Моделирование объектов и процессов Моделирование это метод

Моделирование объектов и процессов Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей Модель (фр. сл. мodele, ит. сл. modelo, лат. сл. modelus) – мера, образец

Модели в нашей жизни

Что такое модель? Модель –новый объект, который отражает существенные свойства реального объекта явления или процесса Оригиналы и модели: Первый линейный русский корабль «Гото Предестинация»

Что можно моделировать? Модели объектов: • уменьшенные копии зданий, кораблей, самолетов, … • модели ядра атома, кристаллических решеток • чертежи • … Модели процессов: • изменение экологической обстановки • экономические модели • исторические модели • … Модели явлений: • землетрясение • солнечное затмение • цунами • … Подумайте: Для чего человек использует модели?

Назначение модели: • Изучение свойств реального объекта. • Определение лучших способов управления объектом. • Прогноз последствий воздействия на объект.

Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты моделей могут описываться одной моделью Реальный объект оригинал Модели Человек: Кукла Манекен Скелет Скульптура

Свойства объекта, которые должна отражать модель, определяются поставленной целью его изучения. Объект «Человек» Цель: первое знакомство Цель: демонстрация одежды Цель: отражение красоты тела Кукла Манекен Скульптура Цель: изучение костного строения Скелет

Этапы моделирования

Виды моделей С учетом временного фактора По области использования По способу представления моделей Материальные Информационные Игровые Имитационные Вербальные Динамические Научнотехнические устно Учебные Исторические Биологические Физические Статические Опытные По отрасли знаний мысленно Знаковые Некомпьютерные Компьютерные

Материальные модели Воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной Пример: Глобус (модель земного форме шара) – география. Приведите свои примеры.

Информационные модели Представляют объекты и процессы в форме схем, чертежей, таблиц, формул, текстов и т. д. Пример: Рисунок цветка – ботаника, формула – математика. Приведите свои примеры.

Классификация моделей с учетом фактора времени: Статические n Динамические n Если модель учитывает изменение свойств моделируемого объекта от времени, то модель называется динамической, иначе - статической. Примеры: n n динамические: n n заводные игрушки; роботы. статические: n n n глобус; мягкие игрушки; учебники. Приведите свои примеры.

Модели по области использования • учебные (в т. ч. тренажеры) • опытные – при создании новых технических средств аэродинамическая труба испытания в опытовом бассейне • научно-технические имитатор солнечного излучения вакуумная камера в Институте космических исследований вибростенд НПО «Энергия»

Математические формулы, отображающие связь различных параметров объекта или процесса Геометрические Графические формы и объемные конструкции Словесные устные и письменные описания с использованием иллюстраций Формы представления информационных моделей Структурные Схемы, графики, таблицы, графы, сети и т. д. Специальные Ноты, химические формулы и т. д. Логические Представлены различные варианты выбора действий на основе умозаключений и анализа условий

Структурные модели графические Карта Чертеж График табличные Типа «Объектсвойство» Двойная матрица Типа «Объект-объект» графы Иерархические Семантические Сетевые

Графические информационные модели Карта описывает конкретную местность, с помощью ее можно добраться до нужного места. Чертежи и схемы. Чертежи предназначены для создания объектов и содержат описание различных параметров и характеристик создаваемого объекта. Схема – это определенный порядок объединения элементов системы в единое целое. График отражает модель процесса. Приведите примеры карт, чертежей, схем и графиков.

Схемы

Информационные модели

Табличные модели В табличной модели перечень однотипных объектов или свойств размещены в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы. Таблица типа "объект-свойство": в одной строке содержится информация об одном объекте или одном событии. Дата 11. 02. 09 11. 03. 09 11. 04. 09 11. 05. 09 осадки снег дождь температура - 15 - 20 +2 +15 Приведите свои примеры.

Таблица типа "объект-объект": отражает взаимосвязи между разными объектами. Ученик Иванов Сидоров Русский язык 4 5 Приведите свои примеры. Алгебра 4 3

Таблица типа "двойная матрица": используются в тех случаях, когда нужно отразить наличие или отсутствие связей между отдельными элементами некоторой системы. С 1 С 2 СЗ С 4 С 5 С 1 1 0 0 0 С 2 0 1 0 0 СЗ 0 0 1 0 С 4 1 1 С 5 0 0 0 1 Пример: таблица, которая содержит двоичную матрицу, отражающую связи между различными серверами компьютерной сети:

Граф это средство для наглядного представления состава и структуры системы. Иерархическая модель - система, элементы которой находятся друг с другом в отношении подчиненности. Вершины графа — это компоненты системы изображаемые кругами, овалами, прямоугольниками и пр. Иерархическая модель – граф, в котором вершины связаны между собой по принципу «один ко многим»

Графы Рёбра Неориентированный граф Вершины

Дуги Ориентированный граф Вершины

Корень Вершина Листья

Иерархические информационные модели Компьютеры Суперкомпьютеры Настольные Рабочие станции Персональные компьютеры Карманные Портативные Приведите примеры иерархической информационной модели.

Иерархические информационные модели Святослав Ярополк Владимир Ярослав Мудрый Всеволод Борис Святослав Глеб Изяслав Генеалогическое дерево Рюриковичей (X-XI века)

Сетевые информационные модели Сетевая модель – граф, в котором вершины связаны между собой по принципу «многие ко многим»

Сетевые информационные модели

из лесу Кто? в студеную В какую? зимнюю ? да ку Я вышел От Что сделал? Когда? Семантическая модель Однажды в пору «Однажды в студеную зимнюю пору я из лесу вышел. » Семантическая модель – граф, в основе которого лежит то, что любые знания можно представить в виде совокупности объектов (понятий) и связей (отношений) между ними.

Вопросы: 1. Дайте определение модели, моделирования. 2. Расскажите о назначении моделей. 3. Какие виды моделей вы знаете? Приведите 5 примеров моделей с указанием их вида. 4. Перечислите этапы моделирования. 5. Назовите формы представления информационных моделей. 6. Виды структурных моделей (схема). 7. Расскажите о видах табличных моделей. Приведите примеры. 8. Назовите виды графовых моделей. Приведите примеры.

Практические домашние задания: 1. Составьте графическую модель – план вашей комнаты. 2. Разработайте иерархическую модель – генеалогическое древо вашей семьи. 3. Постройте семантическую модель предложения: «Жили у бабуси два веселых гуся…» 4. Создайте табличную информационную модель. (Тип и структуру определите самостоятельно).