Конспект урока «Информационные модели» 7 класс. Образные информационные модели


Конспект урока «Информационные модели» 7 класс

Оборудование урока: УМК Л. Босовой «Информатика-7»: учебник, рабочая тетрадь на печатной основе; распечатки, компьютеры, мультимедийный проектор, экран.

Цели урока:

  • Формирование представлений учащихся о моделях и моделировании;
  • Знакомство с классификацией информационных моделей по способу представления;
  • Развитие практических  умений и навыков создания информационных моделей различных видов.

Тип урока: изучение нового материала.

План урока:

  • Орг. момент (1 мин).
  • Актуализация знаний (8 мин).
  • Объяснение нового материала (10 мин).
  • Решение задач на закрепление (7 мин.)
  • Работа с компьютером (15 мин).
  • Подведение итогов, постановка домашнего задания (4 мин).

Ход урока:

1. Орг. момент - приветствие; проверка отсутствующих.

2. Актуализация знаний

  • Дайте определение следующим понятиям:
  • Модель (объект, который используется в качестве «заместителя», представителя другого объекта (оригинала) с определенной целью)
  • Моделирование (метод познания окружающего мира, состоящий в создании и исследовании моделей реальных объектов).
  • Какие виды моделей Вы знаете? Поясните. (натурные - реальные предметы, в уменьшенном или увеличенном виде воспроизводящие внешний вид, структуру или поведение объекта моделирования; информационные- описания объекта оригинала на языках кодирования информации.)
  • Назовите причины создания следующих моделей:
  • Вращение Земли вокруг своей оси.swf (Причина создания моделей: >объект слишком велик.)
  • Модель атома кислорода.swf (Причина создания моделей: малые размеры, невозможность зафиксировать характер связей и скорость движения в реальном процессе.)
  • Двигатель внутреннего сгорания.swf (Причина создания моделей: >процесс протекает очень быстро.)
  • Происхождение озер.swf (Причина создания моделей: процесс протекает очень медленно)
  • Стихии.swf (Причина создания моделей: исследование объекта может оказаться опасным для окружающих.)
  • Определите какие из следующих моделей являются информационными, а какие натурными (примеры натуральных моделей: манекен, авиамодель, муляж картофеля; примеры информационных моделей: фотография, карта местности, чертеж авто).

3. Объяснение нового материала Сегодня на уроке мы поговорим об информационных моделях и рассмотрим их виды.Давайте разберем такую жизненную ситуацию: вам необходимо приобрести дачу. При покупке на что вы обращаете внимание в первую очередь (внешний вид)? В таблице, приведен пример информационной модели дачного дома — карточка из каталога, по которому вы можете выбрать подходящий дом. Каждая карточка в каталоге содержит названия свойств дома (слева) и значения этих свойств (справа). Это полная информация об объекте? (нет). На что ещё вы обращаете внимание при покупке дачи? (стоимость, район, …)

Все названия свойств в информационных моделях — это всегда знаковые элементы, потому что название может быть выражено только знаками. А вот значения величин могут нести как знаковую, так и образную информацию. Например, в табл. значение величины «внешний вид» выражено образным элементом (рисунком), а значения остальных величин выражены с помощью знаков (чисел, слов, запятых). - Давайте вместе с вами подумаем и скажем, что такое информационные модели? В какой форме они представляют объекты? Набор свойств, содержащий всю необходимую информацию об исследуемых объектах и процессах, называют информационной моделью. Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

По способу представления различают следующие виды информационных моделей:

  • Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.).

Вопросы:

  • Рисуете ли вы чертежи на уроках черчения?
  • На каких предметах вы пользуетесь рисунками? (иллюстрации в учебниках ботаники, географии)
  • Какую информацию можно получить из фотографии со спутников поверхности Земли? (Изображения со спутников также были использованы для построения подробных карт, необходимых при строительстве дорог, прокладке железнодорожных путей и ирригационных каналов. Появилась возможность составлять карты подводного рельефа, например коралловых рифов, представляющих потенциальную опасность для мореплавания.)
  • Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Словесные описания – это письменное или устное представление информационной модели средствами естественного языка.

Примеры моделей:

  • информация в учебниках
  • произведения художественной литературы
  • тексты, описывающие алгоритмы
  • текстовое описание объектов и процессов

Формула  - выраженный условными знаками ряд математических величин в их функциональных зависимостях (в математике).Примеры моделей:

  • модель прямолинейного перемещения тела
  • математическая модель периода колебаний пружинного маятника
  • Во многих моделях сочетаются образные и знаковые элементы. Такие модели называют смешанными. Примерами смешанных информационных моделей могут служить таблицы, графики, диаграммы, схемы (географические карты, блок-схемы, графы) и пр. Во всех этих моделях используются одновременно и графические элементы, и символьный язык.

4. Решение задач на закрепление. (Файл Информационное моделирование.swf, раздел задания)№1. Укажите информационные модели.

  • физическая карта
  • глобус
  • график зависимости расстояния от времени
  • макет здания
  • схема узора для вязания крючком
  • муляж яблока
  • манекен
  • схема метро

№2. Укажите пары объектов, о которых можно сказать, что они находятся в отношении «объект — модель».

  • компьютер — процессор
  • слякоть — насморк
  • автомобиль — техническое описание автомобиля
  • город — путеводитель по городу
  • самолет — радиоуправляемая модель самолета
  • человек — манекен
  • Новосибирск — город

№3. Заполните схему информационных моделей. Впишите справа термины, в соответствующие прямоугольники.

№4. Приведите примеры:  а) образной информационной модели _________________________________________________

__________________________________________________________________________________

 б) знаковой информационной модели _________________________________________________

__________________________________________________________________________________

в) смешанной информационной модели________________________________________________

5. Работа с компьютером. Мир информатики 3 год, тема «Моделирование», собираем аппликацию6. Подведение итогов, постановка домашнего задания.  Прочитать §2.2, решить задачу №5№5.  Построение информационных моделей. Рассматривается задача: «Из Городовиковска в Элисту выезжает рейсовый автобус со скоростью 60км/ч. Одновременно из Элисты в Городовиковск отправляется маршрутное такси, скорость которого 80 км/ч. Через сколько часов они встретятся, если расстояние между городами равно 280 км»Учитель: ребята, о каком реальном объекте идёт речь в задаче? (объект-процесс движения автобуса и такси).Давайте рассмотрим различные способы представления этого объекта, т.е. построим различные информационные модели. В ходе беседы с учащимися выясняем, что  можно построить следующие модели: Знаковая (записанная на языке математических формул)V1  -  скорость автобуса,V2  -  скорость такси,S – расстояние, t - ? время движения.t =  S : (V1 +V2)Образная  (отрезок – расстояние между городами, стрелки – скорости и направление движения, флажок – место встречи)

Смешанная

Объект

Расстояние, км(движение навстречу)

Скорость, км/ч

Время, ч

Рейсовый автобус

280

60

 ?

Такси

80

22.02.2013

Приложения:

  1. Конспект урока в формате .DOC
  2. Презентация (41 слайд) .PPT
  3. Флеш ролики .SWF
  4. Видео ролик «Модель атома кислорода» .AVI

www.metod-kopilka.ru

11 Понятие модели. Материальные и информационные модели

11 Понятие модели. Материальные и информационные модели

Понятиемодели. Материальные и информационные модели. Формализация как замена реальногообъекта его информационной моделью.

Моделирование.

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной,технологической, художественной) постоянно создает и использует моделиокружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно,однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов ипроцессов.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступныедля непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты,очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели частоиспользуются в процессе обучения. В курсе географии первые представления онашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель — глобус, в курсе физикиизучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии приизучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток,в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и др.

Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различныхтехническихустройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д. Безпредварительного создания чертежа — невозможно изготовить даже простуюдеталь, не говоря уже о сложном механизме.

В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей частоизготавливают макеты. В процессе разработки летательных аппаратов поведение ихмоделей в воздушных потоках исследуют в аэродинамической трубе. Разработка электрическойсхемы обязательно предшествует созданию электрических цепей и так далее.

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий,законов, гипотез и пр.), отражающих строение, свойства и поведение реальныхобъектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняетпредставление человечества об окружающем мире (гелиоцентрическая система мираКоперника, модель атома Резерфорда-Бора, модель расширяющейся Вселенной, модельгенома человека и пр.). Адекватность теоретических моделей законам реальногомира проверяется с помощью опытов и экспериментов.

Все художественное творчество фактически является процессом созданиямоделей. Например, такой литературный жанр, как басня, переносит реальныеотношения между людьми на отношения между животными и фактически создает моделичеловеческих отношений. Более того, практически любое литературное произведениеможет рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, вхудожественной форме отражающими реальную действительность, являются такжеживописные полотна, скульптуры, театральные постановки и пр.

Моделирование — это метод познания, состоящий в создании иисследовании моделей.

Модель.

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессепостроения модели выделяются главные, наиболее существенные для проводимогоисследования свойства. В процессе исследования аэродинамических качеств моделисамолета в аэродинамической трубе важно, чтобы модель имела геометрическоеподобие оригинала, но не важен, например, ее цвет. При построении электрическихсхем — моделей электрических цепей — необходимо учитывать порядок подключенияэлементов цепи друг к другу, но не важно их геометрическое расположение друготносительно друга и так далее.

Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строятразличные типы моделей.

В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии —их химический состав, в биологии — строение и поведение живых организмов и такдалее.

Возьмем в качестве примера человека: в разных науках он исследуется в рамкахразличных моделей. В рамках механики его можно рассматривать как материальнуюточку, в химии — как объект, состоящий из различных химических веществ, вбиологии — как систему, стремящуюся к самосохранению, и так далее.

Модель — это некий новый объект, который отражает существенныеособенности изучаемого объекта, явления или процесса.

С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью. Так, вмеханике различные материальные тела (от планеты до песчинки) могутрассматриваться как материальные точки.Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могутописываться одной моделью.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретнойзадачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модельоказывается полезным, а подчас и единственным инструментом исследования.

Модели материальные и модели информационные.

Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные(материальные) и модели информационные. Предметные модели воспроизводятгеометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме(глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий исооружений и др.).

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной илизнаковой форме.Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительныеобразы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге,фото- и кинопленке и др.). Широко используются образные информационные модели вобразовании (учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуетсяклассификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии,палеонтологии и др.).

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков(знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена вформе текста (например, программы на языке программирования), формулы (например,второго закона Ньютона F=ma), таблицы (например, периодической таблицыэлементов Д. И. Менделеева) и так далее.

Иногда при построении знаковых информационных моделей используютсяодновременно несколько различных языков. Примерами таких моделей могут служитьгеографические карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделяхиспользуются одновременно как язык графических элементов, так и символьныйязык.

Моделирование и формализация

На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструментыдля создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались.Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, внастоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются сиспользованием современных компьютерных технологий.

Формализация. —

Естественные языки используются для создания описательных информационныхмоделей. В истории науки известны многочисленные описательные информационныемодели- например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник,формулировалась следующим образом:

  • Земля вращается вокругсвоей оси и вокруг Солнца-
  • орбиты всех планет проходятвокруг Солнца.

С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели(математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемыхформальных языков является математика. Модели, построенные с использованиемматематических понятий и формул, называются математическими моделями. Языкматематики является совокупностью формальных языков. —

Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости междувеличинами. Так, Ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открывзаконы механики и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраическихфункциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается многоразнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которыепредставляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов.

Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальныелогические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записатьв виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные наестественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логическиезадачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) итак далее.

В процессе познания окружающего мира человечество постоянно используетмоделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычностроится его описательная информационная модель на естественном языке, затемона формализуется, то есть выражается с использованием формальных языков(математики, логики и др.).

Визуализация формальных моделей. —

В процессе исследования формальных моделей часто производится ихвизуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы:пространственных соотношений между объектами — чертежи, моделей электрическихцепей — электрические схемы, логических моделей устройств — логические схемы итак далее.

Так привизуализации формальных физических моделей с помощью анимации можетотображаться динамика процесса, производиться построение графиков измененияфизических величин и так далее. Визуальные модели обычно являютсяинтерактивными, то есть исследователь может менять начальные условия и параметрыпротекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели.

the-programmer.ru

Материальные и информационные модели - Сайт skobelevserg!

Материальные и информационные модели

 

Все модели можно разбить на два больших класса: материальные модели и информационные модели.

Материальные модели.

Предметные модели позволяют представить в материальной наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного исследования (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.).

Макеты зданий и сооружений позволяют архитекторам выбрать наилучшие градостроительные решения, модели самолетов и кораблей позволяют инженерам выбрать их оптимальную форму.

Предметные модели часто используются в процессе обучения. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель - глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам.

 

Информационные модели.

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме, а также в форме таблиц, блок-схем, графов и т. д.

Образные модели

Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Широко используются образные информационные модели в обучении, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (вспомните учебные плакаты по ботанике, биологии и физике).

Графические информационные модели

Карта как информационная модель. Можно ли назвать информационной моделью карту местности (рис. 4.4)? Безусловно, можно! Во-первых, карта описывает конкретную местность, которая является для нее объектом моделирования. Во-вторых, это графическая информация. Карта создается с определенной целью: с ее помощью можно добраться до нужного населенного пункта. Кроме того, используя линейку и учитывая масштаб карты, можно определить расстояние между различными пунктами. Однако никаких более подробных сведений о населенных пунктах, кроме их положения, эта карта не дает.

Рис. 4.4. Карта местности

Чертежи и схемы

Другими знакомыми вам примерами графических информационных моделей являются чертежи, схемы, графики.

Чертеж должен быть очень точным, на нем указываются все необходимые размеры. Например, чертеж болта нужен для того, чтобы, глядя на него, токарь мог выточить болт на станке (рис. 4.5).

У схемы электрической цепи нет никакого внешнего сходства с реальной электрической цепью (рис. 4.6). Электроприборы (лампочка, источник тока, конденсатор, сопротивление) изображены символическими значками, а линии - это соединяющие их проводники электрического тока. Электрическая схема нужна для того, чтобы понять принцип работы цепи, чтобы можно было рассчитать в ней токи и напряжения, чтобы при сборке цепи правильно соединить ее элементы.

Рис. 4.6. Схема электрической цепи

Рис. 4.7. Схема московского метрополитена

Схема - это графическое отображение состава и структуры сложной системы.

Структура - это определенный порядок объединения элементов системы в единое целое.

Структуру московского метрополитена называют радиально-кольцевой.

График - модель процесса.

Для отображения различных процессов часто прибегают к построению графиков. На рис. 4.8 изображен график изменения температуры в течение некоторого периода.

Рис. 4.8. График изменения температуры

С картами, чертежами, схемами, графиками вы имели дело и раньше. Просто раньше вы их не связывали с понятием информационной модели.

 

Знаковые информационные модели.

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования) или формулы (например, второго закона Ньютона F = mа).

Табличные модели

Широко распространены информационные модели в форме таблиц. В таблице химических элементов Д. И. Менделеева химические элементы располагаются в ячейках таблицы по возрастанию атомных весов, а в столбцах - по количеству валентных электронов. Важно, что по положению в таблице можно определить некоторые физические и химические свойства элементов (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Информационная модель - таблица элементов Д. И. Менделеева

Таблицы типа "объект-свойство"

Еще одной распространенной формой информационной модели является прямоугольная таблица, состоящая из строк и столбцов. Использование таблиц настолько привычно, что для их понимания обычно не требуется дополнительных объяснений.

В качестве примера рассмотрим таблицу 4.1.

                                                               Таблица 4.1. Домашняя библиотека

Номер

Автор

Название

Год

Полка

0001

Беляев А.Р.

Человек-амфибия

1987

5

0002

Кервуд Д.

Бродяги севера

1991

7

0003

Тургенев И.С.

Повести и рассказы

1982

1

0004

Олеша Ю.К.

Избранное

1987

5

0005

Беляев А.Р.

Звезда КЭЦ

1990

5

0006

Тынянов Ю.Н.

Кюхля

1979

1

0007

Толстой Л.Н.

Повести и рассказы

1986

1

0008

Беляев А.Р.

Избранное

1994

7

 

При составлении таблицы в нее включается лишь та информация, которая интересует пользователя. Например, кроме тех сведений о книгах, которые включены в таблицу 4.1, существуют и другие: издательство, количество страниц, стоимость. Однако для составителя таблицы 4.1 было достаточно сведений, которые позволяют отличить одну книгу от другой (столбцы "Автор", "Название", "Год") и найти книгу на полках книжных стеллажей (столбец "Полка"). Предполагается, что все полки пронумерованы и, кроме того, каждой книге присвоен свой инвентарный номер (столбец "Номер").

Таблица 4.1 - это информационная модель книжного фонда домашней библиотеки.

Таблица может отражать некоторый процесс, происходящий во времени (табл. 4.2).

                                                                     Таблица 4.2. Погода

День

Осадки

Температура (градусы С)

Давление (мм рт. ст.)

Влажность

 (проценты)

15.03.04

Снег

-3,5

746

67

16.03.04

Без осадков

0

750

62

17.03.04

Туман

1,0

740

100

18.03.04

Дождь

3,4

745

96

19.03.04

Без осадков

5,2

760

87

            Показания снимались в течение пяти дней в одно и то же время суток. Глядя на таблицу, легко сравнить разные дни по температуре, влажности и пр. Данную таблицу можно рассматривать как информационную модель процесса изменения состояния погоды.

Таблицы 4.1 и 4.2 относятся к наиболее часто используемому типу таблиц. Их будем называть таблицами типа "объект-свойство". В одной строке такой таблицы содержится информация об одном объекте (книга в библиотеке или состояние погоды в 12-00 в данный день). Столбцы - отдельные характеристики (свойства) объектов.

Конечно, строки и столбцы в таблицах 4.1 и 4.2 можно поменять местами, повернуть их на 90°. Иногда так и делают. Тогда строки будут соответствовать свойствам, а столбцы - объектам. Но чаще всего таблицы строят так, что строк в них больше, чем столбцов. Как правило, объектов больше, чем свойств.

Таблицы типа "объект-объект"

Другим распространенным типом таблиц являются таблицы, отражающие взаимосвязи между разными объектами. Назовем их таблицами типа "объект-объект". Вот понятный каждому школьнику пример таблицы успеваемости (табл. 4.3).

                                                             Таблица 4.3. Успеваемость

Ученик

Русский

Алгебра

Химия

Физика

История

Музыка

Аликин Петр

4

5

5

4

4

5

Ботов Иван

3

3

3

3

3

4

Волков Илья

5

5

5

5

5

5

Галкина Нина

4

4

5

2

4

4

Строки относятся к ученикам - это первый вид объектов; столбцы - к школьным предметам - второй вид объектов. В каждой клетке на пересечении строки и столбца - оценка, полученная данным учеником по данному предмету.

Таблица 4.4 тоже имеет тип "объект-объект". Однако, в отличие от предыдущей таблицы, в ней строки и столбцы относятся к одному и тому же виду объектов. В этой таблице содержится информация о наличии дорог между населенными пунктами.

                                                                       Таблица 4.4. Дороги

           

Дачи

Озерная

Подгорная

Елово

Бобры

Дачи

1

1

1

1

0

Озерная

1

1

0

1

0

Подгорная

1

0

1

0

1

Елово

1

1

0

1

1

Бобры

0

0

1

1

1

Двоичные матрицы

В математике прямоугольная таблица, составленная из чисел, называется матрицей. Если матрица содержит только нули и единицы, то она называется двоичной матрицей. Числовая часть таблицы 4.4 представляет собой двоичную матрицу.

Таблица 4.5 также содержит двоичную матрицу.

                                                              Таблица 4.5. Факультативы

Ученик

Геология

Цветоводство

Танцы

Русанов

1

0

1

Семенов

1

1

0

Зотова

0

1

1

Шляпина

0

0

1

В ней приведены сведения о посещении четырьмя учениками трех факультативов. Вам уже должно быть понятно, что единица обозначает посещение, ноль - непосещение. Из этой таблицы следует, например, что Русанов посещает геологию и танцы, Семенов - геологию и цветоводство и т. д.

В таблицах, представляющих собой двоичные матрицы, отражается качественный характер связи между объектами (есть дорога - нет дороги; посещает - не посещает и т. п.). Таблица 4.3 содержит количественные характеристики успеваемости учеников по предметам, выраженные оценками пятибалльной системы.

Мы рассмотрели только два типа таблиц: "объект-свойство" и "объект-объект". На практике используются и другие, гораздо более сложные таблицы. 

При построении некоторых типов информационных моделей одновременно используются система графических элементов и знаковая система. Так, в блок-схемах алгоритмов используются различные геометрические фигуры для обозначения элементов алгоритма и формальный алгоритмический язык для записи инструкций программы (рис. 4.10).

Важную роль играют информационные модели, которые отображают иерархические системы. В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система и т. д.

Рис. 4.10. Информационная модель - блок-схема алгоритма

В иерархической информационной модели объекты распределяются по уровням, от первого (верхнего) уровня до нижнего (последнего) уровня. На первом уровне может располагаться только один элемент. Основное отношение между уровнями состоит в том, что элемент более высокого уровня может состоять из нескольких элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня.

Удобным способом наглядного представления иерархических информационных моделей являются графы. Элементы иерархической модели отображаются в графе овалами (вершинами графа).

Элементы каждого уровня, кроме последнего, находятся в отношении "состоять из" к элементам более низкого уровня. Такая связь между элементами отображается в форме дуги графа (направленной линии в форме стрелки).

Графы, имеющие одну вершину верхнего уровня, напоминают деревья, которые растут сверху вниз, поэтому называются деревьями. Дуги дерева могут связывать объекты только соседних иерархических уровней, причем каждый объект нижнего уровня может быть связан дугой только с одним объектом верхнего уровня.

Для описания исторического процесса смены поколений семьи используются информационные модели в форме генеалогического дерева. В качестве примера можно рассмотреть фрагмент (X-XI века) генеалогического дерева династии Рюриковичей (рис. 4.11).

skobelevserg.jimdo.com

Технологическая карта урока по информатике в 10 классе согласно ФГОС по теме «Образные информационные модели»

Организационный момент (инициация)

Установить положительный эмоциональный настрой в группе

Способствовать развитию умения взаимопонимания со сверстниками, сплочению ученического коллектива

Приветствует учащихся, проверяет готовность к учебному занятию, организует внимание детей.

Приветствуют учителя, проверяют наличие учебного материала на столах, организуют свое рабочее место.

Коммуникативные: Планирование учебного сотрудничества со сверстниками

Личностные: Психологическая готовность учащихся к уроку, самоопределение

Актуализация знаний и формулирование темы и целей урока

    Постановка целей урока; актуализация опорных знаний и способов действий

    Вечной темой искусства является изображение образа женщины. Каждая эпоха рисовала свой идеал женщины, а ее характер привлекал особое внимание многих художников. Глядя на портрет тех времен, мы можем видеть, как на внешность и внутренний мир влияют те или иные события общественной жизни, искусство, литература, мода.

    Женские портреты в изобразительном искусстве отличаются друг от друга по стилю, цветовой гамме, параметрам, особенностям нанесения красок, пропорциям и строению.

    Давайте посмотрим презентацию (видеоролик)

    Просмотр презентации (видеоролика) «Влюбиться в Третьяковке» Приложение 1.

    Художники создавали силой своего таланта изображение человека, который живет сейчас, жил ранее или же является вымышленным персонажем какого-либо рассказа или истории; запечатлели их красоту или необычность и получилась ….. Правильно: модель. Т.е., художники не просто создали изображение человека, а учли внешние признаки, композицию, пропорции, линии, цвет и освещенность, динамику движения, т.е. составили его информационную образную модель.

    Формулирование темы и целей через повторение. (3 мин.)

    Посмотрите на женский портрет в презентации.

    Опишите его, как художник. Что будет важно для описания?

    Образные информационные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (например, на бумаге). Значит, тема урока и будет связана с…

    Назовите цели урока…

    Просматривают презентацию

     

     

     

     

     

     

    Устно описывают объект, кратко формулируют определение, делают вывод, что образные модели – это зрительные образы объектов.

     

    Ученики высказываются о целях урока, отвечают на вопросы

     

     

     

     

    «Образными информационными моделями»

    - узнать: о видах образных моделей;

    - понять: какими особенностями они обладают;

    - научиться выделять существенные свойства модели

    Регулятивные УУД:

    Развитие способности устанавливать связи между целью учебной деятельности и ее мотивом

    Познавательные УУД:

    Развитие логического мышления,

    поиск и выделение необходимой информации;

    анализ объектов с целью выделения признаков (существенных, несущественных)

    Коммуникативные УУД:

    Инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; разрешение конфликтов;

    умение с достаточно полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;

    владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими и синтаксическими нормами родного языка.

    Усвоение нового материала

      Обеспечение восприятия, осмысления и первичного запоминания детьми темы

      Итак, тема нашего урока: «Образные информационные модели».

      Разбиваемся на группы по 2 человека.

      Каждой команде выдается карта. Приложение 2. Придумайте название своей команды, желательно связанное с информатикой и выполняете задание 1.

      В египетском государстве происходило обожествление усопших. При захоронении создавался своего рода портрет, который условно считался двойником умершего. Египетских усопших стали хоронить в саркофагах, на крышке которых изображался умерший в полный рост с красивым стилизованным лицом. Такие похороны устраивались исключительно для знати.

      Жанр портрета развивался в течение веков и сложилось несколько типов портрета: парадный, камерный и сюжетный. Также существует особый тип под названием автопортрет, когда художник изображает самого себя.

      Придумать объект для другой команды. А команде, получившей объект, надо подобрать к нему несколько образных моделей.

      Живописные полотна, написанные в разное время, объединяет одно обязательное условие – картины должны быть достоверными. Немаловажную роль при этом играет портретная составляющая, а иначе говоря - изображение лица персонажей. От того, насколько тщательно выписаны черты лица, зависит успех картины. Выражение глаз, улыбки или, наоборот, нахмуренные брови, все нюансы должны быть отражены на полотне. Задача непростая, но фактор достоверности свидетельствует о мастерстве художника.

      Так вот, вам предлагается газетные статьи, где упомянуты различные образные модели, проанализируйте их, заполнив таблицу.

      Приложение 3 (3 варианта)

      Разделяются на пары, на команды.

      Выполняют задание1.

      Каждая команда работает с предложенным объектом, задание 2.

      Каждая команда работает с заданием 3.

      Построение действий на уроке в определённой логической последовательности, объяснение этой последовательности;

      Задание на понимание смысла услышанного и увиденного

      Первичное закрепление знаний

        Выявление качества и уровня усвоения знаний и способов действий, а также выявление недостатков в знаниях и способах действий, установление причин выявленных недостатков

        Портрет – не единственная образная модель.

        Наша современная жизнь настолько разнообразна, многогранна, что и образных моделей существует великое множество.

        Вам необходимо применить формулу ПОПС для предложенной модели.

        Показ с помощью интерактивной доски возможных способов выполнения задания:

        Приложение 4. Шаблон задания 4.

        Портрет может быть таким интересным, давая возможность ценителю увидеть себя, рассмотреть свою жизнь под новым, возможно, совершенно непривычным углом. Понять себя лучше, а значит, приблизиться еще на пару шагов к совершенству, для чего, видимо, и существует искусство.

        И последнее задание: напишите 3 пары художник – название картины.

        Каждая команда работает с заданием 4.

        Каждая команда работает с заданием 5.

        Познавательные:

        Выбор наиболее эффективных способов выполнения задания

        Личностные:

        Формирование умений систематизации объектов; пошаговое выполнение заданий; использование зрительных опор

        Итоги урока, рефлексия

          Организация взаимного контроля у учащихся

          Формирование адекватной самооценки.

          Формирование умения принимать оценку окружающих: взрослых и сверстников.

          Задает вопросы:

          Можете ли вы назвать тему урока?

          Вам было легко или были трудности?

          Что у вас получилось лучше всего и без ошибок?

          Как бы вы оценили свою работу? Почему?

          Отвечают на вопросы учителя

          Познавательные:

          Построение речевого высказывания в устной форме, контроль и оценка процесса и результатов деятельности

          Регулятивные:

          Контроль и оценка своей деятельности в рамках урока

          Коммуникативные: Умение слушать и вступать в диалог, формулирование и аргументация своего мнения

          Личностные:

          Рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности

          Информация о домашнем задании

            Обеспечение понимания учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего задания

            Задает домашнее задание:

            Заполнить таблицу: объект, цель, существенные свойства, модель. Модель дается вам готовая: дорожный знак.

            Работают с тетрадями и дневниками

            Личностные:

            Формирование навыков самоорганизации

            xn--j1ahfl.xn--p1ai

            Билет 20 Понятие модели. Информационная модель. Виды информационных моделей (на примерах). Реализация информационных моделей на компьютере. Пример применения электронной таблицы в качестве инструмента математического моделирования

            скачать файлБилет 20

            Понятие модели. Информационная модель. Виды информационных моделей (на примерах). Реализация информационных моделей на компьютере. Пример применения электронной таблицы в качестве инструмента математического моделирования.

            Моделирование

            Человечество в своей деятельности (научной, образовательной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

            Модели позволяют в наглядной форме представить объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели часто используются в процессе обучения. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель - глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и т.д.

            Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т.д.

            Моделирование - это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

            Моделировать можно:

            1. Объекты
              • копии архитектурных сооружений
              • модель атома водорода или солнечной системы
              • глобус
              • детские игрушки
            2. Явления
                • модели физических явлений: грозового разряда, магнитных сил
                • геофизические модели: модель селевого потока, модель землетрясения
            3. Процессы
                • модель развития вселенной
                • модели экономических процессов
            4. Поведение
            При выполнении человеком какого-либо действия ему обычно предшествует возникновение в его создании модели будущего поведения. Собирается ли он строить дом или решать задачу, переходит улицу или отправляется в поход - он непременно сначала представляет все это в уме. Это главное отличие человека мыслящего от всех других существ на земле.

            Один и тот же объект в различных ситуациях может описываться различными моделями.

            С другой стороны разные объекты могут описываться одной моделью.

            Модель

            Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения моделей выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства. В процессе исследования аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно, чтобы модель имела геометрическое подобие оригинала, но не важен, например, ее цвет. При построении электрических схем - моделей электрических цепей - необходимо учитывать порядок подключения элементов цепи друг к другу, но не важно их геометрическое расположение друг относительно друга и так далее.

            Модель - это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, процесса или явления.

            Глобус - модель земного шара Детская игрушка - модель настоящего автомобиля
             

            Формы представления моделей

            Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные. Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи).

            Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

            Образные модели (рисунки, фотографии) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, кинопленке). Широко используются образные информационные модели в образовании (плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классифицировать объекты по их внешним признакам.

            Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы, таблицы и так далее.

            Классификация моделей по временному фактору

            Статическая модель — это как бы одномоментный срез информации по объекту. Например, обследование учащихся в стоматологической поликлинике дает картину состояния их ротовой полости на данный момент времени: число молочных и постоянных зубов, пломб, дефектов и т.п.

            Динамическая модель позволяет увидеть изменения объекта во времени. В примере с поликлиникой карточку школьника, отражающую изменения, происходящие с его зубами за многие годы, можно считать динамической моделью.

            При строительстве дома рассчитывают прочность и устойчивость к постоянной нагрузке его фундамента, стен, балок — это статическая модель здания. Но еще надо обеспечить противодействие ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям и другим, изменяющимся во времени факторам. Это можно решить с помощью динамических моделей

            Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

            Знаковые и вербальные информационные модели

            К информационным моделям можно отнести вербальные (от лат. «verbalize» — устный) модели, полученные в результате раздумий, умозаключений. Они могут так и остаться мысленными или быть выражены словесно. Примером такой модели может стать наше поведение при переходе улицы. Человек анализирует ситуацию на дороге (что показывает светофор, как далеко находятся машины, с какой скоростью они движутся и т. п.) и вырабатывает свою модель поведения. Если ситуация смоделирована правильно, то переход будет безопасным, если нет, то может произойти авария. К таким моделям можно отнести и идею, возникшую у изобретателя, и музыкальную тему, промелькнувшую в голове композитора, и рифму, прозвучавшую пока еще в сознании поэта.

            Вербальная модель – информационная модель в мысленной или разговорной форме.

            Знаковая модель – информационная модель, выраженная специальными знаками, т. е. средствами любого формального языка.

            Знаковые модели окружают нас повсюду. Это рисунки, тексты, графики и схемы... Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в мозгу человека, может быть облечен в знаковую форму. И наоборот, знаковая модель помогает сформировать в сознании верный мысленный образ.

            Согласно легенде, яблоко, упавшее на голову Ньютону, вызвало в его сознании мысль о земном притяжении. И только впоследствии эта мысль оформилась в закон, т. е. обрела знаковую форму.

            Человек прочитал текст, объясняющий некоторое физическое явление, и у него сформировался мысленный образ. В дальнейшем такой образ поможет распознать реальное явление.

            Типы информационных моделей

            Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные типы структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

            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 ряда объектов, обладающих одинаковым набором свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статистические, так и динамические модели информационные модели в различных предметных областях. Широко известно табличное представление математических функций, статистических данных, расписаний поездов и самолетов, уроков и так далее.

            В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце (или строке) таблицы, значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.

            Иерархические информационные модели

            При табличном моделировании сложных систем модели могут оказаться слишком большими и неудобными для использования. Причина этого в формате табличных моделей, требующем представлять данные единообразно – в форме прямоугольной таблицы. Так, например, если мы представим схему линий московского метрополитена в виде таблицы объектов-станций, где на пересечении каждых строки и столбца будет стоять “+” для соседних станций и пересадок и “-” для всех остальных, то такая таблица будет состоять из более чем 10000 ячеек и пользоваться ей будет практически невозможно.

            Сетевые информационные модели

            В сетевых моделях компактно отображаются наиболее существенные отношения между объектами. Обычно сетевые модели изображаются в наглядном графическом виде.

            Пример сетевой модели – схема линий метрополитена.

            Моделирование и формализация

            На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий.

            Формализация

            Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. В истории науки известны многочисленные описательные информационные модели; например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась следующим образом:

            • Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;
            • орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.
            С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков.

            Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, Ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы механики и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов.

            Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее.

            В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.).

            Визуализация формальных моделей.

            В процессе исследования формальных моделей часто производится их визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы: пространственных соотношений между объектами — чертежи, моделей электрических цепей — электрические схемы, логических моделей устройств — логические схемы и так далее.

            Так при визуализации формальных физических моделей с помощью анимации может отображаться динамика процесса, производиться построение графиков изменения физических величин и так далее. Визуальные модели обычно являются интерактивными, то есть исследователь может менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели.скачать файл

            www.klevoz.ru

            Информатика - Билет 20

            Моделирование

            Человечество в своей деятельности (научной, образовательной) постоянно созадет и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

            Модели позволяют в наглядной форме представить объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели часто используются в процессе обучения. В курсе геграфии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель - глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модли молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и т.д.

            Модели играют черезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств. машин и механизмов, зданий , электрических цепей и т.д.

            Моделирование - это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

            Модлировать можно:

            1. Объекты
              • копии архитектурных сооружений
              • модель атома водорода или солнечной системы
              • глобус
              • детские игрушки
            2. Явления
                • модели физических явлений: грозовго разряда, магнитных сил
                • геофизические модели: модель селевого потока, модель землятресения
            3. Процессы
                • модель развития вселенной
                • модели экономических процессов
            4. Поведение При выполнении человеком какого-либо действия ему обычно предшествует возникновение в его создании модели будущего поведения. Собирается ли он строить дом или решать задачу, преходит улицу или отправляется в поход - он непременно сначала представляет все это в уме. Это главное отличие человека мыслящего от всех других существ на земле.

              Один и тот же объект в различных ситуациях может описываться различными моделями.

              С другой стороны разные объекты могут описываться одной моделью.

            Модель

            Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения моделей выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства. В процессе исследования аэродинамических качеств модли самолета в аэродинамической трубе важно, чтобы модель имела геометрическое подобие оригинала, но не важен, например, ее цвет. При построении электрических схем - моделей электрических цепей - необходимо учитывать порядок подключения элементов цепи друг к другу, но не важно их геометрическое расположение друг относительно друга и так далее.

            Модель - это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, процесса или явления.

            Глобус -модель земного шара

            Десткая игрушка - модель настоящего автомобиля

             

            Формы представления моделей

            Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные. Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи).

            Инфомационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

            Образные модели (рисунки, фотографии) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носитетле информации (бумаге, кинопленке). Широко используются образные информационые модели в образовании (плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классифицировать объекты по их внешним признакам.

            Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы, таблицы и так далее.

            Классификация моделей по временному фактору

            Статическая модель — это как бы одномоментный срез информации по объекту. Например, обследование учащихся в стоматологической поликлинике дает картину состояния их ротовой полости на данный момент времени: число молочных и постоянных зубов, пломб, дефектов и т.п.

            Динамическая модель позволяет увидеть изменения объекта во времени. В примере с поликлиникой карточку школьника, отражающую изменения, происходящие с его зубами за многие годы, можно считать динамической моделью.

            При строительстве дома рассчитывают прочность и устойчивость к постоянной нагрузке его фундамента, стен, балок — это статическая модель здания. Но еще надо обеспечить противодействие ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям и другим изменяющимся во времени факторам. Это можно решить с помощью динамических моделей

            Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

            Знаковые и вербальные информационные модели

            К информационным моделям можно отнести вербальные (от лат. «verbalize» — устный) модели, полученные в результате раздумий, умозаключений. Они могут так и остаться мысленными или быть выражены словесно. Примером такой модели может стать наше поведение при переходе улицы. Человек анализирует ситуацию на дороге (что показывает светофор, как далеко находятся машины, с какой скоростью они движутся и т. п.) и вырабатывает свою модель поведения. Если ситуация смоделирована правильно, то переход будет безопасным, если нет, то может произойти авария. К таким моделям можно отнести и идею, возникшую у изобретателя, и музыкальную тему, промелькнувшую в голове композитора, и рифму, прозвучавшую пока еще в сознании поэта.

            Вербальная модель – информационная модель в мысленной или разговорной форме.

            Знаковая модель – информационная модель, выраженная специальными знаками, т. е. средствами любого формального языка.

            Знаковые модели окружают нас повсюду. Это рисунки, тексты, графики и схемы... Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в мозгу человека, может быть облечен в знаковую форму. И наоборот, знаковая модель помогает сформировать в сознании верный мысленный образ.

            Согласно легенде, яблоко, упавшее на голову Ньютону, вызвало в его сознании мысль о земном притяжении. И только впоследствии эта мысль оформилась в закон, т. е. обрела знаковую форму.

            Человек прочитал текст, объясняющий некоторое физическое явление, и у него сформировался мысленный образ. В дальнейшем такой образ поможет распознать реальное явление.

            Типы информационных моделей

            Информационыем модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные типы структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

            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 ряда объектов, обладающих одинаковым набором свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статистические так и динамические модели информационные модели в различных предметных областях. Широко известно табличное представление математических функций, статистических данных, расписаний поездов и самолетов, уроков и так далеее.

            В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце (или строке) таблицы, значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.

            Иерархические информационные модели

            При табличном моделировании сложных систем модели могут оказаться слишком большими и неудобными для использования. Причина этого в формате табличных моделей, требующем представлять данные единообразно – в форме прямоугольной таблицы. Так, например, если мы представим схему линий московского метрополитена в виде таблицы объектов-станций, где на пересечении каждых строки и столбца будет стоять “+” для соседних станций и пересадок и “-” для всех остальных, то такая таблица будет состоять из более чем 10000 ячеек и пользоваться ей будет практически невозможно.

            В сетевых моделях компактно отображаются наиболее существенные отношения между объектами. Обычно сетевые модели изображаются в наглядном графическом виде.

            Пример сетевой модели – схема линий метрополитена.

            Моделирование и формализация

            На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий.

            Формализация .

            Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. В истории науки известны многочисленные описательные информационные модели; например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась следующим образом:

            • Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;
            • орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.

            С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков.

            Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, Ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы механики и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов.

            Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее.

            В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.).

            Визуализация формальных моделей.

            В процессе исследования формальных моделей часто производится их визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы: пространственных соотношений между объектами — чертежи, моделей электрических цепей — электрические схемы, логических моделей устройств — логические схемы и так далее.

            Так при визуализации формальных физических моделей с помощью анимации может отображаться динамика процесса, производиться построение графиков изменения физических величин и так далее. Визуальные модели обычно являются интерактивными, то есть исследователь может менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели.

            inform9.narod.ru