Информационное моделирование

Информационное моделирование Понятие модели Виды моделей Реализация моделей на компьютере

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие, очень быстрые или очень медленные процессы и др.) Наглядные модели часто используются в процессе обучения.

В курсе географии – глобус, В курсе физики ДВС – модель, В химии строение вещества – модели молекул и кристаллических решеток, В биологии строение человека – анатомический муляж.

Модель человека 1. Манекен: одежда для рекламы, Не может мыслить, разговаривать, ходить. 2. Робот: Воспроизводит некоторые физические действия человека: уметь брать, перемещать, закручивать детали и т.д. Не требуется внешнее сходство с человеком

Модель необходима для того, чтобы: Понять, как устроен реальный объект: какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающей средой. Научиться управлять объектом или процессом: определять наилучшие способы управления при заданных целях и критериях. Прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

Информационные модели: содержат лишь существенные сведения об объекте с учетом той цели, для которой она создается.

Информационные модели: Геометрические – географические формы и объемные конструкции, Словесные – устное или письменное описание с использованием иллюстраций, Математические – формулы, неравенства, системы, Структурные – схемы, графики, таблицы, Логические – модели, на основе анализа различных условий принимают решения, Специальные – ноты, химич. и матем. Формулы, Компьютерные – реализуемые на компьютере средствами программного обеспечения.

Моделирование - деятельность человека по созданию модели. Объект моделирования: Материальный объект: корабль, клетка, комета; Явления природы: гроза, солнечное затмение; Процесс: полет ракеты, ядерный взрыв.

Модель - упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. Модель сохраняет наиболее важные характеристики и свойства оригинала. Модель «копирует» реальный объект. Модель – любой аналог, образ (мысленный или условный: изображение, описание, схема, символ, формула, чертеж, график, план, карта, таблица и т.д.) какого-либо объекта исследования.

Любая информационная модель является системой. Система – это целое, состоящее из элементов, взаимосвязанных между собой. Система = Элементы + Связи между ними. Структура системы – определенный порядок объединения элементов группы.

Формализация - результат перехода от реальных свойств объекта моделирования к их формальному обозначению в определенной знаковой системе.

Географические информационные модели Карта, Чертежи и схемы, График – модель процесса.

Типы информационных моделей Табличные ИМ: Применяются для описания ряда объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках). ИМ проще всего строить и исследовать на компьютере с помощью электронных таблиц или СУБД.

Табличные модели: Таблицы типа «объект- свойство», Таблицы типа «объект- объект», Двоичные матрицы.

Таблицы типа «объект - свойство» Прямоугольная таблица, состоящая из строк и столбцов (столбцы – объекты, строки – свойства). Отражает только ту информацию, которая нас интересует

ИМ процесса изменения состояния погоды. Столбцы – объекты, строки – свойства.

Таблица типа «объект - объект» Прямоугольная таблица, отражающая взаимосвязь между разными объектами. Строки (ученики) – первый вид объектов, Столбцы (школьные предметы) – второй вид объектов

Двоичные матрицы прямоугольная таблица, составленная из чисел – отражается качественный характер связи между объектами.

Информационное моделирование на компьютере

Преимущество ПК перед человеком. Способность к быстрому счету

Математические модели- -описание моделируемого процесса на языке математики. Численные методы – сводят решение любой задачи к последовательности арифметических операций.

Компьютерная математическая модель - это программа, реализующая расчеты состояния моделируемой системы по ее математической модели. Возможность визуализация результатов расчетов (использование компьютерной графики).

Вычислительный эксперимент - использование компьютерной математической модели для исследования поведения объекта моделирования. ВЭ может заменить реальный физический эксперимент.