Системный подход в моделировании. Типы информационных моделей. Цель урока: Сформировать понятия системы и ее состояния. Выделить основные типы информационных моделей. © Мульганова Е. Б

Понятие системы Практически каждый объект состоит из других объектов: Солнечная система состоит из планет; Планеты состоят из атомов различных веществ; Атомы – из элементарных частиц, следовательно, представляет собой систему.

Важным признаком системы является ее целостное функционирование Система является не набором отдельных элементов, а совокупностью взаимосвязанных элементов. Система является совокупностью взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы.

Состояние системы характеризуется ее структурой (составом и свойствами элементов) Система сохраняет свою целостность под воздействием различных внешних и внутренних изменений до тех пор, пока она сохраняет неизменной свою структуру. Если структура системы меняется, то система может престать функционировать. Пример: ПК без процессора

Любая система существует в пространстве и во времени И в каждый момент находится в определенном состоянии. Модели, описывающие состояние системы в любой момент времени, называются статическими информационными моделями Модели, описывающие процессы изменения систем, называются динамическими информационными моделями

Примеры статических и динамических ИМ: Модели простых механизмов, деталей; модели строения растений и животных; модели строения молекул и кристаллических решеток. Модели движения тел; модели развития организмов и популяций; процессы прохождения реакций.

Типы информационных моделей Информационные модели отражают различные типы объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для этого используются различные типы моделей: 1.Табличные; 2.Иерархические; 3.Сетевые.

1. Табличные информационные модели Прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические ИМ в различных предметных областях.

Типы табличных моделей «объект – объект»; «объект – свойство»; двоичная матрица.

В табличной ИМ перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце(строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах(строках) таблицы. Постройте табличную ИМ: «Цены устройств ПК» «Количество дней в месяцах года» «Картины известных художников» Визуализировать подобные таблицы можно построением диаграмм, например в Excel.

2. Иерархические информационные модели Т.к. нас окружает множество объектов, то для простоты восприятия некоторые из них со схожими свойствами объединяют в группы. Группа объектов, обладающих одинаковыми свойствами, называется классом. Внутри класса выделяют подклассы. Такой процесс систематизации называется процессом классификации

В процессе классификации объектов строятся ИМ, которые имеют иерархическую структуру. В иерархической ИМ 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.

Иерархические ИМ делятся на: Статические: классы ПК, классификация растений и животных Динамические: генеалогическое дерево семьи Рюриковичей, Романовых; популяция животных.

Изображение ИМ в форме графов Граф является удобным способом наглядного представления структуры ИМ. Вершины графа (овалы) отображают элементы системы.

3. Сетевые информационные модели Применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер. Например: части региональной сети Интернет (американская, европейская, российская, австралийская, и т.д.)

Представленная сетевая ИМ является статической Сетевая структура глобальной сети Интернет С помощью сетевой динамической модели можно, например, описать процесс передачи мяча игроками в коллективной игре(футбол)

Домашнее задание: Построить табличную ИМ Построить модель генеалогического дерева вашей семьи Построить ИМ локальной сети школьного компьютерного класса или домашней локальной сети, если таковая имеется в доме.