Modelarea în domeniul informaticii este ceea ce? Tipuri și etape de modelare

În această lucrare, propunem să discutăm în detaliu tema modelării în domeniul informaticii. Această secțiune are o importanță deosebită pentru formarea viitorilor specialiști în domeniul tehnologiei informației.

Pentru a rezolva orice problemă (științifică sau industrială), informatica utilizează următorul lanț:

Ar trebui să acorde o atenție deosebită conceptului de "model". Fără prezența acestei legături, soluția problemei nu va fi posibilă. De ce se utilizează modelul și ce se înțelege prin acest termen? Acest lucru vom vorbi în secțiunea următoare.

Modelul

Modelarea în domeniul informaticii este realizarea unei imagini a oricărui obiect din viața reală care să reflecte toate caracteristicile și proprietățile esențiale. Modelul de rezolvare a problemei este necesar, deoarece, de fapt, este folosit în procesul de soluționare.

În cursul școlii de informatică, tema modelării începe să fie studiată în clasa a șasea. La începutul copiilor este necesar să se introducă conceptul de model. Ce este?

• Similitudine simplificată a obiectului;
• Copie redusă a obiectului real;
• Schema fenomenului sau a procesului;
• O imagine a unui fenomen sau a unui proces;
• Descrierea fenomenului sau a procesului;
• Analog fizic al obiectului;
• Informații analogice;
• Un obiect substitutiv care reflectă proprietățile unui obiect real și așa mai departe.

Modelul este un concept foarte larg, așa cum a devenit deja clar din cele de mai sus. Este important să rețineți că toate modelele sunt împărțite în grupuri:

• materiale;
• ideale.

Un model material este înțeles ca un obiect bazat pe un obiect real. Poate fi orice organism sau proces. Acest grup este împărțit în două alte tipuri:

• fizică;
• analogic.

O astfel de clasificare este condiționată, deoarece este foarte dificil să se traseze o limită clară între cele două subspecii.

Modelul ideal este și mai greu de caracterizat. Este asociat cu:

• gândire;
• imaginație;
• percepție.

Poate include opere de artă (teatru, pictura, literatură etc.).

Obiectivele modelării

Modelarea în știința informaticii este o etapă foarte importantă, deoarece urmărește o mulțime de obiective. Acum oferim să ne cunoaștem.

Mai întâi de toate, modelarea ne ajută să cunoaștem lumea din jurul nostru. De-a lungul timpului, oamenii au acumulat cunoștințele dobândite și au transmis-o descendenților lor. Astfel a existat un model al planetei noastre (glob).

În secolele trecute, a fost realizată modelarea obiectelor inexistente, care acum sunt ferm înrădăcinate în viața noastră (o umbrelă, o moară și așa mai departe). În prezent, imagistica vizează:

• identificarea consecințelor oricărui proces (creșterea costului transportului sau eliminării deșeurilor chimice sub pământ);
• asigurarea eficacității deciziilor.

Sarcinile de modelare

Am menționat în articol, ce este modelarea în domeniul informaticii. Acest proces are câteva sarcini, despre care vom vorbi în această secțiune.

Care este sarcina în modelare? Să presupunem că avem o problemă, trebuie să rezolvăm o serie de probleme pentru ao elimina. Aceasta este sarcina este o problemă care trebuie abordată. Este important de menționat că toate sarcinile pot fi împărțite în două grupuri mari.

Modelul verbal

Care sunt metodele de modelare? Informatica utilizează numai două metode - informație și matematică. Dar este important să menționăm încă un fel de model - cel verbal. Despre asta, vorbim acum mai mult.

Modelul verbal se referă la categoria ideală sau abstractă. Această descriere cu ajutorul literelor, cuvintelor, propozițiilor. Aceste modele includ:

• protocolul;
• regulile drumului;
• informații în literatura de specialitate;
• ficțiune;
• o descriere orală sau scrisă a unui obiect, proces sau fenomen.

Model matematic

Ce alte tipuri de modele sunt studiate în domeniul informaticii? Modelarea informațiilor și algoritmul matematic sunt de obicei împărțite. Deși, așa cum sa spus anterior, limitele dintre modelele verbale, matematice și informaționale sunt foarte condiționate.

În termeni simpli, modelul matematic descrie orice situație dintr-un punct de vedere matematic. Nu observând pentru noi înșine, suntem implicați în modelarea matematică în fiecare zi. De exemplu: mama trimite copilul pentru pâine și lapte. Știe cât costă aceste produse în magazinul de lângă casa. Acum este necesar să numărați câți bani să îi dați copilului. Să presupunem că lapte costă 75 ruble și 50 copeici, și pâine - 30 ruble 20 copeici. Întreaga achiziție va costa 105 ruble, 70 copeici (75.5 + 30.2). Aceasta este un exemplu de model matematic.

Model de informații

Acum, să vorbim despre încă un fel de modele studiate în cursul școlii de informatică. Modelarea computerizată, care trebuie să fie stăpânită de fiecare viitor specialist IT, include procesul de implementare a modelului de informație utilizând instrumente de calculator. Dar ce este acest model de informare?

Este o listă de informații despre un obiect. Ce descrie acest model și ce informații utile suportă:

• proprietățile obiectului modelat;
• starea lui;
• comunicarea cu lumea exterioară;
• relațiile cu obiectele externe.

Ce poate servi drept model de informare:

• descriere verbală;
• text;
• desen;
• de masă;
• schemă;
• desen;
• formula și așa mai departe.

O caracteristică distinctivă a modelului de informare este că nu poate fi atinsă, nu are gust și așa mai departe. Nu are o întruchipare materială, deoarece este prezentată sub formă de informații.

Abordarea sistemului pentru crearea unui model

În ce clasă a programului școlar se efectuează studiul de modelare? Cursul Informatics 9 introduce elevii la acest subiect în detaliu. În această clasă copilul învață despre abordarea sistemului de modelare. Propunem să vorbim despre acest lucru în detaliu.

Să începem cu conceptul de "sistem". Acesta este un grup de elemente interdependente care acționează împreună pentru a îndeplini sarcina. Pentru a construi un model, abordarea sistemică este adesea utilizată, deoarece obiectul este privit ca un sistem care funcționează într-un anumit mediu. Dacă este modelat un obiect complex, atunci sistemul este împărțit în părți mai mici - subsisteme.

Scopul utilizării

Acum vom analiza scopurile modelării (clasa 11). Anterior sa spus că toate modelele sunt împărțite în anumite tipuri și clase, dar limitele dintre ele sunt arbitrare. Există mai multe semne pe care se obișnuiește clasificarea modelelor: scopul, aria cunoașterii, factorul de timp, modul de prezentare.

În ceea ce privește obiectivele, este obișnuit să se facă distincția între următoarele tipuri:

• de formare;
• cu experiență;
• simulare;
• jocuri de noroc;
• științifice și tehnice.

Primul tip include materiale didactice. Pentru a doua, copii reduse sau mărite ale obiectelor reale (model de construcție, aripa de aeronave și așa mai departe). Model de simulare vă permite să prezicați rezultatul unui eveniment. Modelarea simulării este adesea folosită în medicină și sfera socială. De exemplu, modelul ajută la înțelegerea modului în care oamenii vor reacționa la această reformă sau această reformă? Înainte de a face o operațiune gravă pentru o persoană la transplantul de organe, au fost efectuate multe experimente. Cu alte cuvinte, modelul de simulare permite rezolvarea problemei prin metoda "încercare și eroare". Modelul de joc este un fel de joc economic, de afaceri sau militar. Folosind acest model, puteți prezice comportamentul unui obiect în situații diferite. Modelul științific și tehnic este folosit pentru a studia un proces sau un fenomen (un dispozitiv care simulează o descărcare de gheață, un model al mișcării planetelor sistemului solar etc.).

Zonă de cunoștințe

În ce clasă de studenți sunt introduse mai multe detalii cu modelare? Informatica din clasa a IX-a se concentrează pe pregătirea studenților pentru examene de admitere la instituțiile de învățământ superior. Deoarece pe biletele EGE și GIA există întrebări cu privire la modelare, acum este necesar să ținem cont de acest subiect cât mai mult posibil. Și cum este clasificarea în funcție de domeniul cunoașterii? Pe baza acestei caracteristici se disting următoarele tipuri:

• biologice (de exemplu, provocate artificial în bolile animalelor, tulburări genetice, neoplasme maligne);
• economic (model de comportament al întreprinderii, model de formare a prețului pieței etc.);
• istoric (arbore genealogic, modele de evenimente istorice, model al armatei romane etc.);
• sociologic (model de interes personal, comportamentul bancherilor în adaptarea la noile condiții economice) și așa mai departe.

Factor de timp

Conform acestei caracteristici, există două tipuri de modele:

• dinamică;
• statică.

Deja, judecând după un singur nume, nu este greu de ghicit că primul tip reflectă funcționarea, dezvoltarea și schimbarea unui obiect în timp. Staticul este capabil să descrie obiectul în orice moment în timp. Acest tip este uneori numit structural, deoarece modelul reflectă structura și parametrii obiectului, adică oferă o secțiune de informații despre acesta.

exemple modelul dinamic Acestea sunt:

• un set de formule care reflectă mișcarea planetelor sistemului solar;
• graficul modificării temperaturii aerului;
• înregistrarea video a unei erupții vulcanice și așa mai departe.

Exemple ale modelului statistic sunt:

• lista de planete ale sistemului solar;
• harta zonei și așa mai departe.

Metoda de reprezentare

Pentru început, este foarte important să spunem că toate modelele au o formă și o formă, ele sunt întotdeauna făcute din ceva, cumva reprezentate sau descrise. Conform acestei caracteristici, se obișnuiește clasificarea modelelor în acest fel:

• materiale;
• intangibilă.

Primul tip include copii materiale ale obiectelor existente. Acestea pot fi atinse, înghițite și așa mai departe. Ele reflectă proprietățile externe sau interne, acțiunile unui obiect. De ce avem nevoie de modele materiale? Ele sunt folosite pentru metoda experimentală de cunoaștere (metoda experimentală).

Ne-am adresat deja modelelor nemateriale mai devreme. Ei folosesc metoda teoretică a cunoașterii. Astfel de modele sunt denumite de obicei ideale sau abstracte. Această categorie este împărțită în mai multe subspecii: modele imaginare și informații.

Modelele de informații oferă o listă de informații diverse despre unitate. Ca model de informare, tabele, cifre, descrieri verbale, diagrame și așa mai departe pot acționa. De ce este acest model numit imaterial? Lucrul este că nu poate fi atins, deoarece nu are nici o întrupare materială. Printre modelele de informații se disting semnul și viziunea.

Un model imaginar este una din etapele de modelare. Este un proces creativ care are loc în imaginația unei persoane care precedă crearea unui obiect material.

Etape de modelare

Tema informaticii din clasa a IX-a "Modelare si formalizare" este foarte importanta. Este obligatoriu să studiezi. În clasa 9-11, profesorul este obligat să familiarizeze studenții cu etapele de creare a modelelor. Aceasta este ceea ce vom face acum. Deci, se disting următoarele etape de modelare:

• o formulare semnificativă a problemei;
• formularea matematică a problemei;
• dezvoltare prin utilizarea unui calculator;
• funcționarea modelului;
• obținerea rezultatului.

Este important de observat că, atunci când studiem tot ceea ce ne înconjoară, se folosesc procesele de modelare, formalizare. Informatica este un subiect dedicat metodelor moderne de studiere și rezolvare a problemelor. În consecință, accentul se pune pe modele care pot fi implementate cu ajutorul unui calculator. O atenție deosebită în acest subiect trebuie acordată dezvoltării unui algoritm pentru rezolvarea soluțiilor cu ajutorul calculatoarelor electronice.

Relațiile dintre obiecte

Acum hai să vorbim puțin despre relația dintre obiecte. Există trei tipuri:

• una la alta (această conexiune este indicată printr-o săgeată cu sens unic în una sau în cealaltă direcție);
• unul la multe (multiplele link-uri sunt notate cu o săgeată dublă);
• multe la multe (o astfel de conexiune este marcată de o săgeată dublă).

Este important să rețineți că legăturile pot fi condiționate și necondiționate. Comunicarea necondiționată presupune utilizarea fiecărui exemplu al obiectului. Și numai anumite elemente sunt implicate în condițional.