Моделирование

Моделирование – метод познания объектов окружающего мира, состоящий в создании и исследовании их «заместителей». «Объект-заместитель» – модель, исходный объект – оригинал.

Когда необходимо моделирование? Когда исследуемый объект слишком велик Или слишком мал Когда процесс протекает слишком быстро Или слишком медленно Когда исследование объекта опасно Или слишком дорого

Основные типы моделей Натурные модели – копируют, воспроизводят признаки оригинала Кукла Манекен Скульптура Производственный робот Объект моделирования Информационные модели – описывают признаки оригинала на одном из языков кодирования информации Фотография Видеофильм Анкета Медицинская карточка

Укажите информационные модели: Физическая карта Глобус График зависимости расстояния от времени Макет здания Схема узора для вязания крючком Муляж яблока Манекен Схема автобусных маршрутов

Какие из этих моделей информационные? Компьютер – процессор Слякоть – насморк Автомобиль – техническое описание автомобиля Город – путеводитель по городу Самолет – радиоуправляемая модель самолета Человек – манекен Челябинск – город Укажите пары объектов, которые находятся в отношении «объект-модель»:

Свойства моделей Модель не является точной копией оригинала, она отражает только необходимые его свойства. Может быть много моделей одного оригинала – все зависит от целей моделирования.

Для чего используются модели: Чтобы представить материальный предмет Чтобы объяснить известные факты Чтобы проверить гипотезы и получить новые знания объектах Чтобы прогнозировать (предсказывать) поведение объектов Чтобы управлять сложными системами объектов

Информационные модели При информационном моделировании объект-оригинал заменяется набором его свойств: названий величин и их значений. Внешний вид Длина 12 м Ширина 6 м Количество этажей 1 Материал стен Сосна Толщина стен 0,6 м Внутренняя отделка стен Евровагонка Материал крыши Шифер

Классификация информационных моделей Образные – Зафиксированные зрительные образы Рисунок Эскиз Иллюстрация Словесные – Словесное описание оригинала на естественном языке Знаковые – Информационные модели, выраженные специальными знаками любого формального языка Математические Математические – Формулы Графические Графические – Карты Схемы Чертежи Графики и диаграммы Графы систем И пр. Табличные Табличные – Таблицы Объект-свойство Объект-объект Двоичная матрица И пр. Смешанные – содержат элементы и образного и знакового представления информации

Математические модели Модель движения тела, брошенного со скоростью V 0 под углом α к горизонту: x = V 0 cos α t y = V 0 sin α t – gt 2 /2

x z y B A 1 1 & 1 A B y x z Диск: Примеры графических моделей

ОБЪЕКТ - СВОЙСТВО База данных «Домашняя библиотека» НОМЕРАВТОРНАЗВАНИЕГОДПОЛКА 0001Беляев А. Р.Человек-амфибия Кервуд Д.Бродяги севера Тургенев И. С.Повести и рассказы Тынянов Ю. Н.Кюхля Толстой Л. Н.Повести и рассказы Беляев А. Р.Избранное База данных «Погода» ДЕНЬОСАДКИ ТЕМПЕРАТУРА (градусы С) ДАВЛЕНИЕ (мм рт.ст.) ВЛАЖНОСТЬ (проценты) Снег- 3, Без осадков Туман 1,01, ДВОИЧНАЯ МАТРИЦА ОБЪЕКТ - ОБЪЕКТ База данных «Успеваемость» УЧЕНИК РУССКИЙАЛГЕБРАХИМИЯФИЗИКАИСТОРИЯМУЗЫКА Аликин Петр Ботов Иван Волков Илья База данных «Факультативы» ФАМИЛИЯГЕОЛОГИЯЦВЕТОВОДСТВОТАНЦЫ Русанов 101 Семенов 110 Зотова 011 Примеры табличных моделей

Назовите объекты, модели которых приведены ниже:

Словесные модели Словесные модели описывают Объекты, системы Ситуации События Процессы Сфера применения: Научная литература Деловая и техническая документация Учебная литература Художественная литература Личное общение

Басня «ВОЛК И ЯГНЕНОК» У сильного всегда бессильный виноват: Тому в Истории мы тьму примеров слышим, Но мы Истории не пишем; А вот о том как в Баснях говорят. Ягненок в жаркий день зашел к ручью напиться; И надобно ж беде случиться, Что около тех мест голодный рыскал Волк. Ягненка видит он, на до́быту стремится; Но, делу дать хотя законный вид и толк, Кричит: «Как смеешь ты, наглец, нечистым рылом Здесь чистое мутить питье мое С песком и с илом? За дерзость такова Я голову с тебя сорву». «Когда светлейший Волк позволит, Осмелюсь я донести: что ниже по ручью От Светлости его шагов я на сто пью; И гневаться напрасно он изволит: Питья мутить ему никак я не могу». «Поэтому я лгу! Негодный! слыхана ль такая дерзость в свете! Да помнится, что ты еще в запрошлом лете Мне здесь же как-то нагрубил: Я этого, приятель, не забыл!» «Помилуй, мне еще и отроду нет году», Ягненок говорит. «Так это был твой брат». «Нет братьев у меня». «Так это кум иль сват И, словом, кто-нибудь из вашего же роду. Вы сами, ваши псы и ваши пастухи, Вы все мне зла хотите, И если можете, то мне всегда вредите: Но я с тобой за их разведаюсь грехи». «Ах, я чем виноват?» «Молчи! устал я слушать Досуг мне разбирать вины твои, щенок! Ты виноват уж тем, что хочется мне кушать». Сказал и в темный лес Ягненка поволок. Модель взаимоотношений насильника и жертвы

Пословицы, поговорки – модели ситуаций и объектов Поговорка История возникновения Моделью какой ситуации или объекта служит Как пить дать По обычаю древних славян никто ни при каких обстоятельствах не имел права отказать человеку в воде Как с гуся вода У водоплавающих птиц оперение покрыто особой жирной смазкой. Поэтому вода не смачивает перья, а быстро и беспрепятственно скатывается с них. Косая сажень в плечах «Косая сажень» – расстояние от подошвы ноги до концов пальцев вытянутой вверх противоположной руки взрослого мужчины. Ситуация, исход которой очевиден Ситуация, которая не влияет на участника ни в какой степени Очень высокий, широкоплечий, сильный человек

Особенности естественных языков Многозначность Переносные значения Синонимия Омонимия Эти особенности делают естественный язык не пригодным для использования во многих сферах профессиональной деятельности.

Математические модели Язык математических формул является строго формализованным языком. Его высказывания строго логичны и не могут быть истолкованы разными способами. В них не бывает подтекста и скрытого смысла. В математическом языке не бывает недоговоренности, он дает полную информацию. Поэтому основным языком информационного моделирования в науке и технике является язык математики.

Задание (использовать Калькулятор и WordPad) Математическая модель зависимости скорости звука от температуры воздуха: V = ,6t С помощью этой модели определите: 1. С какой скоростью распространяется звук в летний день при температуре +30 ºС ? 2. С какой скоростью распространяется звук в зимний день при температуре -35 ºС ? 3. Какова температура воздуха, если скорость звука составляет 340 м/с?

Табличные информационные модели Таблицы используются для описания ряда объектов, имеющих одинаковые свойства. Свойство 1Свойство 2Свойство 3 Объект 1 Объект 2 Объект 3Второе свойство третьего объекта Срок годности, дней Цена, руб Количество, упаковок Молоко 328,5015 Сметана 1434,2010 Сыр 3090,707

Структура таблицы Общий заголовок таблицы Наименование столбцов (верхний заголовок) Наименование строк (боковой заголовок) Столбец или Графа Строка Ячейка Верхний заголовок, как правило, содержит названия свойств объектов Боковой заголовок содержит названия объектов В столбцах содержатся значения определенного В строке -описание объекта свойства

Правила оформления таблицы 1. Заголовок таблицы должен соответствовать ее содержанию. 2. Заголовки столбцов и строк должны быть краткими. 3. В таблице должны быть единицы измерения (либо в заголовке таблицы, либо в заголовках столбцов). 4. Все ячейки должны быть заполнены. – Если данные неизвестны, ставим ? – Если данные невозможны, ставим Х

Простые таблицы Таблица типа «объекты – свойства» ОС Таблица типа «объекты – объекты – один» ООО

Таблица типа «объекты – свойства» ОС Свойство 1Свойство 2Свойство 3Свойство 4 Имя объекта 1 Имя объекта 2 Имя объекта 3Значение свойства указанного объекта Имя объекта 4

Таблица типа «объекты – объекты – один» ООО Имя первого класса объектов Имя второго класса объектов Имя 1-го объекта второго класса Имя 2-го объекта второго класса Имя 3-го объекта второго класса Имя 1-го объекта первого класса Имя 2-го объекта первого класса Значение свойства пары объектов Имя 3-го объекта первого класса Или отображение связи между объектами Ученики Период обучения I четвертьII четвертьI полугодие Иванов Ваня 344 Петров Петя 444 Сидорова Света 555 Машина Маша 354 Город МоскваПетрозаводск СамараКазань Москва Петрозаводск Самара Казань

Сложные таблицы Таблица типа «Объекты – свойства – объекты» ОСО Таблица типа «объекты – объекты – несколько» ООН

Таблица типа «Объекты – свойства – объекты» ОСО – содержит информацию и об одиночных свойствах объектов и о свойствах пар объектов (ОС + ООО). Ученик Рост, см Вес, кг Упражнение Прыжок в длину с места Бег на 1000 м Результат, см Оценка Результат, с Оценка Иванов Петров Сидоров

Таблица типа «объекты – объекты – несколько» ООН – это таблица, содержащая информацию о НЕСКОЛЬКИХ свойствах пар объектов, принадлежащих к разным классам (ООО+ООО). Ученик Предмет Информатика Математика I четвертьII четверть I полугодие I четвертьII четверть I полугодие Иванов Петров Сидоров

Вычислительные таблицы Вычислительными называются таблицы, в которых значения некоторых свойств ВЫЧИСЛЯЮТСЯ с использованием значений других свойств из этой же таблицы. Список товаров по накладной 235 Товар Цена, руб.Количество, шт.Стоимость, руб. Молоко 32, Кефир 35, Йогурт 40, ИТОГО:5951

Графики и диаграммы Объемные таблицы представляют информацию точно, но для человеческого восприятия затруднительно. Чтобы понять смысл информации, необходимо воспринять ее в некотором графическом образе.

Время

График состоит из: двух координатных осей. Оси являются шкалами для представляемых значений. Одна величина является независимой (часто это время), а другая – зависимой. Независимая откладывается по оси X, а зависимая – по оси Y. Изображения значений в виде точек, линий или кривых График показывает, что происходит с величиной Y при изменении величины X. X Y Независимая величина Зависимая величина

Гистограммы и линейчатые диаграммы – используются для того, чтобы наглядно сравнить значение свойств ряда объектов. X Y Названия объектов Значение свойства X Y Значение свойств Названия объектов Гистограмма Линейчатая

Гистограмма

Линейчатая диаграмма

Круговая диаграмма – применяется, когда надо отобразить вклад каждого значения в общую сумму.

Диаграмма состоит из круга, разделенного на секторы. Весь круг соответствует 100%, каждый сектор соответствует значению, выраженному в процентах от общей суммы. Один или несколько секторов можно выдвинуть, чтобы обратить на них внимание.