Jeden a ten istý objekt môže mať veľa modelov a rôzne objekty môžu byť opísané jedným modelom. geografia- Rôzne druhy geografické mapy (politické, fyzické atď.) predstavujú jeden objekt – zem, ale odrážajú rôzne modely. Fyzika - za hmotný bod sa považujú všetky hmotné telesá (človek, stroj a pod.) Model hmotného bodu Model Zeme Objekt - Zem
Vyjadrenie problému začína jeho popisom. Účelom popisu úlohy je podrobne popísať zdrojový objekt, podmienky, v ktorých sa nachádza, a požadovaný výsledok (začiatočný a konečný bod simulácie). Proces budovania informačného modelu pomocou formálnych jazykov sa nazýva formalizácia. Čo sa modeluje? Proces pohybu objektu "auto" Typ pohybu rovnomerne zrýchlený Čo je známe o pohybe? Počiatočná rýchlosť (V0), zrýchlenie (a), maximálna vyvinutá rýchlosť (Vmax) Čo treba nájsť? Rýchlosť (Vi) v daných časoch (ti). Ako sú definované časy? Od nuly v pravidelných intervaloch (t)? Čo obmedzuje výpočty? Vi 
Základné definície :
Model - nejaká zjednodušená podobnosť reálneho objektu, ktorá odráža podstatné znaky (vlastnosti) skúmaného reálneho objektu, javu alebo procesu.
Modelovanie je metóda poznávania, spočívajúca vo vytváraní a štúdiu modelov. Tie. štúdium objektov stavaním a štúdiom modelov
Formalizácia je proces budovania informačných modelov pomocou formálnych jazykov
Objekt- nejaká časť okolitého sveta, ktorú človek považuje za celok. Každý objekt má svoje meno a parametre
Parameter- znak alebo hodnota, ktorá charakterizuje akúkoľvek vlastnosť predmetu a nadobúda rôzne hodnoty
streda– podmienka existencie predmetu
Prevádzka- úkon, ktorý mení vlastnosť predmetu
Systém- súbor vzájomne súvisiacich predmetov, vnímaných ako celok
Štruktúra- zloženie systému, vlastnosti jeho prvkov, ich vzťahy a súvislosti medzi sebou
Kroky modelovania:
Problémové vyjadrenie: popis problému, účel modelovania, formalizácia problému
Vývoj modelu: informačný model, počítačový model
3. Počítačový experiment - plán experimentu, výskum
Analýza výsledkov simulácie
| Modely a svet okolo Človek vo svojej činnosti neustále vytvára a využíva modely sveta okolo seba. 1. Modely umožňujú vizualizovať objekty a procesy, ktoré sú neprístupné priamemu vnímaniu: fyzika: modely motorov; geografia: glóbus - model zeme (skutočná veľkosť je veľmi veľká); Chémia- modely kryštálovej mriežky, molekuly (skutočné rozmery sú veľmi malé); Biológia– na modeli človeka študujeme vnútornú štruktúru 2. pri navrhovaní mechanizmov a zariadení, budov, elektrické obvody používať modely - výkresy a rozloženia. Matematika– štúdium trojrozmerných útvarov 3. Teoretické modely (pre rozvoj vedy) – teórie zákonov, hypotézy a pod. Niekedy tvorba takýchto modelov radikálne mení predstavy človeka o svete okolo seba: Kopernik - heliocentrický systém sveta, Rutherford-Bohrov model atómu, ľudský genóm) 4. Umelecká tvorivosť - prenášanie reality na plátno, 4. Umelecká tvorivosť - prenášanie reality na plátno. socha, divadlo, bájka - vzťahy medzi zvieratami - vzťahy medzi ľuďmi Jeden a ten istý predmet môže mať mnoho modelov: objekt"MAN" jeho modelov: 1) chémia - BIOCHEMICKÉ ZLOŽENIE 2) anatómia - KOSTRA, ŠTRUKTÚRA VNÚTORNÝCH ORGÁNOV 3) fyzika - MATERIÁLNY BOD | ||||
| |
||||
Klasifikácia modelu
Vlastnosti modelových klasifikácií: 1) podľa oblasti použitia;
2) podľa časového faktora;
3) podľa odvetvia vedomostí;
4) vo forme prezentácie
1) Klasifikácia modelov podľa oblasti použitia:
Tréningové modely – používané pri výcviku;
Experimentálne sú zmenšené alebo zväčšené kópie navrhovaného objektu. Používa sa na štúdium a predpovedanie jeho budúcich charakteristík
Vedecké a technické – sú vytvorené na štúdium procesov a javov
Hra – nácvik správania sa objektu v rôznych podmienkach
Simulácia - odraz reality do tej či onej miery (toto je metóda pokus-omyl)
2) Klasifikácia modelov podľa časového faktora:
Statické– modely popisujúce stav systému v určitom časovom bode (jednorazový výsek informácií o tento objekt). Modelové príklady: klasifikácia živočíchov ...., stavba molekúl, zoznam vysadených stromov, správa o vyšetrení stavu chrupu v škole a pod.
Dynamický– modely popisujúce procesy zmeny a vývoja systému (zmeny objektu v čase). Príklady: opis pohybu telies, vývoj organizmov, proces chemických reakcií.
3) Klasifikácia modelov podľa odvetvia poznania je klasifikácia podľa odvetvia ľudská aktivita: Matematické, biologické, chemické, sociálne, ekonomické, historické atď.
4) Klasifikácia modelov podľa formy prezentácie:
Materiál sú predmetové (fyzikálne) modely. Vždy majú skutočné stelesnenie. Odrážajú vonkajšiu vlastnosť a vnútornú štruktúru pôvodných predmetov, podstatu procesov a javov pôvodného objektu. Ide o experimentálnu metódu pochopenia prostredia. Príklady: detské hračky, ľudská kostra, plyšové zvieratko, model slnečnej sústavy, školské pomôcky, fyzikálne a chemické pokusy
abstraktné (nehmotné)- nemajú skutočnú implementáciu. Sú založené na informáciách. je to teoretická metóda poznávania prostredia. Na základe implementácie sú to: mentálne a verbálne; informačný
duševný modely sa formujú v predstavách človeka v dôsledku reflexie, záverov, niekedy vo forme nejakého obrazu. Tento model sprevádza vedomú činnosť človeka.
verbálne- mentálne modely vyjadrené hovorovou formou. Používa sa na sprostredkovanie myšlienok
informačné modely- účelovo vybrané informácie o objekte, ktoré odzrkadľujú pre bádateľa najvýznamnejšie vlastnosti tohto objektu.
Typy informačných modelov:
Tabuľkový - objekty a ich vlastnosti sú prezentované ako zoznam a ich hodnoty sú umiestnené v obdĺžnikových bunkách. Zoznam objektov rovnakého typu je umiestnený v prvom stĺpci (alebo riadku) a hodnoty ich vlastností sú umiestnené v nasledujúcich stĺpcoch (alebo riadkoch)
Hierarchický – objekty sú rozdelené podľa úrovní. Každý prvok vysoký stupeň pozostáva z prvkov nižšej úrovne a prvok nižšej úrovne môže byť súčasťou iba jedného prvku vyššej úrovne
sieť - používa sa na odraz systémov, v ktorých majú spojenia medzi prvkami zložitú štruktúru
Podľa stupňa formalizácie informačné modely sú figurative-sign a sign. Príklady:
Modely obrazových znakov:
Geometrické (kresba, piktogram, kresba, mapa, plán, objemový obrázok)
Štrukturálne (tabuľka, graf, diagram, graf)
Verbálne (popis v prirodzených jazykoch)
Algoritmické (číslovaný zoznam, podrobný zoznam, blokový diagram)
Ikonické modely:
Matematické - reprezentované matematickými vzorcami, ktoré zobrazujú vzťah parametrov
Špeciálne - prezentované na špeciálnom. jazyky (poznámky, chemické vzorce)
Algoritmické programy
Znaky klasifikácie modelov: Klasifikácia modelov podľa oblasti použitia
Modely procesov riadenia
Informačné modely procesov riadenia sú modely, ktoré popisujú procesy riadenia informácií v zložitých procesoch.
Ovládanie s otvorenou slučkou - neberie do úvahy stav riadeného objektu, kontrola prechádza priamym kanálom
Ovládanie v uzavretej slučke - riadiaci objekt prijíma informácie cez kanál spätná väzba o skutočnom stave vecí a riadenie prebieha priamym kanálom
Uveďte klasifikáciu informačných modelov.
Celá škála modelov je rozdelená do troch tried:
Materiálne (prírodné) modely (niektoré skutočné predmety - modely, figuríny, štandardy) - zmenšené alebo zväčšené kópie, ktoré sa reprodukujú vzhľad modelovaný objekt, jeho štruktúra alebo správanie;
imaginárne modely (geometrický bod, matematické kyvadlo, ideálny plyn, nekonečno);
informačné modely - popisy objektu, ktorý sa modeluje v jednom z jazykov kódovania informácií (slovný popis, diagramy, kresby, mapy, kresby, vedecké vzorce, programy atď.).
Úplná klasifikácia informačných modelov:
Informačný (abstraktný) model- popis objektu v akomkoľvek jazyku. Abstraktnosť modelu sa prejavuje v tom, že jeho zložkami sú signály a znaky (alebo skôr ich vlastný význam), a nie fyzické telá.
Opisný model- slovný opis predmetu, vyjadrený pomocou určitého jazyka.
Matematický model- 1) súbor vzťahov (vzorcov, nerovníc, rovníc, logických vzťahov) napísaných v jazyku matematiky, ktoré určujú charakteristiky stavu objektu v závislosti od jeho prvkov, vlastností, parametrov, vonkajších vplyvov, 2) približný popis objektu, vyjadrené pomocou matematických symbolov.
Statické modely zobraziť objekt v určitom časovom bode bez toho, aby sa brali do úvahy zmeny, ku ktorým dôjde, ako v pokoji alebo v rovnováhe (neexistuje žiadny časový parameter).
Dynamické modely opisujú správanie objektu v čase.
Deterministické modely zobrazovacie procesy, v ktorých nie sú náhodné vplyvy.
Pravdepodobnostné (stochastické) modely– popis objektov, ktorých správanie je určené náhodnými vplyvmi (vonkajšími alebo vnútornými); opisy pravdepodobnostných procesov a udalostí, charakter ich zmeny v čase nemožno presne predpovedať.
Simulačný počítačový model- samostatný program, súbor programov, softvérový balík, ktorý umožňuje pomocou postupnosti výpočtov a grafického zobrazenia ich výsledkov reprodukovať (simulovať) fungujúce procesy objektu, sústavy objektov, ktoré sú vystavené vplyvu rôznych faktorov na objekte.
Simulačný algoritmický model - zmysluplný popis objektu vo forme algoritmu, odrážajúci štruktúru a procesy fungovania objektu v čase, berúc do úvahy vplyv náhodných faktorov.
Gnoseologický model- opis objektívnych prírodných zákonov.
Koncepčný model opisuje identifikované vzťahy príčin a následkov a vzorce vlastné skúmanému objektu a významné v rámci konkrétnej štúdie.
Zmyselné modely- modely pocitov, emócií, alebo modely, ktoré ovplyvňujú ľudské city (hudba, poézia, maľba, tanec).
analógový model- analóg predmetu, ktorý sa správa ako skutočný predmet, ale nevyzerá.
15. Čo je to modeling? Pomenujte jej fázy.
Modelovanie- toto:
budovanie modelov reálnych objektov (objektov, javov, procesov);
nahradenie skutočného predmetu jeho vhodnou kópiou;
štúdium objektov poznania na ich modeloch.
Kroky modelovania:
1. Stanovenie cieľov pre modelovanie.
2. Analýza objektového modelovania a výber všetkých jeho známych vlastností.
3. Analýza vybraných vlastností a určenie podstatných.
4. Výber formy prezentácie modelu.
5. Formalizácia.
6. Analýza výsledného modelu na nekonzistentnosť.
7. Analýza primeranosti získaného modelu k objektu a účelu modelovania.
16. Čo je podstatou formalizácie?
Formalizácia- ide o redukciu podstatných vlastností a vlastností modelovacieho objektu do zvolenej podoby.
Ak chcete postaviť model, musíte objektu dať tvar. esencia formalizácia spočíva v zásadnej možnosti oddelenia predmetu a jeho označenia. Ak chcete označiť objekt, musíte zadať určitú sadu znakov.
Ak chcete označiť objekt, musíte zadať určitú sadu znakov.
Podpísať je prvkom konečnej množiny odlišných prvkov. Treba poznamenať, že pojem znak je jedným zo základných pojmov vedy. Nie je možné poskytnúť presnú definíciu. Preto stojí za to obmedziť sa na uvedenie hlavných čŕt označenia:
1. Schopnosť znaku pôsobiť ako zástupný denotát (objekt).
2. Neidentita znaku a denotátu - znak nikdy nemôže úplne nahradiť označované.
3. Polysémia korešpondencie „znak – denotát“.
Jazyk- znakový systém používaný za účelom poznania a komunikácie. Mal by zvážiť vlastnosti jazyka a naznačiť, že jazyky môžu byť prirodzené a umelé. Pravidlá umelého jazyka sú prísne a jednoznačne definované, preto sa takýto jazyk nazýva formalizovaný.
Proces formalizácie textovej informácie (zobrazenie informácie vo forme grafu, kresby, diagramu a pod.) sa uskutočňuje s cieľom jej jednoznačného pochopenia, uľahčenia a urýchlenia jej spracovania. Môžete tiež formalizovať rozloženie textu. Tento proces spočíva vo využívaní formulárov, formulárov, šablón vopred určenej a často aj zákonom schválenej formy.
tabuľky- forma prezentácie informácií vo forme vhodnej na analýzu a spracovanie. Tabuľky sú typu "objekt - objekt", "objekt - vlastnosť", "objekty - vlastnosti - objekty". Tabuľku charakterizuje názov, počet stĺpcov a ich názvy, počet riadkov a ich názvy, obsah buniek.
Graf- súbor bodov spojených čiarami. Tieto body sa nazývajú vrcholy grafu. Čiary spájajúce vrcholy sa nazývajú oblúky, ak je smer od jedného vrcholu k druhému, alebo hrany, ak je smer obojsmerný.
18. Definujte pojem „informačný proces“.
Informácia neexistuje sama o sebe, prejavuje sa v informačných procesoch. V najvšeobecnejšej forme je informačný proces definovaný ako súbor sekvenčných akcií (operácií) vykonávaných na informáciách (vo forme údajov, informácií, faktov, myšlienok, hypotéz, teórií atď.) s cieľom získať nejaký výsledok (dosiahnutie tzv. cieľ). Informačné procesy môžu byť účelové alebo spontánne, organizované alebo chaotické, deterministické alebo pravdepodobnostné. Treba si uvedomiť, že informačný proces prebieha vždy v nejakom informačný systém- biologický, sociálny, technický, sociotechnický.
Podľa toho, aký druh informácií je predmetom informačného procesu a kto je jeho predmetom ( technické zariadenie, osoba, tím, spoločnosť ako celok), môžeme hovoriť o globálnych informačných procesoch alebo makroprocesoch a lokálnych informačných procesoch alebo mikroprocesoch.
19. Aké typy informačných procesov poznáte?
Najbežnejšie informačné procesy sú tri procesy: zber, transformácia, použitie informácie. Každý z týchto procesov sa zase rozkladá na množstvo procesov a niektoré z nich môžu byť zahrnuté v každom z rozlíšených zovšeobecnených procesov.
Zber informácií teda pozostáva z procesov Vyhľadávanie A výber. Súčasne sa vyhľadávanie informácií vykonáva v dôsledku vykonávania postupov stanovenie cieľov a použitie špecifických metódy vyhľadávania.
Metódy vyhľadávania sú „manuálne“ alebo automatizované. Zahŕňajú postupy, ako je vytvorenie vyhľadávacieho obrázka (v explicitnej alebo implicitnej forme), zobrazenie prichádzajúcich informácií s cieľom porovnať ich s vyhľadávaným obrázkom.
Výber informácií sa uskutočňuje na základe ich analýzy a hodnotenia ich vlastností v súlade so zvoleným hodnotiacim kritériom. Zvolené informácie sa uložia.
Skladovanie informácia je jej distribúcia v čase. Ukladanie informácií nie je možné bez vykonania procesov kódovanie, formalizácia, štruktúrovanie, umiestnenie, týkajúce sa spoločný proces transformácia informácií.
Na druhej strane, kódovanie, formalizácia, štruktúrovanie možno rozumne pripísať procesom spracovanie informácie. Spolu s vyššie uvedeným procesom spracovania informácií patrí aj modelovanie informácií, výpočty podľa vzorcov (numerické výpočty), zovšeobecňovanie, systematizácia, klasifikácia, schematizácia atď.
Spracovanie informácií je základom procesu transformácie informácií.
Informácie môžu byť prenášané (distribuované v priestore) na ich následné použitie, spracovanie alebo uloženie. Proces prenosu informácií zahŕňa procesy kódovanie, vnímanie, dekódovanie atď.
Najdôležitejší proces použitie predmetom informácie je proces príprava a rozhodovanie. Spolu s tým sa použitie informácií často znižuje na procesy generovania zdokumentovaných informácií s cieľom pripraviť informácie alebo vplyv kontroly.
V reálnej praxi sú postupy zahrnuté v procese široko používané. ochranu informácie. Ochrana dát - dôležitý komponent procesy ukladania, spracovania, prenosu informácií v systémoch akéhokoľvek typu, najmä v sociálnych a technických. Obsahuje vývoj kódu (šifry), kódovanie (šifrovanie), porovnávanie, analýza, ochrana heslom a tak ďalej.
FORMALIZÁCIA
FORMALIZÁCIA
(2) Počiatočné postuláty (axiómy) FG by sa pri získavaní viet z nich mali považovať za reťazce bezvýznamných symbolov, z ktorých sa podľa pevných pravidiel vyvodzovania získavajú nové reťazce symbolov (vety). Inými slovami, proces získavania teorémov by sa nemal vykonávať na základe dôkazov, potvrdení praxou atď.
(3) Medzi triedou viet FTk a triedou zmysluplne pravdivých tvrdení teórie Г musí byť určité ustanovenie, ktoré umožňuje považovať FT za formalizáciu Г (presnejšie nižšie).
Odsek (2) významným spôsobom odlišuje FGot D. V D nie sú nevyhnutne pevne stanovené pravidlá vyvodzovania a na získanie nových vyhlásení sa možno spoľahnúť na zmysluplné a dostupné výrazy. Ak napríklad Γ obsahuje, že α nastalo pred udalosťou β, potom sme povinní zo zmysluplných dôvodov pripísať pravdivým tvrdeniam teórie Γ aj to, že β nastala po a. Nie sme však povinní to zaznamenávať. Inak FT. Tu musia byť explicitne zobrazené logické súvislosti medzi skoršími a neskoršími vzťahmi. A ak sú tieto vzťahy označené ako "", potom FG musí obsahovať , čo umožňuje prechod z (αα). Je zrejmé, že na tieto vzťahy bude musieť poukázať aj FT. Stručne povedané, FG bude musieť zobraziť logiku týchto vzťahov, čo je potrebné na opísanie príslušnej tematickej oblasti. Navyše táto logika sama o sebe môže závisieť od toho, či sa bude napríklad považovať za spojitú alebo diskrétnu, nekonečne alebo konečne deliteľnú, aj keď tieto otázky nie sú diskutované v D. Formalizácia teda nespočíva len v písaní G v nejakom symbolickom jazyku, ale v odhaľovaní a zobrazovaní logiky, ktorú splnia výroky s pojmami, ktoré sa vyskytujú v T. Riešenie takéhoto problému je odborné.úloha logiky vo všeobecnosti a môže byť študoval nezávisle od akýchkoľvek konkrétnych vecných teórií a úloh spojených s ich formalizáciou. Tak sa napríklad v logike formalizujú teórie nelogických, epistemických, deontických, časových a iných modalít, kompletné s ohľadom na nejakú zmysluplnú sémantiku. Otázka možnosti formalizácie Hosťovej teórie teda nie je len o pripravenosti na tento postup zo strany G, ale aj o tom, či je existujúci matematický aparát dostatočne rozvinutý na tento účel.
V súvislosti s odsekom (3) treba mať na pamäti, že FG explicitne obsahuje všetku glogiku a matematiku potrebnú na formalizáciu teórie a zodpovedajúce pravidlá alebo zmysluplne interpretované vety, napríklad kontrapozíciu implikácie: (Α-ϊΒ )->(-ιΒ -*-τΑ) atď., ktoré v skutočnosti nemajú žiadnu korešpondenciu v T. Okrem toho T zvyčajne neurčuje všetky logické vzťahy vety.
definície obsahujúce terminológiu používanú v ^. Preto FT takmer vždy stanovuje jedno alebo druhé vysvetlenie tejto terminológie. Aj keď odhliadneme od možnosti použitia rôznych základných logík a matematikov v FG, potom iba logické rozdiely vo výklade terminológie odôvodnené obsahom Г umožňujú zostaviť alternatívne formalizácie pre rovnakú zmysluplnú teóriu Г. Zároveň teória Г v závislosti od toho, aká konkrétna formalizácia sa považuje za primeranú, do tej či onej miery zmení svoj význam. Je na logikovi, aby naznačil, v čom sa možné alternatívy líšia, ale nie je v jeho kompetencii považovať ktorúkoľvek z nich za vhodnejšiu, nehovoriac o správnosti. Aby bolo možné zmysluplne diskutovať najmä o teórii FT, aby sa v nej hovorilo o jej konzistencii, úplnosti, dokázateľnosti či nedokázateľnosti teorémov určitého druhu, tzv. (na rozdiel od jazyka, v ktorom je FT formulovaný) a všetky pravdivé tvrdenia tohto druhu sa pripisujú metateórii ITF.
Problém formalizácie zmysluplnej teórie Gv FG možno považovať za vyriešený, ak v rámci metateórie MFG je možné ukázať, že každej vete T true v akceptovanom výklade zodpovedá dokázateľné tvrdenie Φ Γ (úplnosť), resp. naopak (teorém o primeranosti). Z rôznych dôvodov sa táto situácia nie vždy dosiahne. Svedčí o tom najmä známa veta K. Gödela (1931) o neúplnosti dôslednej formalizovanej aritmetiky. Faktom je, že nejaká formalizovateľná teória G môže obsahovať jazyk tak bohatý na expresívne možnosti, že v rámci jej rámca možno konštruovať výroky o systéme FG, ktorý ju formalizuje, čo znamená, že ju možno zobraziť v tom druhom. Existuje tzv. uzavretosť jazyka a metajazyka. Akákoľvek konzistentná formalizácia teórie T sa v zásade ukazuje ako neúplná, pretože každá FG generuje triedu nových výrokov, ktoré sú zmysluplne pravdivé v MFTtl v samotnej G vete. Zdá sa, že práve tento druh teórie je zmysluplnou aritmetikou. V objektovom jazyku teórie FT, ktorý túto aritmetiku formalizuje, je možné o tejto teórii samotnej konštruovať tvrdenia, ktoré sa pri zmysluplnej interpretácii stávajú pravdivými vetami teórie T. Najmä vo FT sa objavuje určitý paradox klamára je reprodukovaný (pozri Logický paradox), pretože vždy existuje vzorec, ktorý tvrdí svoju vlastnú nepreukázateľnosť vo FT. Takýto vzorec je zmysluplne pravdivý práve preto, že je vo FT nepreukázateľný. Jeho v G a zároveň nepreukázateľnosť v FG hovorí o neúplnosti toho druhého. Gödelova veta nevylučuje možnosť úplnej formalizácie užších fragmentov matematiky. Gödelovej vete o neúplnosti by sa nemal pripisovať prehnaný, prinajmenšom univerzálny filozofický význam a jej dôsledky by sa nemali rozširovať na teórie, ktorých formalizácia zásadne postráda a nemôže vzniknúť z vyššie uvedených dôvodov, ktoré bránia úplnej formalizácii všetkých pravdivých tvrdení zmysluplnej matematiky. . Lit.: KainiS. K. Úvod do metamatematiky. M., 1957.
E. A. Sidorenko
Nová filozofická encyklopédia: V 4 sv. M.: Myšlienka. Spracoval V. S. Stepin. 2001 .
Synonymá:
Formalizácia a modelovanie
Model- Toto umelo vytvorený objekt, ktorý nahrádza nejaký objekt reálneho sveta (simulačný objekt) a reprodukuje obmedzený počet jeho vlastností. Pojem model sa vzťahuje na základné všeobecné vedecké koncepty a modelovanie je metóda poznávania reality, ktorú používajú rôzne vedy.
Modelovací objekt je široký pojem, ktorý zahŕňa objekty živej alebo neživej prírody, procesy a javy reality. Samotný model môže byť fyzický alebo ideálny objekt. Prvé sa nazývajú modely v plnom rozsahu, druhé - informačné modely. Napríklad plán budovy je model budovy v plnej mierke a výkres tej istej budovy je jej informačný model prezentovaný v grafickej forme (grafický model).
V experimentálnom vedecký výskum používajú sa modely v plnom rozsahu, ktoré umožňujú študovať vzorce skúmaného javu alebo procesu. Napríklad v aerodynamickom tuneli sa proces letu lietadla simuluje fúkaním prúdu vzduchu cez maketu lietadla. Od toho sa odvíja napríklad zaťaženie tela lietadla, ktoré prebehne pri reálnom lete.
Informačné modely sa využívajú pri teoretických štúdiách modelovania objektov. V súčasnosti hlavný nástroj informačné modelovanie je počítačová technológia a informačných technológií.
Počítačové modelovanie zahŕňa priebeh realizmu informačného modelu na počítači a štúdium pomocou tohto modelu simulačného objektu- vykonanie výpočtového experimentu.
Formalizácia
Predmetová oblasť informatiky zahŕňa prostriedky a metódy počítačového modelovania. Počítačový model možno vytvoriť len na základe dobre formalizovaného informačného modelu. Čo je formalizácia?
Formalizácia informácií o nejakom objekte je jeho odraz v určitej forme. Môžete povedať aj toto: formalizácia je redukcia obsahu na formu. Vzorce opisujúce fyzikálne procesy sú formalizáciou týchto procesov. rádiový okruh elektronické zariadenie je formalizáciou fungovania tohto zariadenia. Noty napísané na noty sú formalizáciou hudby atď.
Formalizovaný informačný model je určitý súbor znakov (symbolov), ktoré existujú oddelene od modelovacieho objektu a možno ich prenášať a spracovávať. Implementácia informačného modelu na počítači spočíva v jeho formalizácii do dátových formátov, s ktorými počítač „dokáže“ pracovať.
Môžeme však hovoriť aj o druhej strane formalizácie vo vzťahu k počítaču. Program v určitom programovacom jazyku je formalizovaná reprezentácia procesu spracovania údajov. Toto nie je v rozpore s vyššie uvedenou definíciou formalizovaného informačného modelu ako množiny znakov, keďže program stroja má znakovú reprezentáciu. Počítačový program je model ľudskej činnosti pri spracovaní informácií, redukovaný na sled elementárnych operácií, ktoré môže vykonávať počítačový procesor. Preto je počítačové programovanie formalizáciou procesu spracovania informácií. A počítač funguje ako formálny vykonávateľ programu.
Etapy informačný modelovanie
Vytváranie informačného modelu začína systémová analýza simulačný objekt (pozri "Systémová analýza"). Predstavme si rýchlo rastúcu firmu, ktorej manažment čelí problému poklesu efektívnosti firmy pri jej raste (čo je bežná situácia) a rozhodne sa zefektívniť manažérske činnosti.
Prvá vec, ktorú treba na tejto ceste urobiť, je vykonať systematickú analýzu aktivít spoločnosti. Systémový analytik pozvaný do firmy musí preštudovať jej aktivity, identifikovať účastníkov riadiaceho procesu a ich obchodné vzťahy, t. modelovaný objekt je analyzovaný ako systém. Výsledky takejto analýzy sú formalizované: sú prezentované vo forme tabuliek, grafov, vzorcov, rovníc, nerovností atď. teoretický model systému.Ďalšia etapa formalizácie - teoretický model je preložený do formátu počítačových údajov a programov. Na toto „buď hotové softvér alebo sa na jeho vývoji podieľajú programátori. Nakoniec sa ukazuje počítačový informačný model, ktorý sa bude používať na určený účel.
Ako príklad s firmou možno nájsť pomocou počítačového modelu najlepšia možnosť riadenie, pri ktorom bude dosiahnutá najvyššia efektívnosť podniku podľa kritéria zakotveného v modeli (napríklad dosiahnutie maximálneho zisku na jednotku investovaných prostriedkov).
Klasifikácia informačných modelov môžu byť založené na rôznych princípoch. Ak ich zaradíme podľa technológie, ktorá dominuje v procese modelovania, môžeme vyčleniť matematických modelov, grafické modely, simulačné modely, tabuľkové modely, štatistické modely a pod. Ak vezmeme predmetnú oblasť za základ klasifikácie, potom môžeme rozlišovať modely fyzikálnych systémov a procesov, modely ekologických (biologických) systémov a procesov, modely procesy optimálneho ekonomického plánovania, modely vzdelávacích aktivít, znalostné modely a pod.. Klasifikačné otázky sú pre vedu dôležité, pretože umožňujú vytvoriť si systematický pohľad na problém, no ich význam netreba preháňať. Rôzne prístupy ku klasifikácii modelov môžu byť rovnako užitočné. okrem toho konkrétny model v žiadnom prípade nemožno vždy priradiť jednu triedu, aj keď sa obmedzíme na zoznam uvedený vyššie.
Štátny vzdelávací štandard zabezpečuje štúdium problematiky informačného modelovania tak v základnom kurze základnej školy, ako aj vo vyšších ročníkoch. Vzorový študijný program informatiky odporúča v 8. ročníku študovať tému „Formalizácia a modelovanie“ na úrovni príkladov modelovania objektov a procesov. V prvom rade sa predpokladá použitie grafických a tabuľkových modelov. Vo vyšších ročníkoch všeobecný (teoretický) úvod do témy a štúdia o rôzne druhy počítačové modelovanie na úrovni matematických („výpočtových“), grafických, simulačných modelov týkajúcich sa sociálnych, biologických a technické systémy a procesy. Výberové predmety pre stredoškolákov sú efektívnou formou hĺbkového štúdia počítačového modelovania.
Vzdelávacie úlohy, ktoré treba vyriešiť V štúdium informačný modelovanie
Riešenie nižšie uvedených úloh umožňuje výrazne ovplyvniť celkový rozvoj a formovanie svetonázoru žiakov, integrovať znalosti na rôzne disciplíny, práca s počítačové programy na profesionálnejšej úrovni.
generál rozvoj A stávať sa svetonázor študentov
Kurzy zamerané na modelovanie by už pri ich štúdiu mali plniť rozvíjajúcu funkciu študentov pokračovať v oboznamovaní sa s ďalšou metódou poznávania okolitej reality – metódou počítačovej simulácie. V priebehu práce s počítačovými modelmi sa získavajú nové vedomosti, zručnosti a schopnosti. Niektoré predtým získané informácie sú konkretizované a systematizované, posudzované z iného uhla pohľadu.
Majstrovstvo modelovanie Ako metóda vedomosti
Hlavný dôraz v každom z týchto kurzov by sa mal klásť na rozvoj spoločného metodického prístupu k budovaniu počítačové modely a pracovať s nimi. Nevyhnutné
- ukázať, že modelovanie v akejkoľvek oblasti vedomosti má podobné vlastnosti; často je možné získať veľmi blízke modely pre rôzne procesy;
- poukázať na výhody a nevýhody počítačového experimentu v porovnaní s prirodzeným experimentom;
- ukázať, že abstraktný model aj počítač poskytujú príležitosť dozvedieť sa o svete okolo a niekedy ho spravovať v záujme človeka.
Cvičenie praktické zručnosti počítačová simulácia
Na príklade množstva modelov z rôznych oblastí vedy a praxe je potrebné sledovať všetky stupne počítačovej simulácie od štúdia simulovaného predmetu a formulácie úlohy pred interpretáciou výsledkov získaných počas počítačového experimentu, ukázať dôležitosť a nevyhnutnosť každého odkazu. Pri riešení konkrétnych problémov je potrebné vyčleniť a zdôrazniť zodpovedajúce fázy práce s modelom. Riešenie tohto problému zahŕňa postupné formovanie praktických modelovacích zručností, na čo slúžia tréningové úlohy s postupne sa zvyšujúcou náročnosťou a práca v laboratóriu na počítači.
Pomoc profesionálny orientácia na študenta
Stredoškoláci čelia problému výberu budúceho povolania. Vedenie kurzu počítačového modelovania môže odhaliť tých, ktorí na to majú schopnosti a sklony výskumné činnosti. Schopnosť študentov vykonávať výskum by sa mala rozvíjať rôzne cesty, počas celého kurzu udržať záujem o vykonávanie počítačových experimentov s rôzne modely ponúkajú dokončenie úlohy so zvýšenou zložitosťou. Jedným z cieľov kurzu je teda rozvoj tvorivého potenciálu študentov a kariérové poradenstvo.
prekonávanie predmet nejednotnosť, integrácia vedomosti
Ako súčasť výcvikový kurz je vhodné zvážiť modely z rôznych oblastí vedy, čím sa kurz čiastočne integruje. Aby sme pochopili podstatu skúmaného javu, správne interpretovali získané výsledky, je potrebné nielen ovládať techniky modelovania, ale sa v danej oblasti aj orientovať. vedomosti, kde sa vykonáva simulačná štúdia. Implementácia medzipredmetových súvislostí v takomto kurze je nielen deklarovaná, ako to niekedy býva v iných odboroch, ale je často základom pre zvládnutie vzdelávacieho materiálu.
rozvoj A profesionalizácia zručnosti pracovať s počítač
Študenti majú za úlohu nielen implementovať navrhnutý model na počítači, ale aj zobraziť získané výsledky v čo najnázornejšej a najprístupnejšej forme. Tu môže pomôcť konštrukcia grafov, diagramov, dynamických objektov a vhod prídu aj animačné prvky. Program musí mať adekvátne rozhranie, viesť dialóg s používateľom. To všetko znamená dodatočné požiadavky na znalosti a zručnosti v oblasti algoritmizácie a programovania, zavádza do komplexnejšieho štúdia schopností moderných programovacích paradigiem a systémov.
Cvičenie:
- Načrtnite kľúčové pojmy.
Načítava...