Моделирование и формализация моделирование как метод познания icon

Моделирование и формализация моделирование как метод познания



НазваниеМоделирование и формализация моделирование как метод познания
Дата конвертации21.07.2012
Размер201.94 Kb.
ТипДокументы
скачать >>>

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ

  1. Моделирование как метод познания

Человечество в своей деятельности постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия. Наглядные модели часто используются в процессе обучения. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель – глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и др. По сути, человек всегда создает некий «образ» того объекта (предмета, явления, процесса), с которым ему приходится иметь дело.

В науке моделирование является одним из основных методов познания, наряду с наблюдением и экспериментом. Пытаясь проникнуть в тайны вещей и явлений, установить присущие им законы, выявить причинно-следственные связи, человек исследует окружающие его объекты. Сразу узнать всё и в полном объеме невозможно, поэтому свойства объектов изучаются постепенно, по отдельности. Поняв что-то, человек пытается свои знания как-то выразить, чтобы, во-первых, проверить их правильность, во-вторых, передать другим людям. Поскольку «предъявить» сам объект исследования чаще всего не представляется возможным, создается его заменитель – модель. Т.е. в науке модель – это некий объект-заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизведя интересующие исследователя свойства и характеристики оригинала, при этом имеет существенные преимущества или удобства: наглядность, обозримость, доступность, испытаний, легкость оперирования с ним и др.

В практической деятельности тоже не обойтись без моделей. Но здесь они играют роль образца, эталона.

Пример.

  • Дизайнер разрабатывает новую модель ботинок. Это может быть эскиз или изготовленная вручную пара, которая является наглядным образцом для технолога. Технолог продумывает, какой материал лучше использовать, как его раскроить, в какой последовательности сшивать и склеивать детали. Результат работы технолога – технология изготовления ботинок, которая является моделью, эталоном деятельности для рабочих. Она может быть представлена в форме схемы, таблицы, словесного описания, графика и т.п.

Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и др. Без предварительного создания чертежа невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме.

В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей изготавливают макеты. В процессе разработки летательных аппаратов поведение их моделей в воздушных потоках исследуют в аэродинамической трубе.

Разработка электрической схемы обязательно предшествует созданию электрических цепей и т.д.

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез и пр.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представление человечества об окружающем мире. Адекватность теоретических моделей законам реального мира проверяется с помощью опытов и экспериментов.

Всё художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Например, такой литературный жанр, как басня, переносит реальные отношения между людьми на отношения между животными и фактически создает модели человеческих отношений. Более того, практически любое литературное произведение может рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, в художественной форме отражающими реальную действительность, является также живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и пр.

Какими бы разными ни были модели, в них можно выделить общие моменты.

  1. Моделирование – это всегда целенаправленная деятельность. Любая модель строится в соответствии с некоторой целью, которая заранее определяется тем, кто занимается моделированием, - субъектом моделирования.

  2. Во всех случаях моделирования есть некий объект, который субъект моделирования стремится как-то описать или представить.

  3. Любая модель каким-то образом соответствует объекту, подобна ему.

  4. В модели отражаются только некоторые свойства объекта.

Пример.

    • Скульптор, стремясь передать внешнее сходство с человеком, не будет размещать внутри своего произведения внутренние органы – сердце, легкие, мозг и т.д. Ученый-анатом именно этим занимается прежде всего, но вряд ли будет стараться сделать свою модель похожей на конкретного человека.

  1. Модель создается для получения или распространения новой информации об объекте, необходимой для решения поставленной задачи.

М
оделирование
- это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Общую схему моделирования можно представить следующим образом:


Главное в моделировании – это отношение подобия между объектом моделирования и его моделью.

МОДЕЛЬ

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства. В процессе исследования аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно, чтобы модель имела геометрическое подобие оригинала, но не важен, например, ее цвет. При построении электрических схем – необходимо учитывать порядок подключения элементов цепи друг к другу, но не важно их геометрическое расположение друг относительно друга и т.д.

Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей. В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии – их химический состав, в биологии – строение и поведение живых организмов и т.д.

Возьмем в качестве примера человека: в разных науках он исследуется в рамках различных моделей. В рамках механики его можно рассматривать как материальную точку, в химии – как объект, состоящий из различных химических веществ, в биологии – как систему, стремящуюся к самосохранению.

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

География, военное дело, судоходство и пр. невозможны без информационных моделей поверхности Земли в виде карт. Различные типы географических карт (политические, физические и пр.) представляют информационные модели, отражающие различные особенности земной поверхности, т.е. один и тот же объект отражают несколько моделей.

С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью. Так, в механике различные материальные тела (от планеты до песчинки) могут рассматриваться как материальные точки.

Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель оказывается полезным, а подчас и единственным инструментом исследования.

2. Формы представления моделей. Формализация

МОДЕЛИ МАТЕРИАЛЬНЫЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ

Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные. Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и др. свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружения и др.).

Модели, которые являются физическим телом (муляжи, макеты и т.д.), называются материальными, или вещественными моделями.

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной и знаковой форме.

Образные модели (рисунки, фотографии) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе (бумаге, фото- и кинопленке и пр.). Широко используются образные информационные модели в образовании (учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.)

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, на языке программирования), формулы (например, II закона Ньютона F=m·a), таблицы (например, периодической таблицы элементов Менделеева).

Иногда при построении знаковых информационных моделей используются одновременно несколько различных языков. Примерами таких моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделях используются одновременно как язык графических элементов, так и символьный язык.

Информационная модель – описание объекта, процесса или явления на каком-либо языке, которое отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта, процесса или явления.

С помощью информационной модели исследователь может получить интересующую его информацию об объекте.

Информационная модель, как и всякое описание, имеет свой носитель. Им может быть бумага, холст, стена, классная доска, т.е. любая поверхность, на которой можно что-то написать, изобразить. Модель на этом носителе может быть зафиксирована разными «физическими» способами: с помощью чернил, мела или типографского оттиска; быть диапроекторным световым изображением или изображением на экране монитора. Но информационная модель – это тот смысл, который вкладывается в изображение. Формула квадратного уравнения остается формулой квадратного уравнения, независимо от того, написана она мелом на доске, лучом прожектора на облаке или вырублена на гранитной глыбе.

Пример.

  • Рассмотрим модель строения молекулы воды. Можно слепить ее из пластилина или сконструировать из резиновых шариков – это будет предмет, который можно потрогать, повертеть в руках, растянуть или сплющить. В то же время моделями молекулы воды могут быть и формула, и рисунок, и схема. Их нельзя потрогать или растянуть, но они позволяют представить строение молекулы воды:

Вид модели

Модель

Словесное описание

Один атом кислорода и два атома водорода

Формула

Н2О

Рисунок



Схема

Н – О – Н

Химическое уравнение (модель образования молекулы воды)




Дать описание объекта, т.е. построить информационную модель, можно на русском языке или на языке математики, можно использовать язык изобразительных средств (рисунок, схему, график) или представить объект в виде таблицы. Важно, чтобы в этом описании были переданы свойства объекта, которые наиболее важны дл решения той задачи, для которой строится модель.

Примеры.

  • На схемах эвакуации в случае пожара не обязательно изображать комнаты и коридоры здания в точном масштабе, но все выходы и возможные пути эвакуации должны быть отражены.

  • Размеры букв и цифр в химической формуле молекулы вещества не должны соответствовать, например, размерам составляющих ее атомов. Но все виды атомов, а также их количество должны быть обозначены.

  • Многие компьютерные клавиатурные тренажеры в процессе работы выводят на экран схему клавиатуры. Цвет букв на схеме и на самой клавиатуре может не совпадать, но расположение клавиш должно быть одинаковым. Кроме того, в таких схемах часто отражают дополнительную информацию, полезную для пользователя, например зоны «действия» каждого пальца.

Информационные модели широко используются в практической деятельности, в частности для представления (презентации) предметов, объяснения известных фактов, выдвижения гипотез, получения новых знаний об исследуемых объектах, прогнозирования, управления и пр.

Примеры.

  • Изделие будет собрано быстрее и более качественно, если точно следовать сборочному чертежу.

  • Купленный бытовой прибор можно подготовить к работе и наугад, но следование приложенной к нему инструкции позволит избежать поломки.

  • Получить корни уравнения можно, перебирая все возможные варианты, но знание метода решения и точное следование ему облегчает процесс решения и дадут уверенность в правильности полученного результата.

Информационные модели имеют большое значение и в обучении. Они полезны, а иногда и незаменимы при решении многих познавательных задач. Попробуйте представить себе, как бы вы смогли учиться, если бы не было моделей. По сути, любой учебный текст – это некоторая модель знаний об изучаемом объекте, сложившаяся в науке к данному моменту времени. Объяснить кому-то то, что знаешь сам, передать накопленный опыт, сообщить о своих предположениях можно, только «построив» информационную модель.

Примеры.

  • На уроках анатомии и биологии вы рассматривали муляжи овощей и фруктов, исследовали скелет человека в качестве модели его строения.

  • На уроках химии изучаются модели строения атомов. Химическая формула вещества – это тоже модель, а именно модель строения молекул данного вещества. Уравнения химических реакций представляют собой модели процессов взаимодействия веществ.

  • На уроках физики вы познакомились с моделью идеального газа, а взаимосвязь пройденного пути со скоростью и временем движения определяли в соответствии с математической моделью S=v·t.

Разработчик информационной модели обычно заботится о тех, кто этой моделью будет пользоваться. Именно поэтому все математические формулы сопровождаются «расшифровкой» смысла входящих в них переменных, а к каждой схеме в научных публикациях дается ее описание.

Пример.

  • Дан фрагмент описания последовательности действий: «Чтобы запустить программу на выполнение, нужно: 1) найти ее пиктограмму на рабочем столе; 2) подвести указатель мыши к этой пиктограмме; 3) выполнить либо двойной щ.л.к.м., либо одинарный щ.л.к.м. и нажать клавишу Enter».
    Чтобы можно было воспользоваться этой моделью, необходимо знать, что такое «щ.л.к.м.» и какая клавиша называется «Enter».
    Пояснение, что ш.л.к.м. – это щелчок левой кнопкой мыши, а Enter – это клавиша ввода, которая может на клавиатуре обозначаться стрелкой « », словом «Enter», делает это описание понятным для большего круга людей.


Из примера понятно, что описание последовательности действий – это тоже информационная модель. Если такое описание разработано для человека, то оно называется инструкцией, планом действий, алгоритмом. Если оно составлено для компьютера, то называется алгоритмом или программой.

Математические формулы и методы тоже являются информационными моделями. Чаще всего они описывают (на языке математики) отношения между свойствами и характеристиками объекта, обозначенными переменными и константами.

Примеры.

  • Если объект – прямоугольный треугольник, то формула с22+b2 является математической моделью отношений между длинами гипотенузы и катетов.

  • Для такого объекта, как параллелограмм, модель S=a·h описывает отношение между размерами основания, высоты и площади параллелограмма.

При работе на компьютере вам встретится множество информационных моделей. Многие из них созданы разработчиками программных средств, и вы будете использовать их в процессе работы. Многие модели вам придется строить самим, чтобы решать учебные задачи, производить расчеты, создавать документы. Важное свойство любой модели – быть подобной объекту-оригиналу, отражать его свойства, существенные с точки зрения решаемой задачи, - справедливо и для информационных моделей.

Примеры.

  • Чтобы создать сложный рисунок в графическом редакторе, надо продумать порядок (технологию) его построения.

  • Чтобы решить уравнение в электронных таблицах, надо знать, как моделируются математические формулы в конкретном программном средстве.

  • Чтобы найти нужные сведения в электронном справочнике, желательно знать, какая в нем применяется модель организации данных; это необходимо, чтобы правильно сформулировать запрос.

Модели помогают решать задачи. Чтобы решить задачу, надо знать, какие исходные данные потребуются, а также какие действия и в каком порядке надо произвести над исходными данными, чтобы получить результат. Поэтому принято различать модели данных и модели действий.

Пример.

  • Вам нужно запустить программу на выполнение. Исходные данные – название программы, обозначающая ее пиктограмма или место расположения (диск, каталог, название файла). Возможная модель действий: включить компьютер, поискать на экране нужную пиктограмму; если она есть, то установить указатель мыши на пиктограмму и выполнить двойной щелчок левой кнопкой мыши; если пиктограммы нет, то обратиться к преподавателю.

Знание разных способов представления данных и выполнения операций позволяет действовать в каждом конкретном случае более эффективно. Поэтому в информатике исследованию моделей данных и моделей действий уделяется особое внимание. Модели данных (наборы числовых величин, тексты, таблицы и т.п.) составляют основу способов представления информации, методов кодирования, создания баз данных. Модели действий (команда, алгоритм, информационная технология) лежат в основе программирования и использования возможностей программных средств при решении задач. Можно отдельно выделить модели деятельности человека по решению какой-либо задачи. Этой моделью может быть информационная технология решения этой задачи.

Как правило, решить одну и ту же задачу можно разными способами, применяя для решения разные модели. Это нужно для того, чтобы человек мог действовать так, как ему удобнее или привычнее.

Пример.

  • Отредактировать неверно введенные данные в ячейке электронной таблицы Excel можно четырьмя способами. Выделив редактируемую ячейку, можно 1) щелчком мыши перейти в строку состояния; 2) нажать клавишу F2; 3) двойным щелчком мыши на ячейке перейти в режим редактирования; 4) изменить неверный формат с помощью команды меню Формат – Ячейки – Число.

На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных средств.

ФОРМАЛИЗАЦИЯ

Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. В истории науки известны многочисленные описательные информационные модели; например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась следующим образом:

  • Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;

  • Орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.

С помощью формалинных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков. С некоторыми из них (алгебра, геометрия, тригонометрия) вы знакомились в школе, с другими (теория вероятностей и др.) ознакомитесь в процессе дальнейшего обучения.

Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы механики и закон всемирного тяготения и записав из в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов.

Язык алгебры логики позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и т.д.

Формализация – это процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.

В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, т.е. выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.).

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ФОРМАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ.

В процессе исследования формальных моделей часто производится их визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы: пространственных соотношений между объектами – чертежи, моделей электрических цепей – электрические схемы, логических моделей устройств – логические схемы и т.д.

Так при визуализации формальных физических моделей с помощью анимации может отображаться динамика процесса, производиться построение графиков изменения физических величин. Визуальные модели обычно являются интерактивными, т.е. исследователь может менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели. (примеры моделей: математический маятник и т.д.)

3. Системный подход в моделировании

ПОНЯТИЕ О СИСТЕМЕ

Окружающий нас мир состоит из множества различных объектов, каждый из которых имеет разнообразные свойства, и при этом объекты взаимодействуют между собой. Например, такие объекты, как планеты нашей солнечной системы, имеют различные свойства (массу, геометрические размеры и пр.) и по закону всемирного тяготения взаимодействуют с Солнцем и друг с другом.

Планеты входят в состав более крупного объекта – Солнечной системы, а Солнечная система – в состав нашей галактики «Млечный путь». С другой стороны, планеты состоят из атомов различных химических элементов, а атомы – из элементарных частиц. Можно сделать вывод, что практически каждый объект состоит из других объектов, т.е. представляет собой систему.

Важным признаком системы является ее целостное функционирование. Система является не набором отдельных элементов, а совокупностью взаимосвязанных элементов. Например, компьютер является системой, состоящей из различных устройств, при этом устройства связаны между собой и аппаратно (физически подключены друг к другу) и функционально (между устройствами происходит обмен информацией).

Система – является совокупностью взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы.

Состояние системы характеризуется ее структурой, т.е. составом и свойствами элементов, их отношениями и связями между собой. Система сохраняет свою целостность под воздействием различных внешних воздействий и внутренних изменений до тех пор, пока она сохраняет неизменной свою структуру. Если структура системы меняется (например, удаляется один из элементов), то система может перестать функционировать как целое. Так, если удалить одно из устройств компьютера (например, процессор), компьютер выйдет из строя, т.е. прекратит свое существование как система.

СТАТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

Любая система существует в пространстве и во времени. В каждый момент времени система находится в определенном состоянии, которое характеризуется составом элементов, значениями их свойств, величиной и характером взаимодействия между элементами и т.д.

Так, состояние Солнечной системы в любой момент времени характеризуется составом входящих в нее объектов (Солнце, планеты и др.), их свойствами (размерами, положением в пространстве и др.), величиной и характером взаимодействия между собой (силами тяготения, с помощью электромагнитных волн и др.)

Модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени, называются статическими информационными моделями.

В физике примером статических информационных моделей являются модели, описывающие простые механизмы, в биологии – модели строения растений и животных, в химии – модели строения молекул и кристаллических решеток и т.д.


ДИНАМИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

Состояние систем изменяется во времени, т.е. происходят процессы изменения развития систем. Так, планеты движутся, изменяется их положение относительно Солнца и друг друга; Солнце, как и любая другая звезда, развивается, меняется ее химический состав, излучение и т.д.

Модели, описывающие процессы изменения и развития систем, называются динамическими информационными моделями.

В физике динамические информационные модели описывают движение тел, в биологии – развитие организмов или популяций животных, в химии – процессы прохождения химических реакций и т.д.

4. Типы информационных моделей

Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

Табличные информационные объекты

Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические информационные модели в различных предметных областях. Широко известно табличное представление математических функций, статических данных, расписаний самолетов и поездов, уроков и т.д.

В табличной информационной модели обычно перечень объектов размещен в ячейках первого столбца таблицы, а значения их свойств – в других столбцах. Подобным образом организованы таблицы истинности логических функций.

В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.

Табличные информационные модели проще всего строить и исследовать на компьютере с помощью электронных таблиц и СУБД. Визуализировать такую модель можно путем построения диаграммы.

Представление объектов и их свойств в форме таблицы часто используется в научных исследованиях. Так, на развитие химии и физики решающее влияние оказало создание Д.И.Менделеевым в конце XIXвека периодической системы элементов, которая представляет собой табличную информационную модель. В этой модели химические элементы располагаются в ячейках таблицы по возрастанию атомных весов, а в столбцах – по количеству валентных электронов, причем по положению в таблице можно определить некоторые физические и химические свойства элементов.

Иерархические информационные модели

Нас окружает множество различных объектов, каждый из которых обладает определенными свойствами. Однако некоторые группы объектов имеют одинаковые общие свойства, которые отличают их от объектов других групп.

Группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами, называется классом объектов. Внутри класса объектов могут быть выделены подклассы, объекты которых обладают некоторыми особенными свойствами, в свою очередь подклассы могут делиться на еще более мелкие группы и т.д. Такой процесс систематизации объектов называется процессом классификации.

В процессе классификации объектов часто строятся информационные модели, которые имеют иерархическую структуру. В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая структура и т.д.

Статическая иерархическая модель





В иерархической структуре элементы распределяются по уровням, от первого (верхнего) уровня до нижнего (последнего) уровня. На первом уровне может располагаться только один элемент, который является «вершиной» иерархической структуры. Основное отношение между уровнями состоит в том, что элемент более высокого уровня может состоять из нескольких элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня.

В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.


Изображение информационной модели в форме графа

Граф является удобным способом наглядного представления структуры информационных моделей. Вершины графа (овалы) отображают элементы системы.

Э
лементы верхнего уровня находятся в отношении «состоять из» к элементам более низкого уровня. Такая связь между элементами отображается в форме дуги графа (направленной линии в форме стрелки). Графы, в которых связи между объектами несимметричны, называются ориентированными.


Сетевые информационные модели

Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют сложный характер.

Например, различные региональные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская, австралийская и т.д.) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом одни части (например, американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями Интернета, а другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и австралийская).

Построим граф, который отражает структуру глобальной сети Интернет. Вершинами графа являются региональные сети. Связи между вершинами носят двусторонний характер и поэтому изображаются ненаправленными линиями (ребрами), а сам граф, поэтому называется неориентированным.






Задание 1.

Приведите примеры материальных и информационных моделей.

Задание 2.

Определите, какие из следующих моделей являются информационными:

а) математические формулы; б) уравнения химических реакций; в) манекен; г) компьютерная программа; д) программа телевидения; е) авиамодель; ж) оглавление книги; з) игрушечные часы; и) эталон килограмма; к) блок-схема алгоритма.

Задание 3.

Объясните, с какими моделями – информационными или материальными – вы чаще всего встречались на уроках математики, физики, биологии, истории.

Задание 4.

Объясните, в чем сходство и в чем различие материальных и информационных моделей.

Задание 5.

Определите, какие из следующих моделей, встречающихся при работе за компьютером, являются информационными:

а) совокупность пиктограмм на рабочем столе, обозначающих программы и документы; б) структура окна программного средства; в) отдельная пиктограмма в меню пиктограмм; г) таблица каталогов и файлов; д) перечень допустимых действий в контекстном меню; е) диаграмма, полученная с помощью мастера диаграмм; ж) диалоговые окна, например диалоговое окно печати документа; з) компьютерные календарь, часы (отображение текущих даты и времени на экране или в документе).




Похожие:

Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconТема Тип ресурса
Моделирование и формализация, алгоритмизация моделирование и формализация, алгоритмизация
Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconМоделирование, как необходимый научный метод познания и его связь с детерминированными и стохастическими методами изучения любого явления или процесса

Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconПриложение №3 к приказу ректора №52/од от «10» 07 2007 г
...
Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconУрок по теме: «Моделирование как метод познания»
Развитие приемов умственной деятельности (обобщение, анализ, синтез, сравнение), памяти (лучше всего запоминается то, что связано...
Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconМодели объектов Моделирование – метод познания окружающего мира, состоящий в создании и исследовании моделей реальных объектов
Моделирование метод познания окружающего мира, состоящий в создании и исследовании моделей реальных объектов
Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconРейтинг-лист Число недель 16 отл. 851-1000 по дисциплине Лекций 24 час хор. 751-850 Компьютерные модели и их применение
...
Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconТ. Г. Костюченко t-flex cad 10. Трехмерное моделирование. Основной метод создания 3D модели
Трехмерное моделирование. Основной метод создания 3D модели: Методические указания к лабораторной работе /Т. Г. Костюченко – Томск:...
Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconМоделирование технологических и природных систем Термодинамические данные по чистым компонентам
...
Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconДокументи
1. /Моделирование/Gomanil.doc
2. /Моделирование/MOZAIKA/DOKUM/GENER.DOC
Моделирование и формализация моделирование как метод познания iconДокументи
1. /Моделирование/Gomanil.doc
2. /Моделирование/MOZAIKA/DOKUM/GENER.DOC
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы