Благодарение на формализирането математическата логика може да се използва в електронните компютри, които работят според нейните закони.

В. Пекелис

Целият живот на човек постоянно го изправя пред остри и различни задачи и проблеми. Появата на такива проблеми, трудности, изненади означава, че в реалността около нас има много неизвестно, скрито. Следователно е необходимо все по-широко познание за света, откриване в него на все повече и повече нови процеси и взаимоотношенията между хората и нещата.

успех интелектуално развитиеученикът се постига предимно в класната стая, където степента на интереса на учениците към обучението, нивото на знания, готовността за постоянно самообразование, т.е., зависи от способността на учителя да организира системна познавателна дейност. тяхното интелектуално развитие.

Опитът от преподаването на предмета информатика показва, че особено се подчертават видовете дейности на учениците при анализиране на ситуации, прогнозиране, изграждане на информационни модели, създаване на условия за променлив избор на решения, използване на евристични техники и способността за извършване на проектни дейности. като цели.

Специфичните задачи за изучаване на компютърни науки в училище приемат формата:

• запознайте учениците с системни концепции, информация, модел, алгоритъм и тяхната роля във формирането на съвременна информационна картина на света, учат да дефинират тези понятия, да подчертават техните особености и да ги обясняват, да разграничават видовете модели, алгоритми и др.;
• разкриват общите закономерности на информационните процеси в природата, обществото, техническите системи;
• да запознае студентите с принципите на формализиране, структуриране на информацията и да развие умението за изграждане на информационни модели на изучаваните обекти и системи;
• развиват алгоритмични и логически стилове на мислене;
• да формира способност за организиране на търсенето на информация, необходима за решаване на проблема;
• да формира способност за планиране на действия за постигане на целта, като се използва фиксиран набор от инструменти.

Формирането е процес на възпитание и обучение, насочени към развитие на личността на човек или неговите индивидуални качества. Да формираш означава да организираш и провеждаш обучението и обучението по такъв начин, да влияеш на ученика по такъв начин, че да развиваш едно или друго качество у него.

Предполага се, че овладяването на раздела „Формализация и моделиране” е основно по този път.

на секция „Моделиране и формализиране“Разпределени са 8 часа. Разделът обхваща следните теми:

• Предмет. Класификация на обектите. обективни модели. 2ч.
• Класификация на моделите. Основните етапи на моделиране. 2ч.
• Официално и неформално изложение на проблема.
• Основни принципи на формализирането. 2ч.
• Концепцията за информационни технологии за решаване на проблеми.
• Изграждане на информационен модел. 2ч.

Основните понятия, които учениците трябва да научат след изучаване на темата:

Обект, модел, моделиране; формализиране; информационен модел; информационни технологии за решаване на проблеми; компютърен експеримент.

В края на модула учениците трябва зная:

• за съществуването на много модели за един и същ обект;
• етапи на информационните технологии за решаване на проблеми с помощта на компютър.

учениците трябва да може:

• дават примери за моделиране и формализиране;
• дават примери за формализирано описание на обекти и процеси;
• дават примери за системи и техните модели.
• изграждане и изследване на най-простите информационни модели на компютър.

Изучаването на раздела протича по спирала: започва с концепцията Предмет. Класификация на обектите.За изследване се използва слайд филм, който дефинира тези понятия, показва ясно примери за обекти, обяснява - какви са свойствата на обект, среда (вж.<Рисунок 1> , <Рисунок 2>) и др.

Използване на този слайд<Приложение 1 >Ученикът може самостоятелно да разбере тези понятия. След систематизирането на понятията, свързани с обекта, се извършва плавен преход към понятията модел, класификация на модели (виж<Рисунок 3> , <Рисунок 4> ) . На ученика се дават задачи от типа: Обект – лице. Феноменът е гръмотевична буря. Избройте моделите им и ги класифицирайте.

Човекът отдавна използва моделирането за изучаване на обекти, процеси, явления в различни области. Резултатите от тези изследвания служат за определяне и подобряване на характеристиките на реални обекти и процеси; да разбират същността на явленията и да развиват способността да ги адаптират или управляват; за изграждане на нови съоръжения или модернизация на стари. Моделирането помага на човек да взема информирани и добре обмислени решения, да предвижда последствията от своята дейност.

Благодарение на компютрите не само значително се разширяват областите на приложение на моделирането, но и се осигурява цялостен анализ на получените резултати.

Изучавайки раздела, учениците се запознават с основи на моделирането и формализирането. Учениците трябва да разберат какво представлява моделът и какви видове модели има. Това е необходимо, за да могат при провеждане на изследване студентите да могат да избират и ефективно да използват подходящата за всеки модел софтуерна среда и инструменти. Началото на всяко изследване е формулиране на проблема, което се определя от поставената цел. Видът на модела, изборът на софтуерна среда и получените резултати зависят от това как се разбира целта на моделирането. Ученикът научава за основни етапи на моделиранекоито изследователят трябва да премине, за да постигне целта си.

Съдържанието на обучението се формира от списък от различни модели, достъпни за разбиране от учениците. Вече са известни достатъчен брой такива модели, за които използването на компютър е от съществено значение. На конкретни модели от различни учебни предмети учениците се учат симулационни технологии, научавайки се да строиш информационни модели. За да направите това, можете да използвате различни софтуерни среди. Обхватът на съдържанието и възможностите за различни видовеинформационни технологии, ученикът сам определя, в зависимост от възможностите си.

Важен момент в преподаването и овладяването на придобитите знания е осигуряването на всички образователни елементи от раздела с тестове на необходимото ниво, които се вземат от методическо ръководство 5, 7*, също от интернет, автор Н. Угринович.

Тази статия представя един от вариантите на теста относно основните образователни елементи от раздел „Моделиране и формализиране”. Предвид и текста контролна работаразработено от С.Ю. Пискунова и нейното решение от колекция 9*

Тест на тема "Моделиране и формализиране"

1. Какво се нарича атрибут на обект?

1. Представяне на обект от реалния свят с помощта на определен набор от характеристики, които са от съществено значение за решаването на този информационен проблем.
2. Абстракция от обекти от реалния свят, които споделят общи характеристики и поведение.
3. Връзка между обект и неговите характеристики.
4. Всяка индивидуална характеристика, обща за всички възможни случаи

2. Изборът на тип модел зависи от:

1. Физическата природа на обекта.
2. Предназначение на обекта.
3. Цели на изследването на обекта.
4. Информационният обект на обекта.

3. Какво е информационен модел на обект?

1. Материален или мислено представен обект, който замества оригиналния обект в процеса на изследване със запазване на най-съществените свойства, които са важни за това изследване.
2. Формализирано описание на обект под формата на текст на някакъв кодов език, съдържащ цялата необходима информация за обекта.
3. Софтуерно средство, което реализира математически модел.
4. Описание на атрибутите на обектите, които са съществени за разглеждания проблем, и връзките между тях.

4. Посочете класификацията на моделите в тесния смисъл на думата:

1. Естествено, абстрактно, словесно.
2. Абстрактен, математически, информационен.
3. Математически, компютърни, информационни.
4. Словесни, математически, информационни

5. Целта на създаването на информационен модел е:

1. Обработка на данни за обект от реалния свят, като се вземат предвид връзката между обектите.
2. Усложнението на модела, като се вземат предвид допълнителните фактори, които са били предварително информирани.
3. Изследване на обекти на базата на компютърно експериментиране с техните математически модели.
4. Представяне на обект като текст на някакъв изкуствен език, достъпен за компютърна обработка.

6. Информационното моделиране се основава на:

1. Обозначение и име на обекта.
2. Замяна на реален обект със съответен модел.
3. Намиране на аналитично решение, което предоставя информация за изследвания обект.
4. Описание на процесите на възникване, обработка и предаване на информация в изследваната система от обекти.

7. Формализацията е

1. Етапът на преход от смислено описание на връзките между избраните характеристики на обект към описание, използващо някакъв кодов език.
2. Замяна на реален обект със знак или набор от знаци.
3. Преходът от размити проблеми, които възникват в реалността, към формални информационни модели.
4. Изолиране на съществена информация за обекта.

8. информационни технологииНаречен

1. Процес, определен от комбинация от средства и методи за обработка, производство, промяна на състоянието, свойствата, формата на материала.
2. Промяна на първоначалното състояние на обект.
3. Процес, който използва набор от средства и методи за обработка и предаване на първична информация с ново качество за състоянието на обект, процес или явление.
4. Набор от конкретни действия, насочени към постигане на целта.

9. Какво се нарича симулационно моделиране?

1. Модерна технологияизследване на обекта.
2. Изучаване на физически явления и процеси с помощта на компютърни модели.
3. Реализация на математическия модел под формата на софтуерен инструмент.

10. Какво е компютърен информационен модел?

1. Представяне на обект като тест на някакъв изкуствен език, достъпен за компютърна обработка.
2. Съвкупност от информация, която характеризира свойствата и състоянието на даден обект, както и връзката му с външния свят.
3. Модел в умствена или разговорна форма, реализиран на компютър.
4. Метод на изследване, свързан с компютърните технологии.

11. Компютърният експеримент се състои от последователност от стъпки:

1. Изборът на числен метод - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър.
2. Изграждане на математически модел - избор на числен метод - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър, анализиране на решение.
3. Разработка на модел – разработка на алгоритъм – реализация на алгоритъма под формата на софтуерен инструмент.
4. Изграждане на математически модел - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър, анализиране на решение.

номер на въпроса
Отговор №	4	3	2	1	4	3	1	3	3	3	2

Тестова работа по темата „Моделиране и формализиране“

Вариант номер 1.

1. Съставете отговор на тема „Модели и как да ги съставяте“, като отговаряте на въпросите последователно.

1. Какво е обектен модел?
2. В какви модели се срещате Ежедневието?
3. Какво е информационен модел?
4. Може ли един обект да бъде описан с помощта на различни информационни модели? Ако да, как ще се различават?
5. Съставете информационен модел на обекта „кола“, за да го характеризирате за пътниците. Как ще се промени този модел, ако целта е автомобилът да се характеризира като техническо средство?
6. Възможно ли е да се стратегически компютърна играда го наречем модел на игра? Ако е възможно, защо?

2. Съставете математически модел на задачата:

Определете часа на срещата на двама пешеходци, които отиват да се срещнат.

Вариант номер 2.

1. Съставете отговор по темата „Класификация на обектите”, отговаряйки последователно на въпросите.

1. Какво е класификация на обекти? Защо е необходимо да се класифицират обекти?
2. Дайте пример за класифициране на обекти според общи свойства.
3. Какъв е принципът на наследяване?
4. Обяснете с пример за класификацията на обекти с общо име „ компютърна програма”.
5. Как могат да бъдат класифицирани моделите?
6. На каква основа моделите се разделят на статични и динамични?

2. Създайте математически модел на задачата:

- Определете времето, когато един пешеходец ще настигне друг.

Опция 1

1. Отговори на въпроси

1.1. Моделът е изображение, което изучава някои съществени аспекти на обект, явление или процес.

1.2. В ежедневието човек се сблъсква с материални и информационни модели.

1.3. Информационните модели описват обекти на един от езиците за кодиране (разговорен, графичен, научен и др.).

1.4. Един и същ обект може да има много модели, всичко зависи от това какви свойства на обекта трябва да се изследва. Например един и същ обект човек във физиката се разглежда като материална точка, в биологията - като система, стремяща се към самосъхранение и т.н.

1.5. При съставянето на информационен модел на автомобил, за да се опишат удобствата за пътниците, е необходимо да се посочи: камион или лек автомобил, капацитет (колко души), колко врати, наличие и размер на багажника, интериор размер, тапицерия, форма, мекота на седалката, климатик, музика и др. .d. Ако характеризирате автомобил като техническо средство, тогава се посочват тегло, размер, товароносимост, максимална скорост, разход на гориво и т.н.

1.6. Стратегическа компютърна игра показва информационните процеси, които протичат в живота. Например военните стратегии описват устройства политическа системакато цяло и неговите армии в частност, финансовите стратегии описват различни икономически и социални закони. Следователно стратегическата компютърна игра може да се разглежда като информационен модел на информационния процес, който описва.

L - начално разстояние

Резултат: t - време на движение

За: L, v 1 , v 2 > 0

Метод: t = L / (v 1 + v 2)

Вариант 2

1. Отговори на въпроси

1.1. Сред разнообразието от обекти в околния свят се опитваме да идентифицираме групи от обекти, които имат общи свойства. Класът е група от обекти, които имат общи свойства. Обектите в клас се наричат ​​екземпляри на класа. Обектите от един и същи клас се различават един от друг по някои специални свойства. Класификацията е разпределението на обектите в класове и подкласове въз основа на общи свойства.

1.2. Пример за класификация според общите свойства - обектът на литературата може да бъде разделен на три големи класа според съдържанието: научна литература, художествена литература, публицистична литература.

1.3. В йерархична структура обектите са организирани в нива, където екземплярът от по-ниско ниво се нарича дъщерен клас и е част от екземпляр от по-високо ниво, наречен родителски клас. Най-важното свойство на класовете е наследяването - всеки дъщерен клас наследява всички свойства на родителския клас.

1.4. Всяка компютърна програма е алгоритъм, написан на език, разбираем за компютъра. Програмите се делят на системни и приложни. Те изпълняват различни функции, но всички са написани на език, разбираем за компютъра - това е свойството, наследено от всеки наследен клас (система и приложни програми) от класа на родителя - компютърна програма.

1.5. Моделите могат да бъдат класифицирани според всяка съществена характеристика.

1.6. Моделите, които описват система в определен момент от време, се наричат ​​статистически информационни модели. Моделите, описващи процесите на промяна и развитие на системата, се наричат ​​динамични информационни модели.

2. Математически модел на задачата

Дадено: t 02 - начален час на втория пешеходец

v 1 - скоростта на първия пешеходец

v 2 - скоростта на втория пешеходец

Резултат: t - време за среща на пешеходците

Когато: t 02 , v 1 , v 2 > 0; v1< v 2

L 2 \u003d (t - t 02) * v 2

t * v 1 \u003d (t - t 02) * v 2

t * v 1 - t * v 2 = - t 02 * v 2

t \u003d t 02 * v 2 / (v 2 - v 1)

литература:

за студенти

1. Иванова И.А. информатика. 9 клас: Работилница. - Саратов: Лицей, 2004
2. Информатика, Основен курс, 7 - 9 клас. – М.: Лаборатория за основни знания, 2001.
3. Информатика 7-8 клас / под редакцията на Н. В. Макарова. - Санкт Петербург: Издателство "Петър", 1999г.
4. Информатика 9 клас / под редакцията на Н. В. Макарова. – Санкт Петербург: Петър Ком, 1999.
5. Н. Угринович “Информатика и информационни технологии”
6. О. Ефимова, В. Морозов, Н. Угринович. добре компютърна технологияс основите на компютърните науки. Урокза старши класове. - М., АБФ, 1999.

Методология

1. Бешенков С.А., Лискова В.Ю., Матвеева Н.В. Формализация и моделиране // Информатика и образование. - 1999. - No 5. - С. * - *; No 6. - С.21-27; No 7. - С.25-29.
2. Бояршинов В.Г. Математическо моделиране в училищен курсинформатика // Информатика и образование. - 1999. - бр. 7. - С.13-17.
3. Водовозов В.М. Подготовка на информация в среда на визуални обекти // Информатика и
   образование. - 2000. - бр. 4. - С.87-90.
4. Оборнев Е.А., Оборнева И.В., Карпов В.А. Моделиране в електронни таблици // Информатика и образование. - 2000. - бр. 5. - С. 47-52.
5. информатика. Тестови задачи. – М.: Лаборатория за основни знания, 2002.
6. Макаренко A.E. и др. Подготовка за изпит по информатика. - М .: Ирис-Прес, 2002
7. Молодцов V.A., Ryzhikova N.B. Как да преминете изпит и централизирано тестване по информатика за 100 точки. - Ростов n/a: Phoenix, 2003.
8. Петросян В.Г., Перепеча И.Р., Петросян Л.В. Методи за решаване на физически задачи на компютър // Информатика и образование. - 1996. - бр. 5. - С. 94-99.
9. Планирани учебни резултати по информатика и информационни технологии и тяхното оценяване в основните и средните (пони) общообразователни училища: Инструктивно-методически сборник / Автори и съставители: Н.Е. Костилева, Л.З. Гумерова, R.I. Ярочкина, Л.В. Лунина, С.Ю. Пискунова, Е.В. Журавлева - Набережни Челни: CRO, 2004.
10. Пономарева Е.А. Урок по изучаване на концепцията за модел // Информатика и образование. - 1999. - бр. 6. - С. 47-50.
11. Островская Е.М. Моделиране на компютър // Информатика и образование. - 1998. - No 7. - С. 64-70; бр.8. - С.69-84.
12. Смолянинов A.A. Първите уроци на тема "Моделиране" // Информатика и образование. - 1998. - бр. 8. - С. 23-29.
13. Khenner E.K., Shestakov A.P. Курс "Математическо моделиране" // Информатика и образование. - 1996. - бр. 4. - С.17-23.

Основни понятия за моделиране

Концепцията за модел

Модел- това е някакво опростено подобие на реален обект, явление или процес.

Модел- това е такъв материален или мислено представен обект, който замества оригиналния обект за целите на неговото изследване, като запазва някои важни за това учение типични характеристикии свойства на оригинала.

Добре изграденият модел, като правило, е по-достъпен за изследване, отколкото реален обект (например икономиката на дадена страна, слънчевата система и т.н.). Друга, не по-малко важна цел на модела е, че той помага да се идентифицират най-значимите фактори, които формират определени свойства на обекта. Моделът също така ви позволява да се научите как да управлявате обект, което е важно в случаите, когато експериментирането с обект е неудобно, трудно или невъзможно (например, когато експериментът е продължителен или когато има риск от довеждане на обекта в нежелано или необратимо състояние).

По този начин може да се заключи, че необходим моделза да:

• разберете как е подреден даден обект - каква е неговата структура, основни свойства, закони на развитие и взаимодействие с външния свят;
• научете се да управлявате обект или процес и да определяте най-добрите начиниуправление със зададени цели и критерии (оптимизация);
• прогнозиране на преките и косвени последици от прилагането на посочените методи и форми на въздействие върху обекта, процеса.

структурае специфичен начин за комбиниране на елементи, които съставляват един сложен обект.

Системае сложен обект, който представлява съвкупност от взаимосвързани елементи, комбинирани в определена структура.

В учебника "Информатика 9 клас" от Н. В. Макарова се предлага следната класификация на моделите.

обучение:нагледни средства, различни симулатори, тренировъчни програми.

с опит:намалени или увеличени копия на обекта, който се изследва, за по-нататъшно проучване (модели на кораб, автомобил, самолет, водноелектрическа централа).

Научно-техническисъздават се модели за изследване на процеси и явления (стенд за тестване на телевизори; синхротрон - ускорител на електрони и др.).

игри:военни, икономически, спортни, бизнес игри.

имитация:отразяват реалността с различна степен на точност (тестване на нов лекарствен продуктв редица експерименти върху мишки; експерименти за въвеждане на нови технологии в производството).

Статичен модел- обектен модел в този моментвреме.

Динамичен моделви позволява да видите промените в обект с течение на времето.

материален моделе физическото подобие на обект. Те възпроизвеждат геометрични и физични свойстваоригинал (плюшени птици, манекени на животни, вътрешни органи на човешкото тяло, географски и исторически карти, диаграма слънчева система).

информационен модел- това е набор от информация, която характеризира свойствата и състоянията на обект, процес, явление, както и връзката с външния свят.

Всеки информационен модел съдържа само съществена информация за обекта, като се има предвид целта, за която е създаден. Информационните модели на един и същи обект, предназначени за различни цели, могат да бъдат напълно различни.

вербален модел- информационен модел в мисловна или разговорна форма.

емблематичен модел- информационен модел, изразен със специални знаци, т.е. чрез всеки официален език. Емблематични модели са чертежи, текстове, графики, диаграми, таблици...

компютърен модел- модел, реализиран посредством софтуерната среда.

Преди да се изгради модел на обект (явление, процес), е необходимо да се идентифицират съставните му елементи и връзките между тях (да се начертаят системен анализ) и „преведете“ получената структура в някаква предварително определена форма - за да формализирате информацията.

Формализиране- това е процесът на подчертаване и превеждане на вътрешната структура на обект, явление или процес в определена информационна структура - форма.

Процесът на изграждане на модела се нарича моделиране.

Въпрос 1.Моделирането в компютърните науки е:

Отговор 1. процесът на замяна на реален обект с модел, който отразява неговите съществени характеристики, необходими за постигане на целта
Отговор 2.процесът на създаване на модели дрехи в моден салон
Отговор 3.процесът на намиране на ново, неформално решение на проблем
Отговор 4.процесът на замяна на реален обект с друг материал или идеален обект, подобен на външен вид

Въпрос 2.Когато създавате модел, трябва:

Отговор 1.изберете всички съществуващи свойства на обекта
Отговор 2.описват всички съществуващи свойства на обект
Отговор 3. изберете само онези свойства на обекта, които са от съществено значение за решаването на проблема
Отговор 4.описват местоположението и структурата на обекта

Въпрос 3.Информационен модел на обект се нарича:

Отговор 1.описанието му с помощта на математически изрази и формули
Отговор 2.рисуване на обект
Отговор 3.моделът на обекта е външно подобен на обекта
Отговор 4.Глобусът

Въпрос 4.От следните модели посочете математическия:

Отговор 1.сертификат за приемане на дома
Отговор 2. формула за намиране на площта на триъгълник
Отговор 3.рецепта
Отговор 4.Телевизионен гид

Въпрос 5.Кой от следните документи представлява информационния модел на училищната дейност:

Отговор 1.план на сградата и двора на училището
Отговор 2.график за разговори
Отговор 3.график
Отговор 4. Училищна харта

Въпрос 6.Файловата структура на операционната система на персонален компютър може най-ясно да бъде описана като:

Отговор 1.табличен модел
Отговор 2.графичен модел
Отговор 3.математически модел
Отговор 4. йерархичен модел

Въпрос 7.Каква е нуждата от компютърна симулация на ядрен взрив:

Отговор 1.за получаване на надеждни данни за въздействието на експлозията върху човешкото здраве
Отговор 2.за експериментална проверка на влиянието висока температураи излагане на природни обекти
Отговор 3.за намаляване на разходите за изследвания и гарантиране на безопасността на хората
Отговор 4. да провежда реални изследвания на процесите, протичащи в природата по време на експлозията и след експлозията

Въпрос 8.Посочете правилното твърдение:

Отговор 1. Статичният модел на система описва нейното състояние, докато динамичният модел описва нейното поведение.
Отговор 2.динамичният модел на системата описва нейното състояние, а статичният модел описва поведението
Отговор 3.динамичният модел на системата винаги се представя под формата на формули или графики
Отговор 4.статичният модел на системата винаги се представя под формата на формули или графики

1. Формализацията е

	а. Преходът от размити проблеми, които възникват в реалността, към формални информационни модели.
	б. Изолиране на съществена информация за обекта.
	° С. Етапът на преход от смислено описание на връзките между избраните характеристики на обект към описание, използващо някакъв кодов език.
	д. Замяна на реален обект със знак или набор от знаци.

Архитектите представиха на конкурса модели на проекти за развитие на жилищни зони под формата на макети. Какво е прототипен модел?

Изберете един отговор.

	а. Идеята на архитекта
	б. Истински жилищен район
	° С. Чертеж на проекта, предварително направен на хартия.
	д. Задачата, възложена на архитектите от клиента на проекта.

Изберете един отговор.

	а. описание на оригиналния обект с помощта на математически формули;
	б. описание на оригиналния обект на естествен или официален език;
	° С. друг обект, който не отразява характеристиките и свойствата на оригиналния обект;
	д. набор от формули, написани на езика на математиката, които описват поведението на оригиналния обект.
	д. набор от данни под формата на таблица, съдържаща информация за качествените и количествените характеристики на оригиналния обект;

Установете съответствие между примерите за модели и тяхното разнообразие според степента на формализиране. За всяка позиция, дадена в първата колона, съпоставете съответната позиция от втората колона.

Изберете един отговор. Посочете изявление FALSE. Изберете един отговор. а. „Невъзможно е да се формулират строги правила за конструиране на какъвто и да е модел“; б. "Изобщо няма значение кои обекти са избрани за симулирани - основното е, че с тяхна помощ би било възможно да се отразят най-съществените характеристики, признаци на обекта, който се изследва"; ° С. "Моделът съдържа толкова информация, колкото моделираният обект" д. "Всяко образование е изучаване на определени модели, както и методи за тяхното използване" д. „Никой модел не може да замени самото явление, но при решаването на конкретен проблем може да бъде много полезен инструмент“ Какво е информационен модел на обект? Изберете един отговор. а. 4. Описание на атрибутите на обектите, които са съществени за разглеждания проблем и връзките между тях. б. 3. Софтуерно средство, което реализира математическия модел. ° С. 2. Формализирано описание на обект под формата на текст на някакъв кодов език, съдържащ цялата необходима информация за обекта. д. 1. Материален или мислено представен обект, който замества оригиналния обект в процеса на изследване със запазване на най-съществените свойства, които са важни за това изследване. Черният път минава през него селища A, B, C и D. Дължината на пътя между A и B е 80 km, между B и C е 50 km, а между C и D е 10 km. Между А и С е изградена нова асфалтова магистрала с дължина 40 км. Преценете минималното възможно време за пътуване на велосипедист (в часове) от точка А до точка Б, ако скоростта му по черен път е 20 км/ч, по магистрала - 40 км/ч? Изберете един отговор. Какво е компютърен информационен модел? Изберете един отговор. а. Метод на изследване, свързан с компютърните технологии. б. Представяне на обект като тест на някакъв изкуствен език, достъпен за компютърна обработка. ° С. Модел в умствена или разговорна форма, реализиран на компютър. д. Съвкупност от информация, която характеризира свойствата и състоянието на даден обект, както и връзката му с външния свят. Какво се нарича симулационно моделиране? Изберете един отговор. а. Съвременна технология за изследване на обекти. б. Изучаване на физически явления и процеси с помощта на компютърни модели ° С. Реализация на математическия модел под формата на софтуерен инструмент. д. Метод на изследване, свързан с компютърните технологии. Изборът на тип модел зависи от: Изберете един отговор. а. Цели на изследването на обекта. б. Информационният обект на обекта. ° С. Физическата природа на обекта. д. Предназначение на обекта. Целта на създаването на информационен модел е: Изберете един отговор. а. Представяне на обект като текст на някакъв изкуствен език, достъпен за компютърна обработка. б. Обработка на данни за обект от реалния свят, като се вземат предвид връзката между обектите ° С. Изследване на обекти на базата на компютърно експериментиране с техните математически модели. д. Усложнението на модела, като се вземат предвид допълнителните фактори, които са били предварително информирани. Компютърният експеримент се състои от последователност от стъпки: Изберете един отговор. а. Изграждане на математически модел - избор на числен метод - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър, анализиране на решение. б. Изграждане на математически модел - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър, анализиране на решение. ° С. Изборът на числен метод - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър. д. Разработка на модел – разработка на алгоритъм – реализация на алгоритъма под формата на софтуерен инструмент. Като пример модели на поведениеможе да се нарече: Изберете един отговор. Има ежедневни полети между четири летища: ОКТОМВРИ, БЕРЕГ, ЧЕРВЕНО и СОСНОВО. Ето фрагмент от разписанието на полетите между тях: Летище на излитане Летище на пристигане Час на отпътуване Час на пристигане Пътникът се озова на летището ОКТОМВРИ в полунощ (0:00). Определете най-ранния час, когато той може да стигне до летище СОСНОВО. Изберете един отговор. Задачи 1. Определяне на минималната дължина на ограда в градински парцел. Правоъгълен градински парцел има площ S. При какви размери на дължината и ширината на парцела дължината на оградата ще бъде минимална? Извършете изчисления. 2. Залепване на кутията. Има квадратен лист картон. Четири квадрата се изрязват от листа в ъглите и кутията се залепва по страните на изрезите. Каква трябва да бъде страната на изрязания квадрат, за да може кутията да има максимален капацитет? Какъв размер лист трябва да се вземе, за да се получи от него кутия с даден максимален обем? 3. График за тренировки. След като започна да тренира, атлетът пробяга 10 км през първия ден. Всеки следващ ден той тичаше с 10% повече от предишния. Създайте таблица "График на обучението", която има следните колони: Номер на деня Пробег на ден Общ пробег Определете от таблицата: общ пробег за 7 дни; След колко дни спортистът ще тича повече от 20 км на ден; След колко дни общият пробег ще надхвърли 100 км. 4. Спасяване на давещ се. С каква скорост и под какъв ъгъл трябва да се хвърли кръгът от борда на спасителния кораб към удавящ се човек? Когато изчислявате, вземете предвид следните условия: началната скорост може да варира до 10 m/s; разстоянието на удавящия се до кораба; точността на попадение е ∆=0,5 m; Ъгълът на хвърляне може да бъде отрицателен; височината на борда на кораба над морското равнище. 5. Фертилитет и смъртност. Помислете за някаква система, в която броят на индивидите в една популация зависи само от естествените раждания и смъртни случаи. В такава система има достатъчно храна за всички, екологията не е нарушена, нищо не застрашава живота. Задача 6.Казината процъфтяват, защото собственикът винаги има някакво предимство пред играча. Например, в една версия на рулетката колелото има 38 дупки: 36 са номерирани и разделени на черно и червено, а останалите две имат числа 0 и 00 и са боядисани в зелено. Играч, залагащ на червено или черно, има шанс за печалба 18 от 38 и шанс за загуба 20 от 38. Имате определен брой чипове. Искате да удвоите капитала си. Ако колелото спре на числото, което сте избрали, вашият капитал се увеличава със сумата на залога, в противен случай залогът ще отиде в казиното. Каква тактика ще доведе до положителен резултат? 7. Информационен модел "Химически съединения" Създайте информационен модел "Химически съединения". Включете следните полета в базата данни: общо име, химическо име, химична формула, приложение. 8. Информационен модел "Училищен учител" Съставете информационен модел "Училищен учител", като включите следните полета: фамилия, собствено име, отчество, възраст, пол, трудов стаж като учител, общ опит, преподавателска натовареност, средни месечни доходи, брой членове на семейството. Въз основа на първоначалния модел на данни генерирайте информационни модели: · „Млад учител” (педагогически стаж до 5 години, възраст до 30); · „Заслужил учител“ (педагогически опит повече от 20 години). Запазете резултата на диск M: папка "Computer_Informatics_07" Поставете резултата в SarWiki на страницата Теоретична основаинформатика и методика на нейното обучение в раздел Научни основи на училищната информатика. 9. Представете си, че на Земята ще остане само един източник на прясна вода – езерото Байкал. За колко години Байкал ще снабдява населението на целия свят с вода 10. Известни са годишните нива на раждаемост и смъртност на определено население. Изчислете на колко години могат да живеят индивиди от едно поколение. 11. За производството на ваксината се предвижда отглеждане на бактериална култура в завода. Известно е, че ако масата на бактериите е x g, то за един ден тя ще се увеличи с (a-bx)x g, където коефициентите a и b зависят от вида на бактериите. Растението ще събира m g бактерии дневно за нуждите на производството на ваксини. За да съставите план, е важно да знаете как се променя масата на бактериите след 1, 2, 3, ..., 30 дни. 12. Създайте модел на биоритми за конкретно лице от посочената текуща дата (референтен ден) месец напред, за да анализирате допълнително модела. Въз основа на анализа на индивидуалните биоритми прогнозирайте неблагоприятни дни, изберете благоприятни дни за различни дейности. 13. Определете как ще се промени гъстотата на популацията на гълъбите през следващите 5 години, ако предварителните наблюдения позволиха да се установи, че нейната плътност е 130 индивида/ха. По време на размножителния период (за гълъб веднъж годишно) средно 1,3 малки оцеляват от едно сцепление с яйца. Смъртността на гълъбите е постоянна, средно 27% от индивидите умират годишно. С увеличаване на гъстотата на населението до 300 индивида / ха и повече, смъртността е 50% 14. На определено разстояние от пистолета има стена. Ъгълът на наклона на оръдието и началната скорост на снаряда са известни. Ще удари ли снаряда стената? 15. При изкачване нагоре, двигателят на автомобила „спря“. Ще спре ли колата на планината или ще се търкаля.

Тест на тема "Моделиране и формализиране"

1. Какво се нарича атрибут на обект?

Представяне на обект от реалния свят с помощта на определен набор от характеристики, които са от съществено значение за решаването на този информационен проблем.

Абстракция от обекти от реалния свят, които споделят общи характеристики и поведение.

Връзка между обект и неговите характеристики.

Всяка индивидуална характеристика, обща за всички възможни случаи

2. Изборът на тип модел зависи от:

Физическата природа на обекта.

Предназначение на обекта.

Цели на изследването на обекта.

Информационният обект на обекта.

3. Какво е информационен модел на обект?

Материален или мислено представен обект, който замества оригиналния обект в процеса на изследване със запазване на най-съществените свойства, които са важни за това изследване.

Формализирано описание на обект под формата на текст на някакъв кодов език, съдържащ цялата необходима информация за обекта.

Софтуерно средство, което реализира математически модел.

Описание на атрибутите на обектите, които са съществени за разглеждания проблем, и връзките между тях.

4. Посочете класификацията на моделите в тесния смисъл на думата:

Естествено, абстрактно, словесно.

Абстрактен, математически, информационен.

Математически, компютърни, информационни.

Словесни, математически, информационни

5. Целта на създаването на информационен модел е:

Обработка на данни за обект от реалния свят, като се вземат предвид връзката между обектите.

Усложнението на модела, като се вземат предвид допълнителните фактори, които са били предварително информирани.

Изследване на обекти на базата на компютърно експериментиране с техните математически модели.

Представяне на обект като текст на някакъв изкуствен език, достъпен за компютърна обработка.

6. Какъв модел е статичен (описващ състоянието на обект)?

Формула за равномерно ускорено движение

Формула за химична реакция

Формула на химично съединение

Вторият закон на Нютон.

7. Формализацията е

Етапът на преход от смислено описание на връзките между избраните характеристики на обект към описание, използващо някакъв кодов език.

Замяна на реален обект със знак или набор от знаци.

Преходът от размити проблеми, които възникват в реалността, към формални информационни модели.

Изолиране на съществена информация за обекта.

8. Информационните технологии се наричат

Процес, определен от комбинация от средства и методи за обработка, производство, промяна на състоянието, свойствата, формата на материала.

Промяна на първоначалното състояние на обект.

Процес, който използва набор от средства и методи за обработка и предаване на първична информация с ново качество за състоянието на обект, процес или явление.

Набор от конкретни действия, насочени към постигане на целта.

9. Материалният модел е:

1. Анатомичен модел;

2. Техническо описаниекомпютър;

3. Чертеж на функционална схема на компютър;

4. Програмиране на език за програмиране.

10. Какво е компютърен информационен модел?

Представяне на обект като тест на някакъв изкуствен език, достъпен за компютърна обработка.

Съвкупност от информация, която характеризира свойствата и състоянието на даден обект, както и връзката му с външния свят.

Модел в умствена или разговорна форма, реализиран на компютър.

Метод на изследване, свързан с компютърните технологии.

11. Компютърният експеримент се състои от последователност от стъпки:

Изборът на числен метод - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър.

Изграждане на математически модел - избор на числен метод - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър, анализиране на решение.

Разработка на модел – разработка на алгоритъм – реализация на алгоритъма под формата на софтуерен инструмент.

Изграждане на математически модел - разработване на алгоритъм - изпълнение на програма на компютър, анализиране на решение.

№ въпрос

№ отговор

Моделът е такъв материален или мислено представен обект, който в процеса на изучаване замества оригиналния обект, запазвайки някои от неговите типични свойства, които са важни за това изследване. В този случай под обект се разбира всеки материален обект, процес, явление.

Основната характеристика на моделирането е, че то е метод за индиректно познание с помощта на прокси обекти. Моделът действа като своеобразен инструмент на познанието, който изследователят поставя между себе си и обекта и с помощта на който изучава интересуващия го обект. Именно тази особеност на метода на моделиране определя специфичните форми на използване на абстракции, аналогии, хипотези и други категории и методи на познание.

Необходимостта от използване на метода на моделиране се обуславя от факта, че много обекти (или проблеми, свързани с тези обекти) са или невъзможни за директно изследване, или изобщо не са, или това изследване изисква много време и пари.

Процесът на моделиране включва три елемента:

1) субект (изследовател),

2) обект на изследване,

3) модел, който опосредства връзката на познаващия субект и познавания обект.

Предназначение и функции на модела

Предназначение и функции моделиизключително широк. Модел, възпроизвеждане предмет, може да бъде построен за следните цели:

 постигане на чисто практически резултати, например установяване на функционални връзки между вход и изход обектза решаване на специфични контролни задачи, създаване на протези (изкуствено сърце, ръце и др.);

 преподаване, демонстриране и улесняване на усвояването на готови знания;

 Възпроизводимо изследване обект, което представлява най-голям интерес.

В такъв случай моделможе да се използва за:

усъвършенстване или изграждане на теория на процеса, като някакъв вид предтеория;

прогнози за поведение обект, като негов заместник;

подмяна на комплекс системи, Например, диференциални уравненияпо-просто системас приемлива за определени условия точност;

спестяване на време и пари;

интерпретация на експериментални и теоретични резултати чрез замяна на експеримент с обектекспериментирайте върху моделис помощта на AVM или компютър.

Ето критериалната функция модели, което се състои в това, че с негова помощ е възможно да се провери истинността на знанието за оригинала, т.к моделдава възможност натрупаното знание да се представи в компактна и взаимосвързана (системна) форма и да се съпостави с оригинала.

2. Концепцията за моделиране. Основни принципи на моделиране.

Моделиране- възпроизвеждане на характеристиките на някои обектвърху друг материален или психически обект, специално създадени за тяхното изследване. В това определение моделиранепо същество съдържа и едно от общите определения модели.

Преди всичко трябва да се подчертае, че предметът, обектът на изследване и модел.

Процесът на моделиране е процес на преход от реалната област към виртуалната (моделна) чрез формализиране, след което моделът се изучава (правилно моделиране) и накрая резултатите се интерпретират като обратен преход от виртуалната област към истинският. Този път замества директното изследване на обекта в реалната област, тоест фронталното или интуитивното решение на проблема. Така че, в най-простия случай, технологията за моделиране включва 3 етапа:

формализиране;

моделиране;

интерпретация.

Ползите от моделирането могат да бъдат постигнати само ако са изпълнени следните доста очевидни условия:

Моделът отразява адекватно свойствата на оригинала, съществени от гледна точка на целта на изследването;

Моделът дава възможност да се премахнат проблемите, присъщи при извършването на измервания на реални обекти.

При експериментиране с модел на сложна система може да се получи повече информация за вътрешните взаимодействащи фактори на системата, отколкото при манипулиране с реална система поради променливостта на структурните елементи, лекотата на промяна на параметрите на модела и др.

ПРИНЦИПИ НА МОДЕЛИРАНЕ

Принцип информационна достатъчност.В пълно отсъствиеинформация за обекта, който се изследва, е невъзможно да се изгради неговият модел. Ако информацията е пълна, тогава симулацията е безсмислена. Трябва да има някакво критично ниво на априорна информация за обекта (нивото на информационна достатъчност), при достигане на което може да се изгради неговият адекватен модел.

Принцип изпълнимост.Моделът трябва да осигури постигането на поставената цел с вероятност, различна от нула и за крайно време. Обикновено се задава определена прагова стойност на вероятността P 0 и приемливо времево ограничение t 0 за достигане на целта. Моделът е осъществим, ако

P(t)≥ П 0 и t ≤ t 0 .

Принцип множественостмодели. Създаденият модел трябва да отразява преди всичко онези свойства на моделираната система или процес, които влияят на избрания показател за ефективност. Съответно с помощта на конкретен модел могат да се изследват само някои аспекти на реалността. За по-цялостното му изследване са необходими редица модели, които позволяват по-разнообразни и различни степенидетайлите отразяват разглеждания обект или процес.

Принцип агрегиране.Сложната система обикновено може да бъде представена като състояща се от подсистеми (агрегати), за чието математическо описание се използват стандартни математически схеми. Освен това този принцип позволява моделът да бъде гъвкаво преустроен в зависимост от целите на изследването.

Принцип параметризация.В някои случаи симулираната система може да има относително изолирани подсистеми, които се характеризират с определен параметър (включително векторен). Такива подсистеми могат да се видят в модела със съответните числа, а не описват процеса на тяхното функциониране. При необходимост зависимостта на тези величини от ситуацията може да бъде дадена под формата на таблица, графика или аналитичен израз (формула). Това ви позволява да намалите силата на звука и продължителността на симулацията. Трябва обаче да се помни, че параметризацията намалява адекватността на модела.