procesele de schimbare și dezvoltare a sistemului
Static– modele care descriu starea sistemului la un anumit moment în timp (creșterea elevilor în clasă în ziua studiului)
Discret (creșterea elevilor la clasă peste 10 ani, algoritmi)
Continuu (măsurarea presiunii atmosferice în timpul zilei)
Tipuri de modele de informații
Tabular
Ierarhic
Reţea
Modele de informații tabelare
Într-un model de informații tabelar, lista de obiecte sau proprietăți de același tip este plasată în prima coloană (sau rând) a tabelului, iar valorile proprietăților acestora sunt plasate în următoarele coloane (sau rânduri) ale tabelului. masa
Modele de informații ierarhice
Într-un model informațional ierarhic, obiectele sunt distribuite pe niveluri.
Fiecare element
Mai mult nivel inalt poate consta din elemente de nivel inferior, iar un element de nivel inferior poate face parte dintr-un singur element de nivel superior.
Modele de informații de rețea sunt folosite pentru a reflecta sisteme cu o structură complexă, în care conexiunile dintre elemente sunt de natură arbitrară.
static
Dinamic
Efectuat:
Ashurova O.A.
profesor de informatică
Puteți alege: Modelarea ca metodă de cunoaștere științifică. Model.Modelarea ca metodă de cunoaştere ştiinţifică. Model. Clasificarea modelelor Modele materiale. modele informaţionale. Formalizarea modelelor. Abordare sistem în modelare Modele statistice și dinamice. Modele grafice de informare. Modele tabulare. modele ierarhice. Modele de informații de rețea. Modele obiect-informații.
Modelarea ca metodă de cunoaștere științifică. Model. Modelarea ca metodă de cunoaștere științifică. Model. Model: - aceasta este o asemănare simplificată a unui obiect, fenomen sau proces real; - acesta este un astfel de obiect material sau reprezentat mental care înlocuiește obiectul original în scopul studiului său, păstrând în același timp unele dintre caracteristicile și proprietățile tipice ale originalului care sunt importante pentru acest studiu.
Cuprins Modelul este necesar pentru a: Modelul este necesar pentru a: învăța cum să gestionezi un obiect sau un proces și să determine cele mai bune modalități de a gestiona pentru obiectivele și criteriile date (optimizare); prezice consecințele directe și indirecte ale implementării metodelor și formelor specificate de impact asupra obiectului, procesului. înțelegeți cum funcționează un anumit obiect, care sunt structura lui, proprietățile de bază, legile dezvoltării și interacțiunii cu lumea exterioară;
Etape principale ale modelării Etape principale ale modelării Etapa I. Enunțarea problemei Descrierea problemei Scopul modelării Analiza obiectului Etapa II. Dezvoltare model Model informaţional Model semn Model computer Etapa III. Experiment pe calculator etapa a IV-a. Analiza rezultatelor simulării Rezultatele se potrivesc scopului Rezultatele nu se potrivesc scopului Conținut
modele informaţionale. modele informaţionale. Modelele informaționale reprezintă obiecte și procese în formă figurativă sau simbolică. Modelele figurative (desene, fotografii etc.) sunt imagini vizuale obiecte fixate pe orice suport de informații (hârtie, fotografică și film) Modelele de informații despre semne sunt construite folosind diferite limbaje (sisteme de semne). Informațiile despre semne pot fi prezentate sub forma unui text (de exemplu, un program într-un limbaj de programare), o formulă (de exemplu, legea a doua a lui Newton F=m*a), un tabel (de exemplu, tabelul periodic al lui D.I. Mendeleev). elemente), etc.
De-a lungul istoriei, omenirea a folosit diferite căiși instrumente pentru crearea modelelor informaționale. Aceste metode au fost îmbunătățite în mod constant. Astfel, primele modele informaționale au fost create sub formă de picturi pe rocă, în timp ce în prezent modelele informaționale sunt de obicei construite și studiate folosind tehnologii informatice moderne. Cuprins Modele informative.
Formalizarea modelelor. Formalizarea modelelor. Pentru a reprezenta modele de informații într-o formă sau alta, se folosesc limbaje naturale și formale. Limbile naturale sunt folosite pentru a crea modele de informații descriptive. Cu ajutorul limbajelor formale se construiesc modele formale de informare (matematice, logice etc.). Una dintre cele mai utilizate limbaje formale este matematica. Limbajul matematicii este o colecție de limbaje formale. Pe unele dintre ele (algebră, geometrie, trigonometrie) te vei familiariza la școală, cu altele (teoria mulțimilor, teoria probabilităților etc.) cu care te vei putea familiariza în procesul de studii ulterioare.
Limbajul algebrei permite formalizarea dependențelor funcționale dintre cantități. Astfel, Newton a oficializat sistemul heliocentric al lumii descoperind legile mecanicii și legea gravitației universale și notându-le sub formă de dependențe funcționale algebrice. În cursul școlar de fizică sunt luate în considerare multe dependențe funcționale variate, exprimate în limbajul algebrei, care sunt modele matematice ale fenomenelor sau proceselor studiate. Limbajul algebrei logice (algebra propozițională) permite construirea de modele logice formale. Cu ajutorul algebrei propoziționale, se pot formaliza (scrie sub formă de expresii logice) propoziții simple și complexe exprimate în limbaj natural. Construirea modelelor logice vă permite să rezolvați probleme logice, să construiți modele logice ale dispozitivelor computerizate (adăugător, declanșator) și așa mai departe. Formalizarea modelelor. Formalizarea modelelor.
Procesul de construire a modelelor de informații folosind limbaje formale se numește formalizare. În procesul de cunoaștere a lumii înconjurătoare, omenirea folosește în mod constant modelarea și formalizarea. Când se studiază un obiect nou, modelul său de informații descriptive este de obicei construit în limbaj natural, apoi este formalizat, adică este exprimat folosind limbaje formale (matematică, logică etc.). Cuprins Formalizarea modelelor. Formalizarea modelelor.
Abordarea sistemică în modelare. Abordarea sistemică în modelare. Conceptul de sistem. Lumea din jurul nostru este formată din multe obiecte diferite, fiecare dintre ele având proprietăți diferite și, în același timp, obiectele interacționează între ele. De exemplu, planetele sistemului nostru solar au proprietăți diferite (masă, dimensiuni geometrice etc.) și, conform legii gravitației universale, interacționează cu Soarele și între ele. Planetele fac parte dintr-un obiect mai mare - cel sistemul solar, iar sistemul solar face parte din galaxia noastră „Calea Lactee”. Pe de altă parte, planetele sunt formate din atomi de diferite elemente chimice, în timp ce atomii sunt formați din particule elementare. Astfel, putem concluziona că aproape fiecare obiect este format din alte obiecte, adică este un sistem. Conținut Un sistem este un întreg, format din obiecte interconectate între ele, care sunt numite elemente ale sistemului. De exemplu, un computer este un sistem format din diverse dispozitive, în timp ce dispozitivele sunt interconectate atât hardware (conectate fizic între ele), cât și funcțional (se fac schimb de informații între dispozitive. O caracteristică importantă a sistemului este funcționarea sa holistică.
Analiza sistemului Pentru a descrie un sistem, nu este suficient să enumerați elementele acestuia. Trebuie să specificați modul în care aceste elemente sunt legate între ele. Prezența conexiunilor este cea care transformă un set de elemente într-un sistem. Când descrieți elementele sistemului și indicați relațiile lor, veți efectua o analiză a sistemului. Sistematizarea Sistematizarea este procesul de transformare a unui set de obiecte într-un sistem. Sistematizarea este de mare importanță. În viața de zi cu zi, fiecare dintre noi este angajat în sistematizare - el împarte hainele în iarnă și vară, vasele în pahare, farfurii, oale. Sistematizarea cunoștințelor în diverse științe este neprețuită. Analiza de sistem. Sistematizare Analiza sistemului. Sistematizare
Modele de informații statice În fiecare moment, sistemul se află într-o anumită stare, care se caracterizează prin compoziția elementelor, valorile proprietăților lor, amploarea și natura interacțiunii dintre elemente și așa mai departe. Astfel, starea sistemului solar în orice moment de timp se caracterizează prin compoziția obiectelor sale constitutive (Soarele, planetele etc.), proprietățile acestora (dimensiunea, poziția în spațiu etc.), mărimea și natura interacțiunea dintre ele (forțe gravitaționale, cu ajutorul lui undele electromagnetice si etc.). Modelele care descriu starea sistemului la un anumit moment în timp se numesc modele de informații statice. În fizică, un exemplu de modele de informații statice sunt modele care descriu mecanisme simple, în biologie - modele ale structurii plantelor și animalelor, în chimie - modele ale structurii moleculelor și rețelelor cristaline etc. Modele statice și dinamice Modele statice și dinamice
Modele dinamice de informații Starea sistemelor se modifică în timp, adică există procese de schimbare și dezvoltare a sistemelor. Deci, planetele se mișcă, poziția lor față de Soare și unele de altele se schimbă; Soarele, ca orice altă stea, evoluează, compoziția sa chimică, radiația și așa mai departe se schimbă. Modelele care descriu procesele de schimbare și dezvoltare a sistemelor se numesc modele informaționale dinamice. În fizică, modelele informaționale dinamice descriu mișcarea corpurilor, în biologie - dezvoltarea organismelor sau a populațiilor de animale, în chimie - procesele reacțiilor chimice și așa mai departe. Modele statice și dinamice Modele statice și dinamice
Model de informații statice „Prețul dispozitivelor computerizate individuale” Model de informații statice „Prețul dispozitivelor computerizate individuale” 350 MHz) 100 Placă de sistem Preț (în USD) Numele dispozitivului
Model de informații dinamice „Modificarea prețului unui computer” Modelul de informații dinamice „Modificarea prețului unui computer” Prețul unui computer Pentium II Ani Cuprins
Modele grafice de informare. Modele grafice de informare. Modelele grafice informatice sunt cel mai simplu tip de modele care transmit caracteristicile exterioare ale unui obiect: dimensiune, forma, culoare. Modelele grafice sunt mai informative decât cele verbale. Modelele grafice sunt: Hărți – fără hărți este greu de imaginat botanică și biologie, geografie, afaceri militare, transport maritim etc.; Planuri dispozitive tehnice, clădiri; Circuite electrice si radio - fizica, electronica radio; Grafice și diagrame (forma vizuală de prezentare a informațiilor numerice)
Modele tabulare. Modele tabulare. O altă formă comună de reprezentare a modelului de informații este un tabel dreptunghiular format din rânduri și coloane. Într-un model de informații tabelare, obiectele sau proprietățile lor sunt reprezentate ca o listă, iar valorile lor sunt plasate în celulele unui tabel dreptunghiular. Tabelele pot fi folosite pentru a exprima atât modele de informații statice, cât și dinamice. staticdynamic Cu ajutorul tabelelor se construiesc modele informative pe diverse domenii. Este larg cunoscută prezentarea funcțiilor matematice, a datelor statistice, a orarelor de trenuri, avioane și lecții etc.. Informațiile prezentate sub formă de tabele sunt foarte convenabile și de înțeles pentru percepție. Concepte de bază ale unui tabel Concepte de bază ale unui tabel Cum se formatează corect un tabel Cum se formatează corect un tabel În ce tipuri de tabele sunt împărțite În ce tipuri sunt împărțite tabelele?
Tabelul poate reflecta un proces care are loc în timp. În matematică, un tabel dreptunghiular format din numere se numește matrice. Dacă matricea conține doar zerouri și unu, atunci se numește matrice binară. Tabelele, care sunt matrici binare, reflectă natura calitativă a relației dintre obiecte (există un drum, nu există drum; vizitele nu vizitează etc.). Modele tabulare. Finalizați sarcini practice
Exemplu de matrice. Exemplu de matrice. Student rusăAlgebrăChimieFizicăIstorieMuzică Alikin Petr Botov Ivan Volkov Ilya Galkina Nina Progres
Un exemplu de matrice binară. Un exemplu de matrice binară. Student rusăAlgebrăChimieFizicăIstorieMuzică Alikin Petr Botov Ivan Volkov Ilya Galkina Nina Subiecte studiate O unitate indică un subiect studiat, iar un subiect nestudit este marcat cu zero.
Modele informatice ierarhice. Modele informatice ierarhice. Suntem înconjurați de multe obiecte diferite, fiecare dintre ele având anumite proprietăți. Cu toate acestea, unele grupuri de obiecte au aceleași proprietăți generale care le deosebesc de obiectele din alte grupuri. Un grup de obiecte care au aceleași proprietăți generale se numește clasă de obiecte. În cadrul unei clase de obiecte se pot distinge subclasele, ale căror obiecte au unele proprietăți speciale, la rândul lor, subclasele pot fi împărțite în grupuri și mai mici și așa mai departe. Acest proces de sistematizare a obiectelor se numește procesul de clasificare.
Modele informatice ierarhice. Modele informatice ierarhice. În procesul de clasificare a obiectelor se construiesc adesea modele de informații care au o structură ierarhică. În biologie, întreaga lume animală este considerată ca un sistem ierarhic (tip, clasă, ordine, familie, gen, specie), în informatică se folosește un sistem ierarhic. Sistemul de fișiereși așa mai departe. Într-un model informațional ierarhic, obiectele sunt distribuite pe niveluri, de la primul (superior) la nivelul inferior (ultimul). Fiecare element de nivel superior poate fi compus din elemente de nivel inferior, iar un element de nivel inferior poate face parte dintr-un singur element de nivel superior.
Model ierarhic static. Luați în considerare procesul de construire a unui model ierarhic de informații sub forma unui grafic, care vă permite să clasificați calculatoarele moderne.Clasa grafică Calculatoarele pot fi împărțite în trei subclase: Supercalculatoare, Supercalculatoare, Servere și Calculatoare personale calculatoare. Modele informatice ierarhice. Modele informatice ierarhice.
Există trei niveluri în modelul ierarhic considerat care clasifică computerele. La primul nivel, superior, se află elementul Calculatoare, acesta include trei elemente ale celui de-al doilea nivel - Supercalculatoare, Servere și Calculatoare personale. Structura acestuia din urmă include trei elemente ale celui de-al treilea, de nivel inferior, computere desktop, portabile și de buzunar. Subclasa Calculatoare personale este împărțită, la rândul său, în computere desktop, notebook și de buzunar.
Un grafic este o modalitate convenabilă de a vizualiza structura modelelor informaționale. Vârfurile graficului (ovalele) reprezintă elementele sistemului. Relațiile dintre elemente sunt reprezentate pe grafic prin linii. Dacă linia este îndreptată (adică cu o săgeată), atunci se numește arc. Dacă nu există săgeată, atunci este o margine. Două vârfuri conectate printr-o muchie sau arc sunt numite adiacente. Relațiile care sunt valabile în ambele direcții se numesc simetrice. Conexiunile simetrice pe un grafic sunt muchii. Graficele în acest caz se numesc nedirecționate.Graficele în care legăturile dintre obiecte nu sunt simetrice (afișate prin arce) se numesc direcționate. Graficele ierarhice sunt uneori numite arbori. Modele informative pe grafice. Modele informative pe grafice. Finalizați sarcini practice
Un alt exemplu de grafic direcționat sunt diagramele de flux ale algoritmilor. Diagrama bloc a algoritmului este un grafic al procesului de control al unui executant. Blocurile de vârf ale acestui grafic indică comenzi individuale care sunt date executantului, iar arcele indică succesiunea tranzițiilor de la o comandă la alta. Formele geometrice care sunt folosite pentru a indica vârfurile sunt următoarele: --condiție (o întrebare la care se poate răspunde doar „Da” sau „Nu”) Modele de informații pe grafice. Modele informative pe grafice. Finalizați sarcini practice
Model ierarhic dinamic. Pentru a descrie procesul istoric al schimbării generației de familie, sunt utilizate modele informaționale dinamice sub forma unui arbore genealogic. Ca exemplu, luați în considerare un fragment (secolul X-XI) din arborele genealogic al dinastiei Rurik Un fragment (secolul X-XI) din arborele genealogic al dinastiei Rurik. Modele informative pe grafice. Modele informative pe grafice. Model ierarhic dinamic”. Model ierarhic dinamic”.
Modele de informații de rețea. O relație de la mulți la mulți. Modele de informații de rețea. O relație de la mulți la mulți. Modelele de informații de rețea sunt folosite pentru a reflecta sisteme cu o structură complexă, în care legăturile dintre elemente sunt de natură arbitrară. De exemplu, diferitele părți regionale ale lumii rețea de calculatoare Internetul (vezi figura) (american, european, rus, australian și așa mai departe) sunt interconectate prin linii de comunicație de mare viteză. În același timp, unele părți (de exemplu, cea americană) au conexiuni directe cu toate părțile regionale ale Internetului, în timp ce altele pot face schimb de informații între ele doar prin partea americană (de exemplu, rusă și australiană). Cuprins Să construim un grafic care să reflecte structura retea globala Internet. Vârfurile graficului sunt rețelele regionale. Conexiunile dintre vârfuri sunt bidirecționale și, prin urmare, sunt descrise ca linii nedirecționate (muchii), iar graficul în sine este deci numit nedirecționat.
Modele obiect-informații. Modele obiect-informații. Acum luați în considerare o altă abordare a modelarea informaţiei care se numește abordare orientată pe obiecte. Conceptul principal aici este „obiect”. Un obiect este o parte a realității din jurul nostru. Din punct de vedere al percepției umane, obiectele pot fi împărțite în următoarele grupe: obiecte tangibile sau vizibile (de exemplu: scaun, mașină, pod); imagini create prin gândire (de exemplu: o poezie, compoziție muzicală, teoremă matematică). Modelul informațional al unui obiect ar trebui să reflecte un anumit set de proprietăți ale acestuia. Proprietățile obiectului Proprietățile unui obiect sunt un set de atribute care îl deosebesc de alte obiecte.
Exemple de obiecte și proprietățile acestora. Exemple de obiecte și proprietățile acestora. Nume obiectProprietăți Profesorul meu Nume, Durata serviciului, Curs predat Hard disk Cantitatea, Cantitatea de memorie utilizată Document important Nume, Data creării Cantitatea de memorie utilizată, Locație
Obiectele care au aceleași proprietăți și comportament formează o clasă de obiecte. Fiecare obiect este o instanță a unei clase. O instanță a unei clase (obiect) este un obiect sau o imagine specifică, iar o clasă definește un set de obiecte cu aceleași proprietăți și comportament. O clasă poate genera un număr arbitrar de obiecte, dar orice obiect aparține unei clase strict fixe. Conţinut
Obiective:
oferi elevilor o idee generală despre formalizarea obiectului;
formează conceptul de formalizare;
să dezvolte competența de cercetare a studenților în formalizarea modelului, gândirea logică, lărgirea orizontului acestora;
dezvoltarea interesului cognitiv, cultivarea unei culturi a informației.
Software și suport didactic
tip computer IBM, sistem de operare Windows, RFP MS Office XP și versiuni ulterioare,
Prezentare Formalizarea . pps .
Material teoretic
Formalizarea ca piatră de hotar modelare
Slide #1
În activitatea sa – artistică, științifică, practică – o persoană își creează de foarte multe ori o anumită imagine a obiectului (procesului sau fenomenului) cu care are sau va avea de a face – un model al acestui obiect. Crearea acestei imagini urmărește întotdeauna un scop. Modelul este important nu în sine, ci ca instrument care facilitează cunoașterea sau reprezentare vizuala.
În procesul de a învăța despre lumea din jurul nostru și de a comunica, ne confruntăm cu formalizarea aproape la fiecare pas: formulăm gânduri, întocmim rapoarte, completăm tot felul de formulare și formulare, transformăm formule. Când se studiază un obiect nou, mai întâi modelul său de informații descriptive este de obicei construit în limbaj natural, apoi este formalizat, adică este exprimat folosind limbaje formale (matematică, logică etc.).
Astfel, înainte de a construi un model al unui obiect (fenomen, proces), este necesar să se evidențieze elementele sale constitutive și conexiunile dintre ele (pentru a efectua o analiză a sistemului) și să „traducem” (afișăm) structura rezultată într-o formă predeterminată. - oficializează informație.
Slide #2
Formalizarea - acesta este procesul de evidențiere și traducere a structurii interne a unui obiect, fenomen sau proces într-o anumită structură informațională - o formă. Modelarea oricărui sistem este imposibilă fără formalizarea prealabilă. De fapt, formalizarea este primul și foarte important pas în procesul de modelare.
Formalizarea este un înlocuitor pentru un obiect sau proces real descriere formală, adică modelul său informațional.
Slide #3
După ce a construit un model de informații, o persoană îl folosește în locul obiectului original pentru a studia proprietățile acestui obiect, pentru a prezice comportamentul acestuia etc. Înainte de a construi un fel de structură complexă, cum ar fi un pod, proiectanții îi fac desenele, calculează rezistența, sarcini admisibile. Astfel, în loc de un adevărat pod, se ocupă de descrierea modelului acestuia sub formă de desene, formule matematice. Dacă designerii doresc să reproducă podul într-o dimensiune redusă, atunci acesta va fi deja un model la scară completă - un model al podului.
Slide #4
Limbile naturale sunt folosite pentru a crea modele informative descriptive.În istoria științei sunt cunoscute numeroase modele de informații descriptive; de exemplu, modelul heliocentric al lumii propus de Copernic a fost formulat astfel:
Pământul se rotește pe axa sa și în jurul soarelui;
Toate planetele orbitează în jurul Soarelui.
Slide #5
Cu ajutorul limbajelor formale, modele informaţionale formale(matematice, logice etc.). Una dintre cele mai utilizate limbaje formale este matematica. Se numesc modele construite folosind concepte și formule matematice modele matematice. Limbajul matematicii este o colecție de limbaje formale.
Slide-urile #6-8
Limbajul algebrei (algebra propozițională) face posibilă formalizarea dependențelor funcționale dintre mărimi. Astfel, Newton a oficializat sistemul heliocentric al lumii descoperind legile mecanicii și legea gravitației universale și notându-le sub formă de dependențe funcționale algebrice. În cursul școlar de fizică sunt luate în considerare multe dependențe funcționale variate, exprimate în limbajul algebrei, care sunt modele matematice ale fenomenelor sau proceselor studiate.
Limbajul algebrei logicii permite construirea modele logice formale. Cu ajutorul algebrei propoziționale, se pot formaliza (scrie sub formă de expresii logice) propoziții simple și complexe exprimate în limbaj natural. Construirea modelelor logice vă permite să rezolvați probleme logice, să construiți modele logice ale dispozitivelor computerizate (adăugător, declanșator) și așa mai departe.
Dicționarul enciclopedic oferă următoarea interpretare a acestui concept: „ Formalizarea- aceasta este prezentarea și studiul oricărei domenii semnificative de cunoaștere (teorie științifică, raționament, proceduri de căutare etc.) sub forma unui sistem formal sau calcul.
Slide #9
În contextul modelării sub formalizarea vom înțelege procesul de traducere a descrierii sarcinii în vedere generala(enunțul general al problemei) într-un limbaj de reprezentare formal pentru a crea model de calculatorși explorează-l. Din punct de vedere al prelucrării informațiilor, este necesar să se definească datele sursă (ce trebuie prelucrat) și să se descrie regulile de prelucrare (cum se prelucrează).
Slide #10
Formalizarea- unul dintre instrumentele principale ale matematicii. Deoarece matematica operează cu entități cu adevărat inexistente, concepte abstracte, descrie legi, teoreme, reguli, ipoteze etc., este imposibil să faci fără acorduri asupra reprezentării tuturor acestor lucruri.
slide 2
Un model este o reprezentare simplificată a unui obiect, proces sau fenomen real.
2 Modelul păstrează cele mai importante caracteristici și proprietăți ale originalului. Model - orice analog, imagine (mentală sau condiționată: imagine, descriere, diagramă, simbol, formulă, desen, plan, tabel, hartă etc.) a oricărui obiect de studiu.
slide 3
3 Modelul este necesar pentru a: înțelege cum funcționează un obiect real: care este structura lui, proprietățile de bază, legile dezvoltării și interacțiunii cu lumea înconjurătoare; învățați să gestionați un obiect sau un proces: determinați cele mai bune metode de management pentru scopuri și criterii date (optimizare); prezice consecințele directe sau indirecte ale implementării metodelor și formelor de impact specificate asupra obiectului.
slide 4
Modelare:
4 construirea și studierea modelelor pentru a obține noi cunoștințe și a îmbunătăți în continuare caracteristicile obiectelor de studiu; metoda de cunoastere stiintifica a lumii obiective cu ajutorul modelelor.
slide 5
Clasificarea modelului
5 După domeniul de utilizare
slide 6
6 ȚINÂND ÎN CONSIDERARE MODELE DE FACTOR TIMP DINAMIC STATIC DISCRET CREȘTERE CONTINUĂ A ELEVILOR ÎN CLASĂ ÎN TIMPUL ZILEI CERCETĂRII CREȘTEREA ELEVILOR DIN ACEASTA CLASĂ Peste 10 ANI ALGORITMI MODIFICAREA PRESIUNII ATMOSFERICE ÎN TIMPUL ZILEI
Slide 7
Sarcina numărul 1
7 Dați exemple de modele statistice și dinamice.
Slide 8
Clasificarea modelului
8 ÎN DOMENIUL MODELELOR DE CUNOAȘTERE BIOLOGIC SOCIOLOGIC ISTORIC MATEMATIC Sarcina №2. Dați exemple de modele din diferite domenii ale cunoașterii.
Slide 9
9 CONFORM METODEI DE REPREZENTARE A MATERIALULUI DE MODEL SEMNUL VERBAL INFORMAȚIONAL MENTAL ORAL ÎN ORICE LIMBA JUCĂRII GLOBUL PĂSĂRĂ LIPITĂ EXPERIMENTE FIZICE SAU CHIMICE
Slide 10
MODELE DE INFORMAȚII
10 Modelul informațional este o descriere a unui obiect real (proces, fenomen) într-una dintre limbile (colocvial sau formal).
slide 11
11 SUB FORMA DE REPREZENTARE INFORMAȚII MODELE GEOMETRICE CALCULATOR STRUCTURAL SPECIAL VERBAL LOGIC MATEMATIC
slide 12
12 Modele geometrice - forme grafice și structuri tridimensionale. Modelele de cuvinte sunt descrieri orale și scrise folosind ilustrații. Modele matematice - formule matematice, inegalități, sisteme etc. Modele structurale - diagrame, grafice, tabele etc. Modelele logice sunt modele în care deciziile sunt luate pe baza analizei diferitelor condiții. Modele speciale - note, formule chimiceși așa mai departe.
slide 13
13 Orice model de informare este un sistem. Un sistem este un întreg, format din elemente interconectate între ele. Sistem = elemente + legături între ele Sistemele sunt: material (om, plan, arbore); intangibile (limba umană, matematică); mixt (sistem școlar).
Slide 14
Principala proprietate a oricărui sistem este apariția unui „efect de sistem” sau „principiul apariției”: atunci când elementele sunt combinate într-un sistem, sistemul dobândește noi proprietăți pe care niciunul dintre elementele sistemului nu le poseda.
14 Un exemplu este un avion. Proprietatea sa principală este capacitatea de a zbura. Niciuna dintre părțile sale constitutive nu posedă individual această proprietate. Dar dacă le puneți pe toate împreună și le conectați într-un mod strict definit, avionul va zbura.
slide 15
15 Sarcina numărul 3. Dați exemple: sisteme biologice ___________ sisteme tehnice _____________ sisteme în informatică ___________ Sarcina nr. 4. Enumerați elementele sistemului „calculator”.
slide 16
Sistematizarea (clasificarea) este procesul de transformare a unui set de obiecte într-un sistem.
16 Structura sistemului este o anumită ordine de combinare a elementelor sistemului. Modele de informații structurale ALGORITMI TABEL DIAGRAMĂ (GRAFICE) REȚEA IERARHICĂ
Slide 17
Sarcina numărul 5
17 Desenați un model de rețea. În primul rând, scrieți numele prietenilor, în al doilea - hobby-urile lor. Înfățișați legături cu arce: nume - hobby.
Slide 18
18 Structura modelului informaţional: caracteristicile (parametrii) obiectului de comunicare între ei Exemplu: modelul mişcării rectilinie uniforme. Parametri: viteza v, timpul t, traseul S. Relația dintre ei: S=v t. Sarcina numărul 6. Specificați parametrii și relațiile pentru modelul Triunghi. Parametri: _________________________ Link-uri: ______________________________
Slide 19
Sarcina numărul 7
19 Modelul unei reacții chimice este ecuația acestei reacții: 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O Este acest model informațional? _________________ De ce? ___________________ Specificați parametrii acestui model. ___________________________ Furnizați linkuri. _______________
slide 23
Principalele etape ale simulării pe calculator
23 Construirea unui model (de obicei, o descriere a modelului de informații). Formalizarea modelului (înregistrare într-un limbaj formal). Construirea unui model de calculator (într-un limbaj de programare sau folosind un program de aplicație). Efectuarea unui experiment pe calculator. Analiza rezultatelor simulării.
Vizualizați toate diapozitivele
Pentru a utiliza previzualizarea prezentărilor, creați-vă un cont ( cont) Google și conectați-vă: https://accounts.google.com
Subtitrările slide-urilor:
Modelare și formalizare Completat de profesorul de informatică MBOU școala gimnazială Nr. 108 Samara Gazizova Ekaterina Aleksandrovna
Modele și modelare Una dintre metodele de cunoaștere a obiectelor lumii înconjurătoare este modelarea, care constă în crearea și studiul unor înlocuitori simplificați pentru obiectele reale. Obiectul de înlocuire este de obicei numit model, iar obiectul original este numit prototip sau original.
Modele și simulare Modelarea este utilizată atunci când obiectul studiat este prea mare (sistemul solar) sau prea mic (atom), când procesul este foarte rapid (procesarea combustibilului într-un motor cu ardere internă) sau foarte lent (procese geologice), când studiul obiectului se poate dovedi a fi periculos pentru alții (explozie atomică), poate duce la distrugerea lui însuși (verificarea proprietăților seismice ale unei clădiri înalte) sau atunci când crearea unui obiect real este foarte costisitoare (o nouă soluție arhitecturală). ), etc.
Etapele construcției unui model informațional Analiza evidențiază proprietățile formalizării Formalizarea este înlocuirea unui obiect real cu descrierea sa formală, adică modelul său informațional.
Tipuri de modele Model Natural (material) Descrieri informative a obiectului original în limbaje de codificare a informațiilor Obiecte reale, într-o formă redusă sau mărită, reproducând aspect, structura sau comportamentul obiectului de simulare
Clasificarea modelelor informaţionale
Modele figurative Modelele figurative sunt imagini vizuale ale obiectelor fixate pe un suport de informare.
Modele de semne Modelele de informații despre semne sunt construite folosind diferite limbi (sisteme de semne). laborator de programe; var a, b, s, p: întreg; begin write(" Introduceți lungimea: "); readln(a); scrie(" Introduceți lățimea: "); readln(b); s:= a*b; p:= 2 * (a + b); writeln("Zona este: ", s); writeln("Perimetrul este: ", p); Sfârşit. Ai grijă de limba noastră, frumoasa noastră limbă rusă este o comoară, este o proprietate transmisă nouă de predecesorii noștri! ESTE. Turgheniev
Modele mixte Modelele informaționale mixte folosesc simultan elemente figurative și simbolice.
Modele verbale de informare Modelele verbale sunt descrieri ale obiectelor, fenomenelor, evenimentelor, proceselor în limbaje naturale. De exemplu, modelul heliocentric al lumii propus de Copernic a fost descris verbal astfel: - Pământul se rotește în jurul axei sale și în jurul Soarelui; Toate planetele orbitează în jurul Soarelui. Multe modele verbale sunt conținute în manualele școlare: un manual de istorie prezintă modele de evenimente istorice, un manual de geografie - modele de obiecte geografice și procese naturale, un manual de biologie - modele de obiecte din lumea animală și vegetală.
Modele matematice Modelele de informații construite folosind concepte și formule matematice sunt numite modele matematice. Cu ajutorul limbajului algebrei logicii se construiesc modele logice - se formalizează enunțuri simple și complexe exprimate în limbaj natural (scrise sub formă de expresii logice). Prin construirea de modele logice se pot rezolva probleme logice, se creează modele logice ale dispozitivelor etc. Modele matematice pe calculator În prezent, cele mai complexe modele matematice pot fi implementate pe calculator. În acest caz, astfel de mijloace sunt utilizate ca: - sisteme de programare; - foi de calcul; - pachete matematice specializate şi software pentru modelare. Modelarea prin simulare este un experiment artificial în care, în loc să se efectueze teste la scară completă cu echipamente reale, experimentele sunt efectuate folosind modele computerizate.
Modele de informaţii grafice Desen – condiţional imagine grafică obiect cu raportul exact al dimensiunilor sale, obținut prin metoda proiecției. Diagrama - o reprezentare grafică care oferă o reprezentare vizuală a raportului dintre orice valori sau mai multe valori ale unei valori, modificarea valorilor acestora. Grafic - o linie care oferă o reprezentare vizuală a naturii dependenței unei valori. O schemă este o reprezentare a unui obiect în general, folosind termeni principali simboluri. Cu ajutorul schemelor pot fi reprezentate atât aspectul unui obiect, cât și structura acestuia.
Se încarcă...