Скачать презентацию Моделирование как метод познания Моделирование — это Скачать презентацию Моделирование как метод познания Моделирование — это

Моделирование.ppt

  • Количество слайдов: 30

Моделирование как метод познания Моделирование как метод познания

Моделирование — это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Можно выделить несколько Моделирование — это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Можно выделить несколько целей моделирования: 1. Модель нужна для того, чтобы понять, как устроен объект (или как протекает процесс, происходит явление), какова его структура, каковы его свойства, законы развития и функционирования, каково его взаимодействие с окружающим миром (понятийная модель). 2. Модель нужна для того, чтобы определить наилучшие способы управления процессом или объектом (управленческая модель). 3. Модель нужна для того, чтобы прогнозировать прямые или косвенные последствия функционирования или развития объекта, процесса или явления (прогностическая модель). 4. Модель нужна для организации процесса обучения или самообучения (учебная модель).

Модели поверхности Земли (первая модель) Предположим, что рассматривается движение по пешеходному туристическому маршруту, то Модели поверхности Земли (первая модель) Предположим, что рассматривается движение по пешеходному туристическому маршруту, то путь прокладывается на плане местности (первая из рассматриваемых моделей, поверхность земного шара представляется плоской, рельеф местности, ландшафт, инженерные сооружения переданы очень подробно).

Модели поверхности Земли (вторая модель) Если мы будем рассматривать перелет из Ярославля в Москву, Модели поверхности Земли (вторая модель) Если мы будем рассматривать перелет из Ярославля в Москву, то нам потребуется географическая карта (вторая из рассматриваемых моделей, поверхность Земли считаем плоской, но особенности рельефа, ландшафта передаем лишь в общих чертах).

Модели поверхности Земли (третья модель) Москва Если необходимо рассмотреть перелет из Москвы в удаленный Модели поверхности Земли (третья модель) Москва Если необходимо рассмотреть перелет из Москвы в удаленный город (например, Красноярск), то прокладывать прямолинейный маршрут по карте нельзя, так как ошибемся на сотни километров. Карта Красноярск дает слишком искаженные данные. Необходимо использовать иную модель Земли — глобус, считая Землю шаром (это третья модель поверхности Земли).

Модели поверхности Земли (четвертая модель) Портланд Москва В том случае, когда речь идет о Модели поверхности Земли (четвертая модель) Портланд Москва В том случае, когда речь идет о транс континентальных путешествиях, то придется использовать более точную модель — геоид (четвертая модель, Земля представляется шаром, "сплюснутым" у полюсов). Именно поэтому Валерий Чкалов свой перелет в Америку совершал через Северный полюс.

Модели и объекты В каждом из случаев поверхность Земного шара заменялась новым объектом (планом, Модели и объекты В каждом из случаев поверхность Земного шара заменялась новым объектом (планом, картой, шаром, геоидом), в зависимости от того, какие требования мы предъявляли к модели на практике. Каждый раз построенная модель сохраняла существенные, при решении задачи, свойства поверхности Земного шара. Говоря научным языком, модель была адекватной моделируемому объекту. Модель — это соответствующее целям моделирования и сохраняющее существенные свойства представление некоторого объекта другим объектом, которое может быть изучено имеющимися средствами той или иной науки.

Модели и объекты Так как моделировать можно не только объекты, но процессы или явления, Модели и объекты Так как моделировать можно не только объекты, но процессы или явления, то в качестве модели могут рассматриваться не только объекты, но и процессы или явления. Один и тот же объект может иметь множество моделей (помните пример с моделями поверхности Земного шара), вместе с тем разные объекты могут при решении некоторых задач описываться одной и той же моделью (при решении задач по физике достаточно часто мы заменяем все тела точками, если размером тел можно пренебречь).

Важно помнить, что никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении задачи, Важно помнить, что никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель оказывается полезным, а подчас и единственным инструментом исследования. Так, например, обстояли дела при изучении природы света. Что такое свет, какова его природа, мы не знаем до сих пор. Но представления о свете изменялись следующим образом. Изначально использовалась точка зрения Ньютона на свет, как на поток незначительных по размеру частиц, которые вели себя как маленькие мячики, например, могли отскакивать от отражающих поверхностей. Но после описания явлений интерференции и дифракции света, верх взяла теория волновой природы света, выдвинутая Робертом Гуком. Сейчас считается, что основу света составляют фотоны, а они имеют двойственную структуру, являясь и частицей и волной одновременно.

Переход от модели к модели Переход от одной модели к другой можно описать, как Переход от модели к модели Переход от одной модели к другой можно описать, как следующий процесс. 1. Разрабатывается новая модель, описывающая какой-либо объект, процесс или явление. 2. Вводятся новые понятия, выводятся существенные свойства, все это подтверждается опытным путем. Если на данном этапе, встречаются какие-либо результаты, плохо укладывающиеся в рамки построенной модели, то они либо игнорируются, либо вносятся незначительные корректировки в построенную модель. 3. Несоответствий становится все больше, модель вследствие корректировок настолько усложняется, что работать с ней становится очень сложно. 4. Создается новая модель, в корне отличающаяся от ранее построенной модели.

Модель Солнечной системы Клавдия Птолемея Одной из самых известных и продержавшихся в истории науки Модель Солнечной системы Клавдия Птолемея Одной из самых известных и продержавшихся в истории науки почти 14 столетий моделей была модель Солнечной системы, предложенная во II веке н. э. древнегреческим астрономом и математиком Клавдием Птолемеем. В этой модели в центре Солнечной системы располагалась Земля, и вокруг нее по круговым орбитам двигались Луна, Солнце, и все планеты (открытые к тому времени) Солнечной системы.

Модель Солнечной системы Клавдия Птолемея ? С ростом наблюдений, вычислительной культуры, движение планет стали Модель Солнечной системы Клавдия Птолемея ? С ростом наблюдений, вычислительной культуры, движение планет стали корректировать, Солнце и Луна двигались по круговым орбитам, а все остальные планеты по более сложным траекториям, так как наблюдалось и "попятное" движение, а не только вперед.

Модель Солнечной системы Клавдия Птолемея Предложенная модель подверглась корректировке, теперь планеты стали двигаться по Модель Солнечной системы Клавдия Птолемея Предложенная модель подверглась корректировке, теперь планеты стали двигаться по некоторым окружностям, центры которых вращались вокруг Земли. Модель становилась громоздкой, трудноиспользуемой.

Модель Солнечной системы Николая Коперника И в 1543 г. Николай Коперник предложил свою модель Модель Солнечной системы Николая Коперника И в 1543 г. Николай Коперник предложил свою модель солнечной системы, в центре которой располагалось Солнце, а Земля, наряду с другими планетами, двигалась вокруг него. Основным аргументом в пользу этой модели была простота астрономических вычислений.

Информационное моделирование Информационное моделирование

Модели Материальные (предметные) Информационные Модели Материальные (предметные) Информационные

Материальные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме. Например. Глобус, Материальные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме. Например. Глобус, анатомический муляж, манекен, макеты зданий, кораблей, самолетов.

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. Образные модели (рисунки, Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. Образные модели (рисунки, фотографии, плакаты и другие) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-то носителе информации. Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Например, словесное описание объекта или программа, написанная на языке программирования, формула второго закона Ньютона, периодическая таблица элементов Д. И. Менделеева и т. д.

Формализация Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией. Естественные языки предназначены Формализация Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией. Естественные языки предназначены для создания описательных информационных моделей (история болезни, характеристика призывника). С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (формулы, схемы, графики, таблицы). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями.

Статические информационные модели Соотношение аттестатов в 2001 -02 учебном году Модели, описывающие состояние объекта, Статические информационные модели Соотношение аттестатов в 2001 -02 учебном году Модели, описывающие состояние объекта, системы, процесса или явления в определенный момент времени, называются статическими информационными моделями. Например, оценки за самостоятельную работу, курс доллара на сегодня в различных банках Ярославля, температура воздуха на завтра в городах Самарской области.

Динамические информационные модели Модели, описывающие процессы изменения и развития объектов, систем, — динамические информационные Динамические информационные модели Модели, описывающие процессы изменения и развития объектов, систем, — динамические информационные модели. В физике динамические информационные модели описывают движение тел, в биологии — развитие организмов или популяций животных, в химии — процессы прохождения химических реакций, изменение курса доллара за неделю в некотором банке, долгосрочный прогноз погоды на неделю по Ярославлю и т. д.

Типы информационных моделей Обычно, для отображения связей и взаимосвязей объектов используют три типа информационных Типы информационных моделей Обычно, для отображения связей и взаимосвязей объектов используют три типа информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

Табличные информационные модели Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, Табличные информационные модели Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания свойств объектов, обладающих одинаковым набором свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические модели.

Табличные информационные модели Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, Табличные информационные модели Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания свойств объектов, обладающих одинаковым набором свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические модели.

Табличные информационные модели Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, Табличные информационные модели Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания свойств объектов, обладающих одинаковым набором свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические модели.

Иерархические информационные модели В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более Иерархические информационные модели 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.

Иерархические информационные модели В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более Иерархические информационные модели 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. (Дерево каталогов) Корневой каталог Каталог_1. 1 Каталог_2 Каталог_1. 2 Каталог_N. 1 Файл_N. 1 Файл_2 Файл_1. 1. 1 Файл_1. 1. 2

Иерархические информационные модели В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более Иерархические информационные модели 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. (Генеалогическое дерево) Святослав Владимир Ярополк Ярослав Мудрый Борис Глеб Всеволод Святослав Изяслав

Сетевые информационные модели применяются для отражения таких систем, в которых связи между объектами имеют Сетевые информационные модели применяются для отражения таких систем, в которых связи между объектами имеют сложную структуру. Примером может служить глобальная информационная сеть Интернет, процесс передачи мяча между игроками в коллективной игре (футболе, баскетболе, хоккее).

Конец Конец