Моделиране и формализиране. Информационен модел: примери и концепция Примери за използване на модели за представяне на материални обекти

Чувайки думи като „моделиране“, „модел“, човек си представя образи от детството си: модели на къщи, малки коли, самолети, глобус. Именно с помощта на такива опростени опции те отразяват функциите и характеристиките на истинските предмети и предмети. Разглеждайки примери за информационни модели, е много по-лесно да се разбере същността и целта на самия оригинал.

Основната цел на моделирането

Примерите за графични информационни модели в ежедневието са често срещани. Именно с тяхна помощ може да се визуализира сложността на реалните процеси. Те са подобни на реални обекти, но имат само онези характеристики, които ще бъдат търсени в определена ситуация. Примери за информационни модели показват, че няма смисъл да ги давате с абсолютно всички характеристики на реален обект. В края на краищата ще е необходимо значително да се усложни структурата, ще бъде неудобно да се използва.

Важно е да се разбере каква е основната цел на създаването на модел, в каква ситуация ще се използва. Въз основа на тези характеристики създаденото намалено копие на реалния обект е надарено с определени параметри. В съвременното моделиране те се опитват да се придържат към ясна последователност. Тя включва създаването на самия обект, поставяне на цел за създаване на намалено копие, определяне на основните му характеристики.

Системен анализ

Ако анализирате примери за информационни модели, трябва да се съсредоточите върху вербални, графични, математически, таблични опции. Нека се опитаме да идентифицираме най-важните параметри, които са необходими за моделиране, както и да намерим връзката между тях. Процесът на компилиране на набор от свойства на реален обект за формиране на неговото намалено копие обикновено се нарича системен анализ.

Опция за представяне

Примери за информационни модели от различни видове потвърждават важността на намирането на оптимална форма на тяхното представяне. Именно тя е свързана с формирането на определен образ за реален обект. Сред основните изисквания, които се прилагат към проекта, водещите позиции принадлежат на видимостта. Предоставя се от информационния графичен модел. Нека поговорим за това по-подробно.

Графичните примери се дават достатъчно лесно. Те могат да бъдат карти на определена област от района, електрически вериги, различни чертежи, графики. Може да се счита за интересно, че една и съща изследвана стойност, например средната дневна температура на въздуха, може да бъде представена в различни форми. Може да се изрази като таблица, координатна система, текст. Пример за изграждане на информационен модел на базата на едни и същи данни се използва както в общообразователните институции, така и във висшето образование.

Симулационно приложение

След формиране на прототипа на реален обект, неговите параметри могат да се използват за запознаване с оригинала, прогнозиране на поведението на изследвания обект в зависимост от условията и извършване на необходимите изчисления. Примери за информационни модели на обекти показват, че често е по-удобно да се използват смесени опции. Къде можете да намерите такава симбиоза? Примери за информационни модели със смесен изглед са често срещани в строителството. Те ви позволяват да определите, чрез предварителни математически изчисления, оптималните натоварвания върху различни части на сградата, за да предотвратите "изтичането" на основата.

Ярки примери за графични информационни модели от смесен тип са различни географски карти. Те се допълват от таблици, обяснителни надписи, топографски специални символи. Освен това в географията често се използват диаграми, графики и диаграми. Последните се подразделят на графики, блокове, карти.

Относно класификацията на моделите

За да е удобно да работите със създадените модели, има условно разделяне на блокове:

• по области на приложение;
• клонове на знанието;
• фактор време;
• вид презентация.

Освен това е възможно да се разделят според вида на конструкцията на мрежови, йерархични, таблични изгледи. В зависимост от варианта на представяне на данните има различни примери за графични информационни модели от знаков или образно-знаков тип. Реален обект може да се разглежда чрез описание на неговите свойства или анализ на принципа на неговото действие.

Примери за образен информационен модел

Да предположим, че учител в урок е дал задача на учениците: дайте примери за графични информационни модели. Какво трябва да се направи за това? За начало можете да изберете опциите, фиксирани на хартия. Те могат да се считат за всякакви географски карти, чертежи, снимки, графики. В образователните институции има много такива примери. В крайна сметка, един от основните начини за визуално обучение е предоставянето на изучавания материал в графичен и табличен вид.

Не само в уроците по география, учителят предлага на учениците си множество диаграми и карти. Такъв предмет като история също е тясно свързан с чертежи, графики и различни таблици. Ако учител по история каже на своя ученик: „Дайте примери за графични информационни модели, свързани със Сталинградската битка“, детето просто трябва да отвори атласа на желаната страница. С помощта на стрелки и цветен акцент картата отразява всички основни точки по отношение на това легендарно събитие. В допълнение към образователните институции, варианти на образния информационен модел се срещат и в научни институции, специализирани в разделянето на обекти според външните им характеристики.

Разделяне на моделите по време

Има динамични и статични опции. Те се различават значително. Статичните информационни модели предполагат разглеждания обект в определен период от време. Техните примери могат да бъдат намерени по време на строителството на сграда. Конструкцията включва първоначални изчисления на якост, устойчивост на статично натоварване. В стоматологията има статични опции. Описвайки състоянието на устната кухина на пациента по време на медицински преглед, лекарят отбелязва наличието на различни дефекти, броя на пълнежите.

С помощта на зъболекаря ще анализира динамиката на промените в състоянието на зъбите при човек за определен период от време. Например за последната година или от момента на предишния прием. Съществуват и динамични информационни модели при работа с характеристики или фактори, които предполагат промяна във времето. Сред такива параметри можем да споменем сеизмични вибрации, температурни скокове, промени във влажността на въздуха.

Вербални информационни модели

Тази група е ясно илюстрирана от примера на информационния модел на ученика. Докато отговаря на въпросите, предложени от учителя, детето използва словесно описание на явлението, процеса. Например, когато говорим за правилата за поведение на пешеходец на пътя, ученикът самостоятелно моделира ситуацията и предлага свой собствен начин за разрешаването й. Към тази категория принадлежи римата, която поетът все още не е успял да прехвърли на лист хартия. Вербалният информационен модел е описателен. Негов пример е прозата в произведения, текстово описание на определени предмети и явления.

емблематични модели

Като друга характеристика можем да представим показването на характеристиките на обект с помощта на формален език. Давайки 2 примера за информационен модел на знаците, нека се съсредоточим върху текстове и диаграми. И двата начина за представяне на обект се използват в почти всички сфери на дейност на съвременния човек. Има разделение на знаковите модели на структурни, специални, вербални, логически, геометрични типове.

Математически форми

Основната характеристика на математическия информационен модел е търсенето на връзка между количествените характеристики при описание на обект. Например, като се знае масата на разглежданото тяло, е възможно, използвайки формулата, да се изчисли скоростта на неговото движение за определен период от време. Математическите информационни модели са разделени на видове: дискретни, статични, симулационни, непрекъснати, динамични, логически, алгоритмични, множествени, игрови, вероятностни.

Таблични информационни модели

Ако свойствата на обекта, модела са представени под формата на списък, а стойностите са в клетки, говорим за табличен модел. Счита се за един от най-разпространените начини за предаване на информация. С помощта на таблици се формират динамични и статични информационни характеристики в различни области на приложение. В ежедневието човек се сблъсква с подобни опции, анализира графика на крайградските влакове, изучава телевизионната програма, гледа прогнозата за времето. Има двоични таблици, които представят две характеристики на разглеждания процес или явление.

Например, за да се начертае диаграма на скоростта, се начертава таблица с данни. Той съдържа параметрите на движението и времето. Таблиците "обект - обект" предлагат изброяване в редове и колони на техните имена. Например може да има индикация за населени места. Връзката между тях ще бъде качествена характеристика. Таблиците на опцията "обект - свойство" съдържат информация за събитието в ред, информация за неговите характеристики в колона. Използвайки такива таблици, можете да определите параметрите на времето: температура, сила на вятъра, валежи за няколко дни. Удобно е да се използват таблични модели в случаите, когато разглежданият обект има малко характеристики. Ако е необходимо да се изготви схема на линиите на метрото, която има много разклонения, преходи, е необходим мрежов информационен модел. Пример за йерархичен информационен модел е родословното дърво.

Заключение

Многобройни информационни модели помагат на съвременния човек да рационализира характеристиките на обектите и предметите, намиращи се в природата, технологиите, срещани в ежедневието. Именно с тяхна помощ можете да добиете представа за някакъв реален обект, явление, за да намерите най-добрите начини да го използвате, да го управлявате. Без информационни модели от различни видове е проблематично да работят представители на много професии.

4. Моделиране и формализиране(9 клетки).

4.1 Модели и симулации

Човек се стреми да опознае предметите на околния свят, той взаимодейства със съществуващи обекти и създава нови обекти.

Един от методите за познаване на обектите от околния свят е моделиране,състояща се в създаването и изучаването на "заместници" на реални обекти. Извиква се "заместващ обект". модел, а оригиналният обект е прототипили оригинален.

Моделе обект, който има някоисвойства на друг обект ( оригинален) и се използва вместо това.

Например в разговор заменяме реални предмети с техните имена, витрините използват манекен – модел на човешка фигура, дизайнерите изграждат модели на самолети и автомобили, а архитектите – модели на сгради, мостове и паркове. Модел е всяко нагледно помагало, използвано в училищните уроци: глобус, модел, карта, диаграма, таблица и др.

Какво може да се моделира?

Можете да създавате модели на обекти.Например ,

Намалени копия на сгради, кораби, самолети, ...

Модели на ядрото на атома, кристални решетки

Чертежи

Можете да създавате модели на процеси.Например ,

Промяна на условията на околната среда

Икономически модели

Исторически модели

Можете да изграждате модели на явления.Например ,

земетресение

Слънчево затъмнение

Моделите се използват от хората за:

Представления на материални обекти (оформление на жилищен комплекс в архитектска работилница);

Обяснения на известни факти (модел на човешкия скелет в класната стая по биология);

Проверка на хипотези и получаване на нови знания за изследваните обекти (полетен модел на самолет от нов дизайн в аеродинамичен тунел);

Прогнозиране (снимки, направени от космоса на движението на въздушните маси);

управление (разписание на влаковете) и др.

Моделът е важен не сам по себе си, а като инструмент, който улеснява познаването или визуалното представяне на обекта. Моделиранее процесът на създаване и използване на модели за изучаване на оригинали.

Кога да използвате симулация:

оригиналът не съществува

Древен Египет

Последиците от ядрена война

прегледът на оригинала е животозастрашаващ или скъп:

Тестване на нов скафандър за астронавти

Разработване на нов самолет или кораб

оригиналът е труден за директно разглеждане:

Слънчева система, галактика (големи размери)

Атом, неутрон (малки размери)

Процеси в двигател с вътрешно горене (много бързи)

Геоложки феномени (много бавно)

само някои свойства на оригинала представляват интерес

Тест за боя на фюзелажа на самолета

Колкото повече атрибути на обект отразява моделът, толкова по-пълен е той. Невъзможно е да се отразят в модела всички характеристики на обекта - оригинала, и не е необходимо. Определят се особеностите на обекта - оригиналът, който трябва да бъде възпроизведен в модела цел на моделиране- целта на бъдещия модел. Тези характеристики са от съществено значение за този модел по отношение на целта на моделирането.

Цели за моделиране

изучаване на оригиналаизучаване на същността на обект или явление

анализ ("какво ще стане, ако...")научете се да предвиждате последствията от различни влияния върху оригинала

синтез ("как да направя...")научете се да управлявате оригинала, като му влияете

оптимизация („как да се справя по-добре“)избор на най-доброто решение при дадени условия

Какво е общото между всички модели? Какви имоти притежават?

Първо, моделът не е точно копие на оригиналния обект: той отразява само част от неговите свойства, взаимоотношения и поведение. Например, можете да облечете костюм на манекен, но не можете да говорите с него. Модел на кола може да е без двигател, докато модел на къща може да е без електрическо окабеляване и водопровод.

Второ, тъй като всеки модел винаги отразява само част от характеристиките на оригинала, е възможно да се създават и използват различни модели на един и същи обект. Например: топката може да възпроизведе само едно свойство на Земята – нейната форма; обикновеният глобус отразява освен това местоположението на континентите; а глобусът, който е част от настоящия модел на Слънчевата система, е и траекторията на Земята около Слънцето. Оригиналът може да отговаря на няколко различни модела и обратно!

Колкото повече атрибути на обект отразява моделът, толкова по-пълен е той. Въпреки това е невъзможно да се отразят в модела всички свойства на оригиналния обект и най-често не е необходимо. В крайна сметка, когато създава модел, човек, като правило, преследва много специфично цели се стреми да отрази най-пълно само онези характеристики на обекти, които му се струват важни, значителенза реализиране на тази цел. Ако например модел на самолет е създаден за колекция, тогава той възпроизвежда външния вид на самолета, а не неговите летателни характеристики.

Изискванията към модела зависят от целта на моделирането: какви характеристики на оригиналния обект трябва да отразява. Видът на модела се определя от целите на моделирането.

Можете да отразите характеристиките на оригинала в модела по един от двата начина. Характерът на моделите може да бъде два вида. първо, материални (естествени, физически, предметни) модели.Те копират, възпроизвеждат знаците на оригинала. Примери за пълномащабни модели са манекени и модели – намалени или увеличени копия, които възпроизвеждат външния вид на моделиращия обект (глобус), неговата структура (модел на слънчевата система) или поведение (модел на радиоуправляем автомобил).

второ, информационни модели -описание на характеристиките на оригинала на един от езиците за кодиране на информация (под формата на словесно описание, формули, диаграми или чертежи).

Компютърните науки разглеждат изграждането на информационни модели с помощта на компютърни технологии.Информационно културният човек трябва да може да изгражда различни информационни модели, както с помощта на компютър, така и без него.

4.2 Класификация на моделите

Има много опции за класифициране на информационните модели. Нека разгледаме някои от тях.

Ако вземем класификацията предметна област, тогава могат да се разграничат физически, екологични, икономически, социологически и други модели.

В зависимост от акаунта фактор времеразграничаване на динамични (променящи се във времето) и статични (не променящи се във времето) модели.

модели по област на приложениеима учебни (включително симулатори), експериментални - при създаване на нови технически средства, научно-технически.

Зависи от форми за представянеинформация за моделиращия обект, съществуват знакови, фигуративни и смесени (образно-знакови) типове информационни модели.

модели по структураима

Таблични модели (съвпадащи двойки)

Съществуват специални видове модели. Те включват:

- имитация- невъзможно е предварително да се изчисли или предвиди поведението на системата, но е възможно да се симулира нейната реакция на външни влияния. Предизвикателството е да се намери най-доброто решение метод
проба и грешка(няколко експеримента)

Примери : опити с лекарства при мишки, маймуни, ... модели на учебния процес

- игри- отчитане на действията на противника. Задачата е да се намери най-добрият начин на действие в
най-лошия случай.

Примери : модели на икономически ситуации; модели на военни действия; Спортни игри; обучение на персонала

4.3 Информационни модели

Оригиналният обект може да бъде заменен с набор от неговите свойства: имена (стойности) и стойности. Извиква се набор от свойства, съдържащ цялата необходима информация за изследваните обекти и процеси информационен модел.

Например, информационният модел на селска къща е карта от каталога, според която клиентът на строителна компания може да избере подходящ проект. Всяка карта в каталога съдържа таблица с имената (стойностите) на имотите на къщата и стойностите на тези имоти.

Всички имена на свойства в информационните модели винаги са символни елементи, тъй като името може да бъде изразено само със символи. Но стойностите на количествата могат да носят както знакова, така и фигуративна информация. Например, стойността на количеството "външен вид" може да бъде изразена чрез фигуративен елемент (рисунка), а стойностите на останалите количества се изразяват с помощта на знаци (числа, думи, запетаи). Фигуративен елемент на информационен модел може да бъде не само чертеж или снимка, но и триизмерно оформление или видеозапис. Трябва обаче да е възможно този елемент да се асоциира с характеристиките на конкретен обект. Например, в реда "Външен вид" в каталога на къщите може да бъде посочен код на оформлението. И за да могат самите оформления да бъдат елементи на информационния модел, а не декорация, те трябва да бъдат снабдени с етикети с шифри.

Информационните модели представляват обекти и процеси във фигуративна или символна форма. Според метода на представяне се разграничават следните видове информационни модели:

Фигуративните модели (рисунки, фотографии и др.) са визуални изображения на обекти, фиксирани върху всеки информационен носител (хартия, снимка и филм и др.). Много информация се дава на специалистите от сателитни снимки на земната повърхност.

Знаковите информационни модели се изграждат с помощта на различни естествени и формални езици (знакови системи). Информационен модел на знака може да бъде представен под формата на текст на естествен език или програма на език за програмиране, формула (например площта на правоъгълник С = аб) и т.н.

Смесените информационни модели съчетават фигуративни и символни елементи. Примери за смесени информационни модели са географските карти, графики, диаграми и др. Всички тези модели използват едновременно както графични елементи, така и знаци.

4.4 Етапи на изграждане на информационен модел

Всеки модел е създаден за решаване на някакъв проблем. Изграждането на информационен модел започва с анализ на условията на тази задача, изразени на естествен език (фиг. 2.2).

В резултат на анализа на състоянието на задачата се определят обектът на моделиране и целта на моделирането.

След определяне на целта на моделирането в обекта на моделиране се разграничават свойства, основни части и връзки между тях, които са съществени от гледна точка на тази конкретна цел. В същото време трябва ясно да се дефинира какво се дава (какви изходни данни са известни, какви данни са допустими) и какво се изисква да се намери в решавания проблем. Трябва също да се посочат връзките между входните данни и резултатите.

Следващата стъпка в изграждането на информационен модел е формализирането - представянето на идентифицираните връзки и идентифицираните съществени характеристики на моделиращия обект под някаква форма (словесно описание, таблица, фигура, диаграма, чертеж, формула, алгоритъм, компютърна програма и др.) .

Формализиране- това е замяната на реален обект с неговото формално описание, тоест неговия информационен модел.

Информационните модели съществуват отделно от моделиращите обекти и могат да се обработват независимо от тях. След като изгради информационен модел, човек го използва вместо оригиналния обект, за да изучи този обект, за да реши задачата.

4.5 Вербални модели.

Един от видовете модели на информационни знаци са вербалните модели. Модели на думи- това са описания на предмети, явления, събития, процеси на естествени езици. Те се наричат ​​още текстови модели. Например хелиоцентричният модел на света, предложен от Коперник, беше устно описан по следния начин:

Земята се върти около оста си и около слънцето:

Всички планети обикалят около слънцето.

Вербалният модел се състои от отделни елементи – думи, свързани помежду си по смисъл. От своя страна думите се състоят от елементи - букви, свързани помежду си с правописни правила. Думите са подсистеми за текст и суперсистеми за букви. Текстът като цяло е модел - описание на оригинала. Тя може да отразява различни свойства на описания обект. Качеството на вербалния информационен модел зависи от правилното изписване на думите, точността на техния подбор, правилното съчетаване на думите в изречения и реда на думите и изреченията в текста.

Вербалните модели могат да описват ситуации, събития, процеси. Много вербални модели се съдържат в училищните учебници, енциклопедии. Използваме словесни описания в общуването (с писма, когато говорим...) За да изградим тези модели, използваме обичайния говорим език, с който сме свикнали.

Има някои характеристики на говоримите езици:

Многозначност, синонимия, омонимия – една и съща дума може да има няколко значения, няколко думи могат да имат едно и също значение, едно и също значение.

Думите могат да се използват както в буквален, така и в преносен смисъл.

Тези характеристики правят човешката реч изразителна, цветна, емоционална. Но тяхното присъствие прави невъзможно използването на говоримия език в много науки, при създаване на вербални (знакови) информационни модели за точните науки. Математиката, химията, компютърните науки и други науки, на базата на говоримия език, създават свой собствен формализиран научен език, съдържащ много термини (думи, които са уникални за тази наука). Формализирано означава липса на полисемия, синоними, омоними. Във формализиран език всяка дума има точно едно значение и значение.

Словесните описания са много разнообразни, могат да бъдат изпълнени в различни стилове. На първо място, има разговорен и книжен стил. Стилът на книгата има следните разновидности: научен, официално делови, публицистичен, художествен.

Научният стил се използва за предаване на точна научна информация. Най-важните качества на научния стил са последователността и яснотата на изложението. В текстовете на научния стил има голям брой думи-професионализми, термини.

Художественият стил е стилът на произведения на изкуството. Основната му цел е да въздейства на читателя или слушателя с помощта на образни езикови средства (сравнения, метафори, епитети и др.)

При изготвянето на документи се използва официален бизнес стил.

Журналистически стил се използва при писане на статии, бележки в списания и вестници.

Работата с вербални информационни модели (исторически, биологични, географски, художествени и други описателни текстове) изисква внимателно отношение към прочетеното. Колкото по-добре е проектиран текстът, толкова по-добре е форматиран, толкова по-лесно се чете и анализира.

Художествените произведения също са образци, тъй като фиксират вниманието на читателя върху определени аспекти от човешкия живот. Анализирайки едно литературно произведение, вие отделяте предмети и техните свойства в него, взаимоотношения между персонажи, връзки между събития, правите паралели с други произведения и т. н. Най-пряко свързано с понятието за модел е такъв литературен жанр като баснята. Смисълът на този жанр е да прехвърли отношенията между хората към отношения между измислени герои, като животни.

4.6 Математически модели

Основният език на информационното моделиране в науката е езикът на математиката. Наричат ​​се информационни модели, изградени с помощта на математически понятия и формули математически модели.

Пример 1. На фиг. 2.3 показва геометричния модел на доказателството на Питагоровата теорема. Толкова е просто, че доказателството на равенството c2 = a2 + b2 става очевидно.

Международни състезания по гмуркане за техните резултати:

1) Първото място ще бъде заето от спортист от Китай, а спортист от Украйна ще бъде трети.

2) Украйна ще бъде на последно място, а Германия - на предпоследно.

3) Германия определено ще бъде четвърта, а Китай ще заеме първото място.

4) Русия ще бъде на първо място, а Италия - на второ място.

5) Не, Италия ще бъде пета, а Германия ще спечели.

В края на състезанието се оказа, че всеки експерт е прав само в едно твърдение. Какви места заеха участниците в състезанието?

1. Вмъкнете липсващи думи.

2. Продължете фразите.

модел- обект, който се използва като "заместител", представител на друг обект (оригинал) за конкретна цел.
б) Естествен (материален) модел
в) Информационен модел

3. Маркирайте верни твърдения.

4. Защо е препоръчително да се прибягва до моделиране в представените ситуации?

5. Определете кои от следните модели са информационни и кои са естествени (свържете със стрелки).

6. За всеки от дадените модели запишете действие, което може да се извърши както с него, така и с оригиналния обект, както и действие, което не може да се извърши с модела.

7. Опишете примери за използване на модели за:

8. Прочетете внимателно текста на клауза 2.1 "Модели на обекти и тяхното предназначение". Какъв метод за разбиране на света около вас срещнахте? Опиши го.

9. Посочете информационните модели.

10. Посочете двойките обекти, за които може да се каже, че са във връзката "Обект - Модел".

11. Попълнете схемата на разновидностите на информационните модели.

12. Дайте примери:
а) фигуративен информационен модел - чертежи, рисунки
б) информационен модел на знака - словесно описание, формули
в) смесен информационен модел - таблици, графики, диаграми, диаграми (карти, графики, блок-схеми)

13. Срещали ли сте се с информационни модели в ежедневието. Дай пример.
Таблици с формули, с физически характеристики.
График на уроците.
Различни графики.
Формули по математика, физика.
Чертежи на различни механизми.
Снимки, илюстрации в учебници и на плакати.

14. Прочетете внимателно текста на параграф 2.2 "Информационни модели". Направете план за преразказване на този параграф

15. Използвайте учебник по история и дайте пример за вербален модел на историческо събитие.
Последиците от събитията от 13 век:
събитията от този век бележат началото на отбраната на руските земи от страните от Западна Европа;
Игото на Златната Орда нанесе огромни щети на икономическото, политическото и културното развитие на Русия.

16. Използвайте учебник по география и дайте пример за вербален модел на географска характеристика или природен процес.
Океанът е основният пазител на водата, която отдавна удивлява изследователите с необичайните си свойства.
Водата прониква в цялата географска обвивка и извършва разнообразна работа в нея.

17. Използвайте учебник по биология и дайте пример за вербален модел на обект от флората или фауната.
Симбиозата е взаимноизгодна връзка между два организма.

18. Дайте примери:

а) многозначни думи:ключ (от ключалката) - ключ (пружина), писалка (за писане) - дръжка (врата), крило
желязо - лист (от дърво)
б) използването на думи в пряко и преносно значение:
пролетно време - пролетно настроение, златни предмети - златни ръце, играчка за деца - да бъде играчка в нечии ръце
в) синонимни думи:склад - склад, болест - болест, хипопотам - хипопотам, ключ - пролет, релакс - релакс, радост - забавление
г) думи - омоними:ключ (от ключалката) - ключ (пружина), коса (коса) - коса (инструмент), лък (оръжие) - лък (растение)
д) думи - професионализъм:индустриализация, индивидуализация, засегната област, диференциал, интеграл, релаксация, мотивация, икономическо развитие.

19. а) Моделът на какви отношения между хората е изграден в баснята на И. А. Крилов „Вълкът и агнето“? Дайте редове на басня, които подкрепят вашата идея.
Пред нас е пример за авторитарен стил на взаимоотношения. От една страна, вълкът като олицетворение на силата, а от друга страна, агнето като слабост. Редовете: „Той вижда агнето, стреми се към плячка“ и „силният винаги е виновен за силния“ потвърждават разсъжденията ни.

б) Модели на какви хора са изградени в баснята на И. А. Крилов „Водното конче и мравката“? Дайте редове на басня, които подкрепят вашата идея.
Контрастен е моделът на небрежен тип характер (водно конче) и трудолюбив (мравка). Редовете: „кой иска да е пълен през зимата“ и „Пя ли през цялото време? Такъв е случаят: така че отивайте да танцувате!”

20. Пословиците, поговорките, народните изрази са оригинални модели, които използваме в речта, за да й придадем образност и емоционалност. Прочетете историите за произхода на поговорките и опишете съвременните ситуации, за които те служат като модели.

21. Помислете и запишете последователности.

22. Прочетете внимателно текста на параграф 2.3 „Вербални информационни модели“. Отговорете писмено на въпроса „Защо естественият език не винаги е подходящ за създаване на информационни модели“?

23. Изградете математически модел за решаване на задачата.
Една опаковка съдържа n керамични плочки с размери 33 cm x 33 cm.
Нека X е желаният брой пакети, тогава:
X \u003d (axb) / (33x33) / n

24. Изградете графичен модел за решаване на задачата.
От точка А до точка F има прав път с дължина 35 км. Автобусните спирки се намират в точки B, C, D, E. Известно е, че AC=12 km, BD=11 km, CE=12 km, DF=16 km. Намерете разстоянието: AB, BC, CD, DE и EF.

25. Защо фигурата по-долу може да се счита за геометричен модел на формулата

26. Градинарят разполага с 22 метра тел, с който иска да маркира границата на бъдещата цветна леха на земята. Той трябва да избере формата на цветното легло от следните опции:

27. Прочетете внимателно текста на параграф 2.4 „Математически модели“. Отговорете писмено на въпроса: „Защо основният език на информационното моделиране в науката е езикът на математиката, а не на естествения език?“

28. Дайте пример за масите, които сте срещали в училище.

29. Дайте пример за маса, на която сте попадали в ежедневието.

30. Посочете основните елементи от структурата на добре оформена таблица, като посочите местата на общите, горните и страничните заглавия, както и реда, колоната и клетката на таблицата.

31. Запишете основните правила за проектиране на таблици.
1. Заглавието на таблиците трябва да дава представа за информацията, съдържаща се в тях.
2. Заглавията на графиките трябва да са кратки, да не съдържат ненужни думи и, ако е възможно, съкращения.
3. В таблицата трябва да са посочени мерните единици. Ако са общи за цялата таблица, тогава те са посочени в заглавката на таблицата (или в скоби, или разделени със запетая след заглавието). Ако мерните единици се различават, те са посочени в заглавията на редове или колони.
4. Желателно е всички клетки на таблицата да бъдат попълнени. Ако е необходимо, те въвеждат следните символи:
? - неизвестни данни,
8-данните не са възможни,
↓-данните трябва да бъдат взети от горната клетка.

32. Направете необходимите допълнения към диаграмата.

33. Дайте пример за таблица като "обекти - свойства".

34. Дайте пример за таблица от типа „обекти – обекти – едно”.

37. Прочетете внимателно текста на клауза 2.5 „Таблични информационни модели“. Отговорете писмено на въпроса: „Какви са предимствата и недостатъците на табличните информационни модели?“

39. Студенти от Педагогическия институт организираха вариететен квартет. Майкъл свири на саксофон. Пианистът учи в Географския факултет. Името на барабаниста не е Валери, а студентът от Географския факултет не се казва Леонид. Михаил не учи в Историческия факултет. Андрей не е пианист и не е биолог. Валери не учи във Физическия факултет, а барабанистът не учи в Историческия факултет. Леонид не свири на контрабас. На какъв инструмент свири Валери и в кой факултет учи?

41. Мини проучване. През седмицата записвайте в електронна таблица времето, което прекарвате в училище, като правите домашни, помагате в къщата, сте активни, спите и др.
На собствена
Напишете кратък текст за това как минава седмицата ви. Оценете как протича седмицата ви. Какво бихте искали да промените, така че времето да се използва по-ефективно?
На собствена

42. Прочетете внимателно текста на параграф 2.7 "Изчислителни таблици". Формулирайте основната характеристика на изчислителните таблици.

43. Помислете за общия изглед на приложението Microsoft Excel. Свържете етикетите със стрелки към съответните елементи на прозореца, познати ви от работата с приложението Microsoft Word.

45. Наблюдавайте времето във вашето населено място за цял месец. Запишете резултатите от наблюденията в таблицата.

46. ​​През седмицата записвайте в таблица как управлявате свободното си време: колко време отделяте на четене на книги, колко на гледане на телевизия, колко на чат с приятели и т.н.
На собствена

Анализирайте как използвате личното си време. Напишете кратък текст за това.
На собствена

47. Всеки ученик почива всяка година по време на ваканции, почивни дни и празници. През всички оставащи дни ученикът трябва да учи. В съответствие с регулаторните правни актове, действащи на територията на Руската федерация, за неработни празници се считат: 1-5 януари, 7 януари, 23 февруари, 8 март, 1 май, 9 май, 12 юни, 4 ноември. Ако неработен празник се пада на уикенд, се предвижда допълнителен неработен ден.
В календара за 2007 г. отбележете всички неработни дни (почивни дни и празници) с червен маркер, ваканционни дни със зелен маркер.

На собствена

48. Направете кратка анкета сред роднини, приятели, познати или съседи по следните въпроси:
1) Какво четете (образователни или научни, научно-популярни, художествени, лъскави списания и вестници)?
2) Колко време на ден прекарвате в четене (до 30 минути, от 30 минути до 1 час, повече от 1 час)?
Интервюирайте поне 10 души. Представете информацията в таблици.
На собствена

49. Резултатът от внезапно въздействие върху човешкото тяло на какъвто и да е фактор на околната среда се нарича травма.

Дайте примери сами.

50. Данните за растежа на световното население са представени с помощта на таблица, стълбовидна диаграма и графика.

51. Мач.

52. В цеха работят работници от три специалности - стругари (Т), шлосери (В) и фрези (Ж). Всеки работник има ранг не по-нисък от втория и не повече от петия. Диаграма а) показва броя на работниците с различни категории, а диаграма б) показва разпределението на работниците по специалности. Всеки работник има само една специалност и една категория.

54. Прочетете внимателно текста на клауза 2.9 "Графики и диаграми". Формулирайте основните предимства и недостатъци, които имат диаграмите.

55. Опишете накратко реална житейска ситуация, в която вие или членовете на вашето семейство сте използвали диаграмата.
При ремонт на радиостанции електроинженерите използват електрически вериги.
Удобно е да използвате маршрутни карти, когато пътувате.
Картите на метрото помагат на човек да се ориентира, когато се движи.
Има визуални схеми на действия в различни ситуации.
Схемите за апартаменти помагат при създаването на дизайнерски решения.

56. Продължете фразите:
а) Схемата е представяне на някакъв обект като цяло, основни термини с помощта на символи.
б) Географската карта ни дава намалено обобщено изображение на земната повърхност върху равнина в една или друга система от символи.
в) Чертежът е условно графично представяне на обекти с точно съотношение на техните размери, получено чрез проекционния метод.
г) Блоковата диаграма е един от най-визуалните начини за писане на алгоритми; в този случай се използват конвенции.

57. Какви стойности ще имат променливите a и b след изпълнението на алгоритъма?

61. Връзката между елементи от множества X и Y се дава от уравнението y=x+1. Начертайте тази връзка с помощта на графика, ако X=(3,6,9,12), Y=(7,10,13).

62. Създайте дърво на директории със следните пълни имена на файлове.

63. Съгласно многостепенния списък "Устройства на персонален компютър" (работа 5 на компютърната работилница), изградете дървовидна диаграма на връзките.

64. Таблицата показва разходите за транспорт между съседните жп гари. Числата в пресечните точки на редовете и колоните на таблицата показват разходите за пътуване между съответните съседни станции. Ако пресечната точка на ред и колона е празна, тогава станциите не са съседни.

65. Таблицата показва разходите за транспорт между съседните жп гари.

67. Сергей е голям фен на скейтборда. Често отива в магазина на Sport, за да разбере цените на някои стоки. В този магазин можете да закупите напълно сглобен скейтборд. Но можете да закупите платформа, един комплект от 4 колела, един комплект от 2 държача за колела и комплект метални и гумени части (лагери, гумени дистанционери, болтове и гайки) и да изградите свой собствен скейтборд.
Цените на тези продукти са представени в таблицата:

69. Напишете основните понятия от Глава 2 „Информационно моделиране“ и дайте техните дефиниции.
Модел -обект, който се използва като "заместител", представител на друг обект (оригинал) за конкретна цел.
информационен модел– описания на оригинални обекти на кодиращи езици.
Естествен (материален) модел- реални обекти, в намален или увеличен вид, възпроизвеждащи външния вид, структурата и поведението на обекта.
Математически модел- модел, изграден с помощта на математически понятия и формули.
Модел вербален- описание на ситуацията, събитието, процеса на естествен език.
Таблица- списък с информация, числови данни, дадени в определена система и разделени с колони; разнообразие от информационни модели. Използва се за описание на редица обекти, които имат същия набор от свойства.
Тип таблица "обекти - обекти - няколко" (UN)е таблица, съдържаща информация за няколко свойства на двойки обекти, принадлежащи към различни класове.
Таблица тип "обекти - обекти - един" (ООО)е таблица, съдържаща информация за едно свойство на двойки обекти, най-често принадлежащи към различни класове.
Тип таблица "обекти - свойства" (OS)е таблица, съдържаща информация за свойствата на отделни обекти, принадлежащи към един и същи клас.
Тип таблица "обекти - свойства - обекти" (OCO)е таблица, съдържаща информация за свойствата на двойки обекти, принадлежащи към различни класове, както и за единични свойства на обекти от един от класовете.
Изчисляване на таблица– таблица, в която стойностите на някои свойства се изчисляват, като се използват стойностите на други свойства от същата таблица.
Схема- представяне на някакъв обект в общи линии, основни термини с помощта на символи.

Какви примери за информационни модели могат да бъдат дадени за образователните институции? Как педагозите могат да ги използват в работата си? Нека се опитаме заедно да намерим отговори на поставените въпроси.

Какво е модел

Какво представляват емблематичните информационни модели? Примери за тях използват в работата си всички учители, които притежават съвременни информационни технологии. Като цяло моделът е различен начин за представяне на анализираната реалност.

Сортове

Възможно е да се дадат примери за информационни модели от материален и идеален тип.

Пълномащабните варианти се основават на обективен пример, те съществуват независимо от човек, неговото съзнание. В момента те са разделени на физически и аналогови версии, които се основават на явленията, свързани с изследваната тема.

Идеалните модели са свързани с човешкото мислене, неговото възприятие, въображение. Сред тях могат да се отбележат интуитивни, които не се вписват в нито една опция за класификация.

Давайки примери за образен информационен модел, може да се посочи един от тези модели. Нека разгледаме по-отблизо тяхната класификация.

Текстови идеални модели

Словесните модели се използват от учителите от хуманитарния цикъл. Те помагат да се опише определена област, явление, обект, събитие в последователни изречения. Как би изглеждал такъв информационен модел на урока? Да вземем пример от курс по литература. Когато изучава романа на Л. Н. Толстой "Война и мир", учителят описва образа на Наташа Ростова. За да направи това, той използва текстовия модел. Децата, слушайки учителя, създават, въз основа на неговото възприятие за образа на тази героиня, свой собствен образ на героинята на Толстой.

Ако учител по история попита учениците си: „Дайте примери за образен информационен модел на събитията, случили се по време на Куликовската битка, въз основа на разгледаните фрагменти“, момчетата създават свой собствен образ на тази битка. Те го предават под формата на изречения, свързани в история.

Можете да дадете примери за информационни модели от словесна форма и от курса по физика. При изучаване на темата "Налягане на твърдите тела" в седми клас учителят казва на децата колко е трудно да се движите по насипен сняг без ски. След това учениците трябва да обяснят причината за подобно явление, да идентифицират параметрите, от които зависи изучаваната физическа величина. Образът, който възниква в съзнанието на децата след разказа на учителя, им помага да отговорят на поставения въпрос.

Като примери за такъв модел може да се отбележи учебникът, правилата за движение.

Математически модели

Те се считат за широк клас емблематични модели. Математическите модели се основават на използването на съотношения, сравнения и други методи, използвани в тази наука. Давайки примери за информационни модели, базирани на математически методи, можем да споменем решението на квадратни уравнения, изготвяне на пропорции. Всички раздели от геометрията, включващи извеждане и доказателство на теореми, също са свързани с изграждането на математически модел. Не без тях и такъв училищен предмет като икономика.

Информационни модели

Те се считат за клас емблематични модели, които описват всякакви информационни процеси: възникване, трансфер, промяна, прилагане на информация в различни системи. Примери за таблични информационни модели в училище можете да намерите в курса по география за 10. клас. При изучаване на икономическа география табличният модел помага да се видят визуално основните характеристики на страната, да се използва материалът за съставяне на цялостен разказ.

В допълнение, примери за таблични информационни модели могат да бъдат намерени във всеки училищен курс. В химията това е таблица на разтворимостта на съединенията, както и периодичната система на Менделеев. По физика без таблици за учителя е трудно да обясни основните термини, изучавани в темата "Електричество". В историята с тяхна помощ знанията се систематизират, момчетата въвеждат важни исторически дати в една колона, а в другата описват събитията, които им съответстват.

Връзка на моделите

Има условна граница между информационни, математически, вербални модели. И трите примера за информационни модели се намират в училищните дисциплини. Така че за математиката, физиката, компютърните науки, математическите и информационните опции се считат за най-популярни. Но без вербален модел момчетата няма да могат да обяснят явления, алгоритми, уравнения и неравенства.

Характеристики на симулация

Преди да разгледаме примери за графични информационни модели, нека да разберем характеристиките на моделирането. Моделът е изкуствено създаден обект. Това е необходимо, за да се опрости идеята за реален обект или явление. Моделът отразява напълно всички характеристики на самия оригинален процес. Ако е дадена задачата: „Дайте пример за информационен модел“, трябва да разберете същността на процеса.

Говорим за изграждане на модел, който е предназначен да изучава информационните явления и процеси. В компютърните науки програмирането може да се разглежда като такъв предмет. С помощта на определен математически език за програмиране е възможно да се представи текстов материал в графична форма.

Моделирането включва изграждането на модел, който е предназначен да изучава и изучава оригиналния обект, явление, процес. Създаденото копие е надарено само с онези качества и свойства, които са характерни за оригиналния обект, но допуска някои отклонения от идеала.

Дейностен подход

Пълноценни модели могат да бъдат получени чрез систематичен подход. Това е особено вярно в образователните институции. Трансформациите, които засегнаха училищата през последните години, направиха възможно установяване на логическа връзка между отделните дисциплини.

Такъв вариант на обучение, базиран на дейности, допринася за формирането на хармонично развита личност, която разбира единството на живия свят, взаимосвързаността на отделните процеси и явления.

Ако учителите попитат: „Дайте пример за информационен модел“, той може спокойно да избере всеки академичен предмет. Няма такава дисциплина, в която да не се използват таблици, графики, диаграми, презентации.

Характеристики на съвременното училище

Новите стандарти, които бяха въведени в руските училища, включват разглеждане на едно и също явление от различни гледни точки. Например от курс по физика децата ще научат, че електроните са необходими за протичането на електрически ток в металите. Те получават информация за заряда на тази отрицателна частица, определяйки броя им в различните метали. В уроците по химия на учениците се казва за вероятността да се поставят електрони на енергийни нива.

При изучаване на темата "Окислително-редукционни реакции", учениците получават информация за това какво се случва с тези отрицателни частици по време на химическо взаимодействие. Въпреки факта, че информацията се предоставя от различни позиции, ние говорим за един обект - електрони. Такъв систематичен подход дава възможност да се формира в умовете на учениците пълна картина на структурата на материята, нейните трансформации.

В горния пример изследваният обект се разглежда като цялостна система, неразделна част от едно цяло (субстанция). В зависимост от учебната дисциплина се използват определени характеристики и допълнения. При системния подход на преден план излизат не причинно-следствените обяснения за съществуването на обект, а необходимостта от включването на други компоненти от него.

Формирането на универсални модели придобива особено значение по време на експерименталната дейност. С помощта на персонален компютър можете да изчислите параметрите, които ще бъдат свързани с анализирания обект.

Такова моделиране е важно за научното познание на природните явления. В училищния курс по информатика такива действия се наричат ​​изчислителен експеримент, който се основава на три важни понятия: модел, алгоритъм и програма.

Използването на персонален компютър в рамките на училището е възможно в три основни варианта:

• извършване на директни изчисления с помощта на компютър;
• създаване на база данни, превръщането й в програма или конкретен алгоритъм;
• поддържане на интерфейс между компютъра и ученика.

Характеристики на модела

Сред най-често срещаните характеристики, по които е възможно да се класифицират всички модели, отделяме: целта на приложението, обхвата на знанията, фактора време и възможността за представяне.

В зависимост от поставената цел за модела се разграничават експериментални, образователни, игрови, симулационни, научни и технически версии на моделите. Така например, в началния етап на училищното образование, най-приложимите и значими игрови технологии, които позволяват на децата да се чувстват като учител, лекар, полицай. Игровите модели при деца от седем до осем години са добре оформени, тъй като в предучилищните образователни институции те се използват като незаменим елемент при формирането на личните качества на детето.

Разновидности на модели

В зависимост от областта на знанието, за която се съставя моделът, в момента се разграничават икономически, биологични, социологически и химически типове. Например, за цикъла на естествените науки е важно да се формира модел, който би позволил да се обяснят явленията, случващи се в живата и неживата природа. В социологията акцентът е върху процесите, протичащи в обществото.

Според фактора време се разграничават статични и динамични варианти на модели. Статичната опция характеризира параметрите и структурата на обекта, ви позволява да опишете избраното явление (обект) в определен период от време, помага да се получи надеждна и навременна информация за него.

Всеки модел има определена форма, вид, опция за представяне, описание. Предполага се, че училището трябва да разглежда материалните и нематериалните модели в по-голяма степен в зависимост от спецификата на учебната дисциплина.

Материалните модели предполагат реално въплъщение, те напълно повтарят вътрешната или външната структура на самия обект. Например в географията такъв намален модел е модел на земното кълбо (глобус), върху който са нанесени всички морета и океани, континенти и острови. Тези модели са пряко свързани с изследователския подход към обучението на съвременните ученици. Те са необходими при преподаване на химия, физика, биология, астрономия, география.

Нематериалното моделиране включва използването на теоретичен метод на познание.

Заключение

Всеки информационен модел е съвкупност от информация за явление, обект, процес. С негова помощ можете да характеризирате всеки процес, който се случва в жива и нежива природа. Разнообразие от графики, карти, таблици, диаграми, които се използват активно от учителите на всички нива на образование, дават положителен резултат.

Интуитивното (умствено) моделиране допринася за създаването на първо впечатление за процеса, протичащ в химията или биологията. Благодарение на комбинацията от всички възможности за информационни модели, младото поколение на нашата страна формира адекватна оценка за единството на живия и неживия свят. Завършилите училище могат самостоятелно да изграждат всякакви модели, да ги използват за изучаване, анализиране, оценка на събития и явления.

информационен модел– обектен модел, представен под формата на информация, описваща параметрите и променливите на обекта, които са от съществено значение за това разглеждане, връзките между тях, входовете и изходите на обекта, и позволяващ чрез предоставяне на информация на модела за промени в входни стойности, за да се моделират възможните състояния на обекта.

Информационните модели не могат да бъдат докоснати или видяни, те нямат материално въплъщение, защото са изградени само върху информация. Информационен модел е съвкупност от информация, която характеризира съществените свойства и състояния на обект, процес, явление, както и връзката с външния свят.

Информационният модел е формален модел на ограничен набор от факти, концепции или инструкции, предназначени да задоволят конкретно изискване.

За да се изгради информационен модел, е необходимо да се премине през няколко етапа, представени в схема 3. Процесът, осъществяван от „обекта на познание” до „формалното изграждане” се нарича „формализация”, а обратният процес – „ интерпретация” - най-често се използва при познаване на света и учене .

Информационното моделиране се основава на три постулата:

всичко е съставено от елементи;

елементите имат свойства;

елементите са свързани помежду си.

Обектът, за който се отнасят тези постулати, може да бъде представен чрез информационен модел.

Етапи на изграждане на информационен модел.

F Обект на познание I

O Когнитивни субекти H

P Лично представителство T

M Формирана мисъл E

"На живо" дума P

L Записана дума R

I Научен текст Р

H Формални конструкции E

Класификации на информационните модели:

- по описание:

С помощта на официални езици (език на математиката, таблици, езици за програмиране, разширение на човешкия естествен език и др.);

Графични (схеми, диаграми, графики и др.).

- според целта на създаването:

Класификация (дървоподобно, генеалогично дърво, дърво на директории в компютър);

Динамични (като правило те се изграждат на базата на решаване на диференциални уравнения и служат за решаване на задачи за управление и прогнозиране).

- по естеството на моделирания обект:

Детерминистичен (определен), за който са известни законите, по които обектът се променя или развива;

Вероятностни (обработка на статистическа несигурност и някои видове размита информация).

Исторически произход и методологическо значение на понятията модел и аналогия.

Думата "модел" идва от латинската дума "modulus", което означава "мярка", "проба". Първоначалното му значение е свързано с изкуството на строителството и в почти всички европейски езици ​​​то се е използвало за обозначаване на образ или прототип, или нещо, подобно в някакво отношение на друго нещо.

Моделирането в научните изследвания започва да се използва в древни времена и постепенно обхваща всички нови области на научното познание: технически дизайн, строителство и архитектура, астрономия, физика, химия, биология и накрая социални науки. 20-ти век донесе голям успех и признание в почти всички клонове на съвременната наука на метода на моделиране. Методологията на моделиране обаче отдавна се разработва от отделни науки независимо една от друга. Нямаше единна система от понятия, единна терминология. Едва постепенно започва да се осъзнава ролята на моделирането като универсален метод за научно познание.

Терминът "модел" е широко използван в различни сфери на човешката дейност и има много семантични значения. В този раздел ще разгледаме само такива модели, които са инструменти за получаване на знания.

По този начин, модел- опростено представяне на реален обект, процес или явление. Моделът е такъв материален или мислено представен обект, който в процеса на изследване замества оригиналния обект, така че прякото му изследване да дава нови знания за оригиналния обект.

под симулацияразбира се процесът на изграждане, изучаване и прилагане на модели. Тя е тясно свързана с категории като абстракция, аналогия, хипотеза и т.н. Процесът на моделиране задължително включва изграждането на абстракции и изводите по аналогия и изграждането на научни хипотези. Моделиране- изграждане на модели за изследване и изследване на обекти, процеси, явления.

Обектните модели трябва да отразяват нещо, което наистина съществува. Следователно обективните модели често се разбират като абстрактно обобщение на обекти от реалния живот. Например моделите на обекти могат да бъдат копия на архитектурни структури, слънчевата система, структурата на парламентарната власт в страната и т.н. Моделът може да опише явленията на живата и неживата природа, и то не само един, а цял клас явления с общи свойства. Моделите на обекти или явления отразяват свойствата на оригинала - неговите характеристики, параметри.

Можете също така да създавате модели на процеси, т.е. за моделиране на действия върху материални обекти: ход, последователна промяна на състояния, етапи на развитие на един обект или тяхната система. Примери за това са добре известни: това са модели на икономически или екологични процеси, развитието на Вселената или обществото и т.н.

Методическа основа на моделирането.

Теорията на моделирането се основава на систематичен подход. Системният подход е, че изследователят се опитва да проучи поведението на системата като цяло, а не да се фокусира върху отделните й части. Този подход се основава на признаването, че дори ако всеки елемент или подсистема има оптимален дизайн или функционални характеристики, полученото поведение на системата като цяло може да бъде само неоптимално поради взаимодействието между отделните й части.

Нарастващата сложност на организационните системи и необходимостта от преодоляване на тази сложност направиха системния подход все по-необходим изследователски метод.

Определен набор от елементи на разглежданата система може да бъде представен като нейна подсистема. Смята се, че подсистемите включват някои независимо функциониращи части на системата. Следователно, за да се опрости процедурата на изследване, първоначално е необходимо правилно да се идентифицират подсистемите на сложна система, тоест да се определи нейната структура. Структурата на една система е набор от връзки между нейните компоненти (подсистеми), който е стабилен във времето. И при систематичен подход важна стъпка е да се определи структурата на изследваната, описана система.

Системата е едно цяло, съставено от части. Системата е съвкупност от елементи, които са във взаимоотношения и връзки помежду си и образуват определена цялост и единство.

компютърен модел.

компютърен модел– модел, реализиран посредством софтуерната среда.

Когато работим с компютър като инструмент, трябва да помним, че той работи с информация. Следователно трябва да се изхожда от това каква информация и в каква форма може да възприема и обработва компютърът. Съвременният компютър е в състояние да работи със звук, видео, анимация, текст, диаграми, таблици и др. Но за да използвате цялото разнообразие от информация, е необходима както техническа (хардуерна), така и софтуерна (софтуерна) поддръжка. И двете са инструменти за компютърно моделиране. Сега има широка гама от програми, които ви позволяват да създавате различни видове компютърни символни модели: текстови процесори, редактори на формули, електронни таблици, системи за управление на бази данни, професионални системи за проектиране, както и различни среди за програмиране.

Съвременните компютри предоставят широки възможности за моделиране на различни явления и процеси. В образователния процес компютърът не трябва просто да замества черна дъска, плакат, филмов и диапроектор, естествен експеримент. Такава подмяна е целесъобразна само когато използването на компютри ще даде значителен допълнителен ефект спрямо използването на други учебни пособия.

Компютърната симулация (КМ) е обещаващ метод за подобряване на образователния процес. Той придобива все по-голямо значение в съвременното научно познание и освен това в момента се превръща в популярен дидактически инструмент. Нека разгледаме тази посока по-подробно.

Предмет на КМ е изследването на процеси и явления с помощта на компютър, който в случая действа като експериментална инсталация. При използване на QM за решаване на задачи се разграничават етапите на поставяне на проблем, разработване на модел, компютърен (изчислителен) експеримент и анализиране на резултатите от симулацията. Ако резултатите от симулацията не отговарят на целта, тогава става необходимо да се върнем към предишните етапи.

математически модели.

Математическото моделиране позволява използването на математически символи и зависимости, за да се направи описание на текущия процес.

Математически модел- това е набор от математически обекти и връзки между тях, отразяващи адекватно свойствата и поведението на изследвания обект. Моделът се счита за адекватен, ако отразява изследваните свойства с приемлива точност. Точността се оценява от степента на съвпадение на стойностите на изходните параметри, предвидени по време на изчислителния експеримент върху модела, с техните истински стойности.

Математическият модел обхваща клас от недефинирани (абстрактни, символни) математически обекти като числа или вектори и връзките между тези обекти.

Математическата връзка е хипотетично правило, свързващо два или повече символни обекта. Много връзки могат да бъдат описани с помощта на математически операции, които свързват един или повече обекти с друг обект или с набор от обекти (резултат от операция).

Математическият модел ще възпроизведе подходящо подбрани аспекти на физическа ситуация, ако може да се установи правило за съответствие, свързващо конкретни физически обекти и отношения с определени математически обекти и отношения. Също така може да бъде поучително и/или интересно изграждането на математически модели, за които няма аналози във физическия свят. Най-често известните математически модели са системи от цели и реални числа и евклидова геометрия; определящите свойства на тези модели са повече или по-малко директни абстракции на физически процеси (броене, подреждане, сравнение, измерване).

Обектите и операциите на по-общи математически модели често се свързват с набори от реални числа, които могат да бъдат корелирани с резултатите от физическите измервания.

Числа, променливи, множества, вектори, матрици и т.н. действат като математически обекти.

Класификация на математическите модели въз основа на особеностите на приложения математически апарат.