V roku 1870 britská admiralita spustila novú bojovú loď Captain. Loď vyplávala na more a prevrátila sa. Loď a všetci ľudia na nej zomreli. To bolo úplne nečakané pre všetkých, okrem anglického lodiarskeho vedca V. Reeda, ktorý predtým robil výskum na modeli bojovej lode a zistil, že loď sa prevráti aj pri miernych vlnách. No páni z admirality neverili vedcovi, ktorý robil s „hračkou“ zdanlivo márnivé experimenty. A stalo sa nenapraviteľné...

Modely a modeling používa ľudstvo už oddávna. Pomocou modelov a vzorových vzťahov sa vyvinuli hovorené jazyky, písmo, grafika. Skalné rytiny našich predkov, ďalej maľby a knihy sú vzorovými, informačnými formami odovzdávania poznatkov o svete okolo nás ďalším generáciám. Modely sa aplikujú na štúdium komplexné javy, procesy, výstavba nových štruktúr. Dobre zostavený model je zvyčajne pre výskum dostupnejší ako skutočný objekt. Navyše, niektoré objekty nemožno vôbec priamo študovať: napríklad experimenty s ekonomikou krajiny na kognitívne účely sú neprijateľné; experimenty s minulosťou alebo povedzme s planétami sú zásadne neuskutočniteľné Slnečná sústava atď.

Model vám umožňuje naučiť sa správne pracovať s objektom, testovať rôzne možnosti ovládania na jeho modeli. Experimentovanie na tieto účely so skutočným objektom je prinajlepšom nepohodlné a často jednoducho škodlivé alebo dokonca nemožné z viacerých dôvodov (dlhé trvanie experimentu v čase, riziko uvedenia objektu do nežiaduceho a nezvratného stavu atď.). )

Model je hmotný alebo mentálne vymyslený objekt, ktorý v procese štúdia nahrádza pôvodný objekt a zachováva si svoje typické znaky, ktoré sú pre toto štúdium významné. Proces vytvárania modelu sa nazýva modelovanie.

Inými slovami, modelovanie je proces štúdia štruktúry a vlastností originálu pomocou modelu. Tu je jedna z možných klasifikácií modelov.

Rozlišovať materiál a perfektná simulácia... Materiálové modelovanie sa zasa delí na fyzické a analógový modelovanie.

Fyzické je zvykom nazývať modelovanie, pri ktorom je skutočný objekt oproti svojej zväčšenej alebo zmenšenej kópii, čo umožňuje skúmanie (spravidla v laboratórnych podmienkach) pomocou následného prenosu vlastností študovaných procesov a javov z prostredia. modelu k objektu na základe teórie podobnosti. Príklady modelov tohto druhu sú: v astronómii - planetárium, v architektúre - modely budov, v stavbe lietadiel - modely lietadla atď.

Analógová simulácia založený na analógii procesov a javov rôznej fyzikálnej povahy, ale formálne opísaných rovnakým spôsobom (rovnakými matematickými rovnicami).

Zásadne odlišné od modelovania predmetov perfektná simulácia, ktorý nie je založený na materiálnej analógii objektu a modelu, ale na ideálnej, mysliteľnej analógii. Hlavným typom ideálnej simulácie je simulácia znakov.

Významné sa nazýva modelovanie, ktoré používa ako modely transformácie určitého druhu znakov: diagramy, grafy, kresby, vzorce, sady symbolov.

Najdôležitejším typom modelovania znaku je matematického modelovania, v ktorej sa skúmanie objektu uskutočňuje pomocou modelu formulovaného v jazyku matematiky. Klasickým príkladom matematického modelovania je opis a štúdium Newtonových zákonov mechaniky pomocou matematiky.

Príklad

Pozrite sa na nasledujúci záznam a pokúste sa zistiť, čo sa skrýva za týmito znakmi:

a 1 x 1 + b 1 x 2 = c 1
a 2 x 1 + b 2 x 2 = c 2
Odpovede ľudí v rôznych špecializáciách sa budú značne líšiť. Tu sú niektoré z možností.

matematik: "Toto je systém dvoch lineárnych algebraických rovníc s dvoma neznámymi, ale čo presne vyjadruje, to neviem povedať."

Elektroinžinier: "Toto sú rovnice elektrických napätí alebo prúdov s aktívnymi napätiami."

Strojný inžinier: "Toto sú rovnice rovnováhy síl pre sústavu pák alebo pružín."

Stavebný inžinier: "Toto sú rovnice, ktoré súvisia so silami deformácie v stavebnej konštrukcii."

Ktorá odpoveď je správna? Nečudujte sa, ale každá z nich je v istom zmysle správna. Všetko závisí od toho, čo sa skrýva za konštantnými koeficientmi a, b, c a symbolmi neznámych x 1 a x 2.

Pri vytváraní modelov sa používajú dva princípy: deduktívne(od všeobecného po konkrétne) a indukčné(od konkrétneho k všeobecnému). V prvom prístupe sa uvažuje o konkrétnom prípade dobre známeho základného modelu, ktorý sa prispôsobuje podmienkam modelovaného objektu s prihliadnutím na špecifické okolnosti. Druhá metóda zahŕňa rozvoj hypotéz, rozklad komplexného objektu, analýzu a potom syntézu. Tu sa široko používa podobnosť, hľadanie analógií a inferencia, aby sa vytvorili akékoľvek vzorce vo forme predpokladov o správaní systému.

Technológia modelovania vyžaduje, aby výskumník bol schopný správne formulovať problémy a úlohy, predvídať výsledky, robiť rozumné hodnotenia, zvýrazniť hlavné a vedľajšie faktory pre vytváranie modelov, nájsť analógie a vyjadriť ich v jazyku matematiky.

V modernom svete proces počítačového modelovania sa čoraz viac používa, čo znamená použitie výpočtovej techniky experimentovať s modelom.

Modelovanie je metóda poznávania okolitého sveta, ktorú možno priradiť k všeobecným vedeckým metódam používaným na empirickej aj teoretickej úrovni poznania. Pri konštrukcii a štúdiu modelu možno použiť takmer všetky ostatné metódy poznávania.

Model (z lat. modul - miera, vzorka, norma) sa chápe ako taký hmotný alebo mentálne vymyslený predmet, ktorý v procese poznávania (štúdia) nahrádza pôvodný objekt, pričom si zachováva niektoré jeho typické znaky dôležité pre toto štúdium. Proces vytvárania a používania modelu sa nazýva modelovanie.

V systémová analýza modelovanie sa považuje za hlavnú metódu vedeckého poznania spojenú so zdokonaľovaním metód získavania a zaznamenávania informácií o skúmaných objektoch, ako aj so získavaním nových poznatkov na základe modelových experimentov. Dnes sa väčšina modelov vyvíja pomocou výpočtovej techniky a výpočtovej techniky, takéto modely sú vyvíjané pomocou programov alebo môžu samy pôsobiť ako program.

Pri zostavovaní modelu výskumník vždy vychádza zo stanovených cieľov, pričom berie do úvahy len faktory, ktoré sú pre ich dosiahnutie najvýznamnejšie. Žiadny model teda nie je identický s pôvodným objektom, a preto je neúplný, keďže pri jeho konštrukcii bral výskumník do úvahy z jeho pohľadu len najdôležitejšie faktory.

Najdôležitejším a najbežnejším účelom modelov je ich využitie pri štúdiu a predpovedaní správania zložitých procesov a javov. Treba mať na pamäti, že niektoré predmety a javy nemožno vôbec priamo študovať. Ďalším, nemenej dôležitým účelom modelov je, že s ich pomocou sa identifikujú najvýznamnejšie faktory, ktoré tvoria určité vlastnosti objektu, keďže samotný model odráža len niektoré z hlavných charakteristík pôvodného objektu, ktoré je potrebné vziať do úvahy. do úvahy pri štúdiu konkrétneho procesu alebo javu.... Model vám umožňuje naučiť sa správne ovládať objekt testovaním rôznych možností ovládania. Použitie skutočného predmetu na to je často riskantné alebo jednoducho nemožné. Ak sa vlastnosti objektu v priebehu času menia, potom sa problém predpovedania stavov takéhoto objektu pod vplyvom rôznych faktorov stáva obzvlášť dôležitým.

Účel simulácie určuje, ktoré aspekty originálu by sa mali odrážať v modeli. Rôzne modely toho istého objektu zodpovedajú rôznym účelom.

Modely možno budovať pomocou myslenia (abstraktné modely) alebo pomocou materiálneho sveta (reálne modely). Osobitné miesto medzi abstraktnými modelmi zaujímajú jazykové modely. Nejednoznačnosť, vágnosť prirodzeného jazyka, ktorý je v mnohých prípadoch taký užitočný, môže v niektorých praktikách prekážať. Potom sa vytvárajú presnejšie (odborné) jazyky, celá hierarchia jazykov, stále presnejšia, kulminujúca v ideálne formalizovanom jazyku matematiky.

Modelovanie má v súčasnosti neobyčajne široké uplatnenie v mnohých oblastiach poznania: od filozofických a iných humanitných oblastí poznania po jadrovú fyziku a iné oblasti fyziky, od problémov rádiotechniky a elektrotechniky až po problémy mechaniky a hydromechaniky, fyziológie a biológie, atď. modelovanie je hlavným spôsobom, ako spoznať svet okolo.

O problematike modelovania sa uvažovalo v dielach filozofov (V.A. A. Glinsky, S. I. Arkhangelsky a ďalší).

Pojem „model“ je široko používaný v rôznych sférach ľudskej činnosti a má mnoho sémantických významov. Modelovaný objekt sa nazýva originál a modelovaný objekt sa nazýva model.

Pojem „model“ vznikol v procese experimentálneho štúdia sveta a samotné slovo „model“ pochádza z latinských slov „modus“, „modulus“, čo znamená miera, obraz, metóda. Takmer vo všetkých európskych jazykoch sa používal na označenie obrazu alebo prototypu alebo veci, podobnej v určitom ohľade inej veci.

Existujú rôzne názory na definíciu „modelu“.

Takže napríklad V. A. Shtof chápe model ako mentálne predstavovaný alebo materiálne realizovaný systém, ktorý zobrazuje a reprodukuje objekt takým spôsobom, že jeho štúdium dáva o tomto objekte nové informácie.

A. I. Uemov definuje model ako systém, ktorého štúdium slúži ako prostriedok na získanie informácií o inom systéme.

Charles Lave a James March definujú model takto: „Model je zjednodušený obraz skutočného sveta. Má niektoré, ale nie všetky vlastnosti skutočného sveta. Je to súbor vzájomne prepojených predpokladov o svete. Model je jednoduchší ako javy, ktoré odráža alebo vysvetľuje dizajnom.

V. A. Polyakov verí, že „model je ideálnou formalizovanou reprezentáciou systému a dynamiky jeho postupného formovania. Model musí integrovane simulovať skutočné úlohy a situácie, byť kompaktný, primerane vyjadrovať zmeny stavu a musí zodpovedať uvažovanému problému alebo situácii."

Väčšina psychológov chápe „model“ ako systém objektov alebo znakov, ktoré reprodukujú niektoré podstatné vlastnosti pôvodného systému. Prítomnosť vzťahu čiastočnej podobnosti ("homomorfizmus") umožňuje použiť model ako náhradu alebo zástupcu skúmaného systému.

Niekedy sa model chápe ako taký hmotný alebo mentálne reprezentovaný objekt, ktorý v procese poznávania (štúdia) nahrádza pôvodný objekt, pričom si zachováva niektoré typické znaky dôležité pre toto štúdium.

Niektoré príklady modelov sú:

1) Architekt pripravuje stavbu budovy nevídaného typu. Ale predtým, ako ju postaví, postaví túto budovu z kociek na stôl, aby videl, ako bude vyzerať. Toto je model.

2) Na stene je maľba zobrazujúca rozbúrené more. Toto je model.

„Modelovanie je proces používania modelov (originál) na štúdium určitých vlastností originálu (transformácia originálu) alebo nahradenie originálu modelmi v procese nejakej činnosti“ (napríklad na transformáciu aritmetického výrazu môžete dočasne určiť jeho súčasti s písmenami).

„Modelovanie je nepriama praktická alebo teoretická štúdia objektu, v ktorej sa priamo neštuduje objekt, ktorý nás zaujíma, ale nejaký pomocný umelý alebo prírodný systém:

1) byť v určitej objektívnej zhode s poznávaným objektom;

2) schopný ho v určitých ohľadoch nahradiť;

3) pri svojom výskume v konečnom dôsledku poskytnúť informácie o samotnom modelovanom objekte “

(tri uvedené vlastnosti sú v podstate definujúce vlastnosti modelu).

Na základe vyššie uvedeného môžeme rozlíšiť nasledujúce ciele modelovania:

1) pochopenie zariadenia špecifického systému, jeho štruktúra, vlastnosti, zákonitosti vývoja a interakcie s vonkajším svetom;

2) manažment systém, ktorý určuje najlepšie metódy riadenia pre dané ciele a kritériá;

3) predpovedanie priame a nepriame dôsledky implementácie určených metód a foriem vplyvu na systém.

Všetky tri ciele znamenajú v tej či onej miere prítomnosť mechanizmu spätnej väzby, to znamená, že je potrebné nielen preniesť prvky, vlastnosti a vzťahy modelovaného systému do modelovacieho systému, ale aj naopak. .

Vedeckým základom pre modelovanie je teória analógie, v ktorej hlavným pojmom je - pojem analógie - podobnosť objektov z hľadiska ich kvalitatívnych a kvantitatívnych charakteristík. Všetky tieto typy spája koncept zovšeobecnenej analógie - abstrakcie. Analógia vyjadruje zvláštny druh korešpondencie medzi porovnávanými objektmi, medzi modelom a originálom.

Vo všeobecnosti je analógia stredným, sprostredkujúcim článkom medzi modelom a objektom. Funkciou takéhoto odkazu je:

a) pri porovnávaní rôznych objektov, zisťovaní a analýze objektívnej podobnosti určitých vlastností, vzťahov, ktoré sú týmto objektom vlastné;

b) v operáciách uvažovania a záverov na základe analógie, to znamená pri vyvodzovaní z analógie.

Hoci v literatúre existuje nerozlučné spojenie medzi modelom a analógiou, ale „analógia nie je model“. Neistoty sú generované fuzzy rozlišovaním:

a) analógia ako pojem vyjadrujúci skutočný vzťah podobnosti medzi rôznymi vecami, procesmi, situáciami, problémami;

b) analógia ako osobitná logika uvažovania;

c) analógia ako heuristická metóda poznávania;

d) analógia ako spôsob vnímania a chápania informácií;

e) analógie ako prostriedok prenosu overených metód a myšlienok z jednej oblasti poznania do druhej, ako prostriedok budovania a rozvíjania vedeckej teórie.

Analogická inferencia zahŕňa interpretáciu informácií získaných skúmaním modelu. Zvláštnosťou metódy získavania záverov analogicky v logickej literatúre je tzv prekladu- prenos vzťahov (vlastností, funkcií a pod.) z jedného objektu na druhý. Traduktívny spôsob uvažovania sa využíva pri porovnávaní rôznych objektov z hľadiska kvantity, kvality, priestorovej polohy, časových charakteristík, správania, funkčných parametrov konštrukcie a pod.

Simulácia je multifunkčná, to znamená, že sa používa rôznymi spôsobmi na rôzne účely rôzne úrovne(etapy) výskumu alebo transformácie. V tomto ohľade stáročná prax používania modelov vytvorila množstvo foriem a typov modelov.

Modely sú klasifikované na základe najvýznamnejších vlastností objektov. V literatúre o filozofických aspektoch modelovania sa uvádzajú rôzne klasifikačné znaky, podľa ktorých sa rozlišujú rôzne typy modelov. Poďme sa na niektoré z nich pozrieť.

V. A. Shtof ponúka nasledujúcu klasifikáciu modelov:

1) spôsobom ich konštrukcie (formou modelu);

2) z hľadiska kvalitatívnych špecifík (obsahu modelu).

Podľa spôsobu konštrukcie sa rozlišujú materiál a ideálne modelov. Materiálové modely napriek tomu, že tieto modely vytvára človek, existujú objektívne. Ich účel je špecifický - reprodukovať štruktúru, charakter, priebeh, podstatu skúmaného procesu - odrážať priestorové vlastnosti - odrážať dynamiku skúmaných procesov, závislostí a súvislostí.

Materiálové modely sú nerozlučne späté s imaginárnymi (predtým, než čokoľvek postavíte, musíte mať teoretickú predstavu, opodstatnenie). Tieto modely zostávajú mentálne, aj keď sú stelesnené v akejkoľvek hmotnej forme. Väčšina týchto modelov si nenárokuje, že sú zhmotnené.

Materiálové modely sú zase rozdelené vo forme na:

· obrazný (vybudované zo zmyslovo vizuálnych prvkov);

· ikonický (v týchto modeloch sú prvky vzťahu a vlastnosti simulovaných javov vyjadrené pomocou určitých znakov);

· zmiešané (spája vlastnosti figuratívnych aj ikonických modelov).

Výhodou tejto klasifikácie je, že poskytuje dobrý základ pre analýzu dvoch hlavných funkcií modelu:

Praktické (ako nástroj a prostriedok vedeckého experimentu);

Teoretický (ako špecifický obraz reality, ktorý obsahuje prvky logického a zmyslového, abstraktného a konkrétneho, všeobecného a jednotného čísla).

BA Glinsky má vo svojej knihe „Modelovanie ako metóda vedeckého výskumu“ ďalšiu klasifikáciu. Spolu so zaužívaným delením predlôh podľa spôsobu ich realizácie delí predlohy a charakter reprodukcie strán predlohy na:

· podstatné ;

· Štrukturálne;

· Funkčné;

· Zmiešané.

Zvážte ešte jednu klasifikáciu navrhnutú L. M. Fridmanom. Z hľadiska miery prehľadnosti rozdeľuje všetky modely do dvoch tried:

· materiál (skutočný, skutočný);

· perfektné.

Materiálové modely zahŕňajú modely, ktoré sú postavené z akýchkoľvek hmotných predmetov, z kovu, dreva, skla a iných materiálov. Zahŕňajú aj živé bytosti používané na štúdium určitých javov alebo procesov. Všetky tieto modely sa dajú priamo tušiť, pretože existujú v realite, objektívne. Sú hmatateľným produktom ľudskej činnosti.

Materiálové modely sa zase dajú rozdeliť na statický (stacionárny) a dynamický (herecký) .

Autor klasifikácie sa odvoláva na prvé typy modelov, ktoré sú geometricky podobné originálom. Tieto modely sprostredkúvajú iba priestorové (geometrické) črty originálov v určitej mierke (napríklad modely domov, stavby miest či dedín, rôzne druhy figurín, modely geometrických útvarov a tiel z dreva, drôtu, skla, atď.). priestorové modely molekúl a kryštálov v chémii, modely lietadiel, lodí a iných strojov atď.).

Dynamické (prevádzkové) modely zahŕňajú tie, ktoré reprodukujú niektoré procesy, javy, môžu byť fyzikálne podobné originálom a reprodukujú simulované javy v určitom meradle. Napríklad na výpočet projektovanej vodnej elektrárne sa vytvorí prevádzkový model rieky a budúcej priehrady; model budúcej lode umožňuje v bežnom kúpeli študovať niektoré aspekty správania sa projektovanej lode na mori alebo na rieke atď.

Ďalším typom operačných modelov sú všetky druhy analógové a simulačné ktoré reprodukujú ten či onen jav pomocou iného, ​​v istom zmysle, pohodlnejšieho. Takými sú napríklad elektrické modely rôznych druhov mechanických, tepelných, biologických a iných javov. Ďalším príkladom je model obličiek, ktorý je široko používaný v lekárskej praxi. Tento model – umelá oblička – funguje rovnako ako prirodzená (živá) oblička, odstraňuje z tela toxíny a iné produkty látkovej premeny, no má, samozrejme, úplne inú štruktúru ako živá oblička.

Ideálne modely sú zvyčajne rozdelené do troch typov:

· asi-iný (ikonický);

· ikonický (znak-symbolický);

· duševný (duševný).

Figuratívne alebo ikonické (obrázkové) modely zahŕňajú rôzne druhy kresieb, kresieb, diagramov, ktoré v figuratívnej forme vyjadrujú štruktúru alebo iné znaky simulovaných predmetov alebo javov. Tento typ ideálneho modelu by mal zahŕňať geografické mapy, plány, štruktúrne vzorce v chémii, model atómu vo fyzike atď.

Znakovo-symbolické modely predstavujú záznam štruktúry alebo niektorých vlastností objektov modelovaných pomocou znakov-symbolov nejakého umelého jazyka. Príkladmi takýchto modelov sú matematické rovnice, chemické vzorce.

Napokon mentálne (mentálne, imaginárne) modely - reprezentácie javu, procesu alebo objektu, vyjadrujúce teoretickú schému modelovaného objektu. Mentálny model je akýkoľvek vedecký koncept javu vo forme jeho popisu v prirodzenom jazyku.

Ako vidíte, koncept modelu vo vede a technike má veľa rôzne významy, medzi vedcami neexistuje jednotný pohľad na klasifikáciu modelov, v tomto smere nie je možné jednoznačne klasifikovať typy modelovania. Klasifikácia môže byť vykonaná z rôznych dôvodov:

1) podľa povahy modelov (t. j. pomocou nástrojov na modelovanie);

2) podľa povahy objektov, ktoré sa modelujú;

3) v oblastiach aplikácie modelovania (modelovanie v technike, vo fyzikálnych vedách, v chémii, modelovanie procesov živých vecí, modelovanie psychiky atď.)

4) podľa úrovní ("hĺbky") modelovania, počnúc napríklad dôrazom vo fyzike modelovania na mikroúrovni.

Najznámejšia je klasifikácia podľa povahy modelov. Podľa nej rozlišujú nasledujúce typy modelovanie:

1. Predmetové modelovanie, pri ktorom model reprodukuje geometrické, fyzikálne, dynamické alebo funkčné charakteristiky objektu. Napríklad model mosta, priehrady, model krídla lietadla atď.

2. Analógové modelovanie, v ktorom sú model a originál popísané jediným matematickým vzťahom. Príkladom sú elektrické modely používané na štúdium mechanických, hydrodynamických a akustických javov.

3. Znakované modelovanie, v ktorom sú modelmi znakové útvary určitého druhu: diagramy, grafy, kresby, vzorce, grafy, slová a vety v niektorej abecede (prirodzený alebo umelý jazyk)

4. Mentálne modelovanie úzko súvisí so znamením, v ktorom modely nadobúdajú mentálne vizuálny charakter. Príkladom je v tomto prípade model atómu, ktorý v tom čase navrhol Bohr.

5. Napokon, špeciálnym typom modelovania je zahrnutie do experimentu nie samotného objektu, ale jeho modelu, čím tento nadobúda charakter modelového experimentu. Tento typ modelovania naznačuje, že medzi metódami empirického a teoretického poznania neexistuje tvrdá čiara.

Práve vďaka formalizácii sa matematická logika mohla uplatniť v elektronických počítačoch, ktoré fungujú podľa jej zákonov.

V. Pekelis

Celý život človeka neustále stavia pred seba akútne a rôzne úlohy a problémy. Vznik takýchto problémov, ťažkostí, prekvapení znamená, že v realite okolo nás je veľa nepoznaného a skrytého. V dôsledku toho je potrebné stále širšie poznanie sveta, objavovanie nových a nových procesov v ňom a vzťahov medzi ľuďmi a vecami.

Úspech intelektuálny rozvojžiak sa dosahuje najmä v triede, kde miera záujmu žiakov o učenie, úroveň vedomostí, pripravenosť na neustále sebavzdelávanie závisí od schopnosti učiteľa organizovať systematickú poznávaciu činnosť. ich intelektuálny rozvoj.

Skúsenosti z vyučovania predmetu informatika ukazujú, že druhy činností žiakov pri rozbore situácií, predpovedaní, budovaní informačných modelov, vytváraní podmienok pre variabilný výber metód riešenia, využívaní heuristických techník a schopnosti vykonávať dizajnérske činnosti sú najmä rozlíšené ako ciele.

Špecifické úlohy štúdia informatiky v škole majú podobu:

• predstaviť študentom systém informácie, model, algoritmus a ich úloha pri formovaní moderného informačného obrazu sveta, naučiť tieto pojmy definovať, zvýrazniť ich znaky a vysvetliť ich, rozlišovať medzi typmi modelov, algoritmov atď. ;
• odhaliť všeobecné zákonitosti informačných procesov v charaktere spoločnosti, technických systémov;
• oboznámiť študentov s princípmi formalizácie, štruktúrovania informácií a rozvíjať schopnosť budovať informačné modely študovaných objektov a systémov;
• rozvíjať štýly algoritmického a logického myslenia;
• formovať schopnosť organizovať vyhľadávanie informácií potrebných na vyriešenie problému;
• formovať schopnosť plánovať činnosti na dosiahnutie cieľa pomocou pevne stanoveného súboru nástrojov.

Formácia je proces výchovy a vzdelávania zameraný na rozvoj osobnosti alebo individuálnych vlastností človeka. Formovať znamená organizovať a viesť výchovu a vzdelávanie tak, pôsobiť na žiaka tak, aby sa v ňom rozvíjala tá či oná vlastnosť.

Zvládnutie časti „Formalizácia a modelovanie“ sa navrhuje ako základ na tejto ceste.

Do sekcie "Modelovanie a formalizácia" Pridelených je 8 hodín. V rámci sekcie sa študujú tieto témy:

• Objekt. Klasifikácia objektov. Objektové modely. 2h
• Klasifikácia modelov. Hlavné fázy modelovania. 2h
• Formálne a neformálne vyjadrenie problému.
• Základné princípy formalizácie. 2h
• Koncepcia riešenia problémov informačných technológií.
• Budovanie informačného modelu. 2h

Základné pojmy, ktoré by si študenti mali osvojiť po preštudovaní témy:

Objekt, model, modelovanie; formalizácia; informačný model; informačné technológie na riešenie problémov; počítačový experiment.

Na konci časti by študenti mali vedieť:

• existencia mnohých modelov pre ten istý objekt;
• etapy informačných technológií na riešenie problémov pomocou počítača.

študenti by mali byť schopný:

• uviesť príklady modelovania a formalizácie;
• uviesť príklady formalizovaného popisu objektov a procesov;
• uviesť príklady systémov a ich modelov.
• vytvárať a skúmať najjednoduchšie informačné modely na počítači.

Štúdium sekcie prebieha v špirále: začína sa konceptom Objekt. Klasifikácia objektov. Na štúdium sa používa diafilm, v ktorom je uvedená definícia týchto pojmov, sú jasne zobrazené príklady predmetov, je vysvetlené - aké sú vlastnosti objektu, prostredia (pozri<Рисунок 1> , <Рисунок 2>) atď.

Pomocou tohto diapozitívu<Приложение 1 >, študent môže samostatne prísť na tieto pojmy. Po systematizácii pojmov spojených s objektom nasleduje plynulý prechod k pojmom model, klasifikácia modelov ( pozri<Рисунок 3> , <Рисунок 4> ) ... Žiak dostáva úlohy typu: Objekt – osoba. Fenomén je búrka. Uveďte ich modely a klasifikujte ich.

Človek oddávna využíva modelovanie na štúdium predmetov, procesov, javov v rôznych oblastiach. Výsledky týchto štúdií slúžia na určenie a zlepšenie charakteristík reálnych objektov a procesov; porozumieť podstate javov a rozvíjať schopnosť ich prispôsobovania alebo riadenia; na výstavbu nových objektov alebo modernizáciu starých. Modelovanie pomáha človeku robiť informované a premyslené rozhodnutia, predvídať dôsledky svojich aktivít.

Vďaka počítačom sa výrazne rozširuje nielen rozsah modelovania, ale aj komplexná analýza získaných výsledkov.

V celej časti sa žiaci oboznamujú s základy modelovania a formalizácie... Študenti by mali pochopiť, čo je model a aké typy modelov sú. Je to potrebné na to, aby si študenti pri realizácii výskumu vedeli vybrať a efektívne využívať softvérové ​​prostredie a vhodné nástroje vhodné pre každý model. Začiatok každého výskumu je formulácia problému, ktorý je určený daným cieľom. Typ modelu, výber softvérového prostredia a dosiahnuté výsledky závisia od toho, ako sa chápe cieľ modelovania. Žiak sa učí o hlavné fázy modelovania ktorú musí výskumník prejsť, aby dosiahol svoj cieľ.

Učebný obsah tvorí zoznam rôznych modelov dostupných na pochopenie pre študentov. Je známy už dostatočný počet takých modelov, pre ktoré je použitie počítača nevyhnutné. Študenti sa učia na konkrétnych modeloch z rôznych školských predmetov modelovacia technológia, naučte sa stavať informačné modely... Na tento účel môžete použiť rôzne softvérové ​​prostredia. Objem obsahu a možností pre rôzne druhy informačných technológií si určuje študent sám v závislosti od svojich schopností.

Dôležitým bodom pri výučbe a osvojovaní si získaných vedomostí je zabezpečenie všetkých vzdelávacích prvkov sekcie testami požadovanej úrovne, ktoré sú prevzaté z metodickej príručky 5, 7 *, aj z internetu, od N. Ugrinoviča.

Tento článok poskytuje jednu z testovacích možností súvisiacich s hlavnými prvkami školenia v časti „Modelovanie a formalizácia“. Aj vzhľadom na text skúšobná práca vyvinutý S.Yu. Piskunová a jej riešenie zo zbierky 9 *

Test na tému "Modelovanie a formalizácia"

1. Čo sa nazýva atribút objektu?

1. Znázornenie objektu reálneho sveta pomocou súboru jeho charakteristík, ktoré sú podstatné pre riešenie daného informačného problému.
2. Abstrakcia objektov reálneho sveta, spojených spoločnými vlastnosťami a správaním.
3. Vzťah medzi objektom a jeho charakteristikami.
4. Každá jednotlivá charakteristika je spoločná pre všetky možné prípady

2. Výber typu modelu závisí od:

1. Fyzická povaha objektu.
2. Účel objektu.
3. Ciele štúdia objektu.
4. Informačná entita objektu.

3. Čo je informačný model objektu?

1. Hmotný alebo mentálne vymyslený predmet, ktorý v procese výskumu nahrádza pôvodný predmet pri zachovaní tých najpodstatnejších vlastností, ktoré sú pre tento výskum dôležité.
2. Formalizovaný popis objektu vo forme textu v určitom kódovacom jazyku obsahujúci všetky potrebné informácie o objekte.
3. Softvérový nástroj, ktorý implementuje matematický model.
4. Popis atribútov objektov, ktoré sú podstatné pre uvažovaný problém a vzťahov medzi nimi.

4. Uveďte klasifikáciu modelov v užšom zmysle slova:

1. Prirodzené, abstraktné, verbálne.
2. Abstraktné, matematické, informačné.
3. Matematické, počítačové, informačné.
4. Verbálne, matematické, informačné

5. Účelom vytvorenia informačného modelu je:

1. Spracovanie údajov o objekte v reálnom svete s prihliadnutím na prepojenie medzi objektmi.
2. Komplikácia modelu, berúc do úvahy ďalšie faktory, ktoré boli predtým informované.
3. Štúdium objektov na základe počítačových experimentov s ich matematickými modelmi.
4. Reprezentácia objektu vo forme textu v nejakom umelom jazyku dostupnom na počítačové spracovanie.

6. Informačné modelovanie je založené na:

1. Označenie a názov objektu.
2. Nahradenie skutočného objektu zodpovedajúcim modelom.
3. Nájdenie analytického riešenia, ktoré poskytne informácie o skúmanom objekte.
4. Opis procesov vzniku, spracovania a prenosu informácií v skúmanom systéme objektov.

7. Formalizácia je

1. Štádium prechodu od zmysluplného opisu väzieb medzi vybranými vlastnosťami objektu k opisu pomocou určitého kódovacieho jazyka.
2. Nahradenie skutočného predmetu znakom alebo súborom znakov.
3. Prechod od fuzzy úloh, ktoré vznikajú v skutočnosti, k formálnym informačným modelom.
4. Zvýraznenie základných informácií o objekte.

8. Informačná technológia je tzv

1. Proces určený súborom prostriedkov a metód spracovania, výroby, zmeny stavu, vlastností, tvaru materiálu.
2. Zmena počiatočného stavu objektu.
3. Proces, ktorý využíva súbor prostriedkov a metód na spracovanie a prenos primárnych informácií novej kvality o stave objektu, procesu alebo javu.
4. Súbor určitých akcií zameraných na dosiahnutie stanoveného cieľa.

9. Čo sa nazýva simulácia?

1. Moderná technológia výskum predmetov.
2. Štúdium fyzikálnych javov a procesov pomocou počítačových modelov.
3. Implementácia matematického modelu vo forme softvérového nástroja.

10. Čo je to počítačový informačný model?

1. Reprezentácia objektu ako testu v nejakom umelom jazyku dostupnom na počítačové spracovanie.
2. Súbor informácií charakterizujúcich vlastnosti a stav objektu, ako aj jeho vzťah s vonkajším svetom.
3. Model v mentálnej alebo hovorenej forme, realizovaný na počítači.
4. Výskumná metóda súvisiaca s výpočtovou technikou.

11. Počítačový experiment pozostáva zo sledu etáp:

1. Výber numerickej metódy - vývoj algoritmu - vykonávanie programu na počítači.
2. Zostavenie matematického modelu - výber numerickej metódy - vývoj algoritmu - spustenie programu na počítači, analýza riešenia.
3. Vývoj modelu - Vývoj algoritmu - Implementácia algoritmu ako softvérového nástroja.
4. Zostavenie matematického modelu - vývoj algoritmu - spustenie programu na počítači, analýza riešenia.

Číslo otázky
odpoveď č.	4	3	2	1	4	3	1	3	3	3	2

Testová práca na tému "Modelovanie a formalizácia"

Možnosť číslo 1.

1. Napíšte svoju odpoveď na tému „Modely a ako sa zostavujú“ postupným zodpovedaním otázok.

1. Čo je objektový model?
2. V akých modeloch sa stretávate Každodenný život?
3. Čo je informačný model?
4. Dá sa jeden objekt opísať pomocou rôznych informačných modelov? Ak áno, v čom sa budú líšiť?
5. Vytvorte informačný model objektu vozidla, aby ste ho charakterizovali pre cestujúcich. Ako sa tento model zmení, ak je cieľom charakterizovať auto ako technické zariadenie?
6. Je možné strategicky počítačová hra nazývaný herný model? Ak áno, prečo?

2. Vytvorte matematický model problému:

Určte čas stretnutia dvoch chodcov, ktorí sa majú stretnúť.

Možnosť číslo 2.

1. Odpovedzte na tému „Klasifikácia predmetov“, dôsledne odpovedajte na otázky.

1. Čo je klasifikácia objektov? Prečo je potrebné klasifikovať predmety?
2. Uveďte príklad klasifikácie objektov podľa spoločných vlastností.
3. Aký je princíp dedenia?
4. Vysvetlite na príklade klasifikácie objektov so všeobecným názvom „ počítačový program”.
5. Aké kritériá možno použiť na klasifikáciu modelov?
6. Na základe čoho sa delia modely na statické a dynamické?

2. Vytvorte matematický model problému:

- Určte čas, kedy jeden chodec dobehne druhého.

možnosť 1

1. Odpovede na otázky

1.1. Model je obraz, ktorý študuje niektoré zo základných aspektov objektu, javu alebo procesu.

1.2. V každodennom živote sa človek stretáva s materiálnymi a informačnými modelmi.

1.3. Informačné modely popisujú objekty v jednom z kódovacích jazykov (hovorový, grafický, vedecký atď.).

1.4. Jeden a ten istý objekt môže mať veľa modelov, všetko závisí od toho, aké vlastnosti objektu sa majú študovať. Napríklad jeden a ten istý objekt - človek sa vo fyzike považuje za hmotný bod, v biológii - za systém usilujúci o sebazáchovu atď.

1.5. Pri zostavovaní informačného modelu automobilu s cieľom popísať pohodlie pre cestujúcich je potrebné uviesť: či ide o nákladné alebo osobné auto, kapacitu (koľko ľudí), koľko dverí, prítomnosť a veľkosť kufor, veľkosť kabíny, čalúnenie, tvar, mäkkosť sedadiel, prítomnosť klimatizácie, hudby atď. .d. Ak auto charakterizujete ako technické zariadenie, potom sa uvádza hmotnosť, veľkosť, nosnosť, maximálna rýchlosť, spotreba paliva atď.

1.6. Strategická počítačová hra zobrazuje informačné procesy v živote. Napríklad vojenské stratégie popisujú zariadenia štátna štruktúra vo všeobecnosti a jeho armáda zvlášť, finančné stratégie popisujú rôzne ekonomické a sociálne zákony. V dôsledku toho možno strategickú počítačovú hru považovať za informačný model informačného procesu, ktorý popisuje.

L - počiatočná vzdialenosť

Výsledok: t - čas cesty

Pre: L, v 1, v 2 > 0

Metóda: t = L / (v 1 + v 2)

Možnosť 2

1. Odpovede na otázky

1.1. Medzi rôznorodosťou predmetov v okolitom svete sa snažíme rozlíšiť skupiny predmetov, ktoré majú spoločné vlastnosti. Trieda je skupina objektov, ktoré zdieľajú spoločné vlastnosti. Objekty, ktoré tvoria triedu, sa nazývajú inštancie triedy. Objekty rovnakej triedy sa od seba líšia niektorými špeciálnymi vlastnosťami. Klasifikácia je rozdelenie objektov do tried a podtried na základe spoločných vlastností.

1.2. Príklad klasifikácie podľa všeobecných vlastností - predmet literatúry podľa obsahu možno rozdeliť do troch veľkých tried: vedecká literatúra, beletria, literatúra faktu.

1.3. V hierarchickej štruktúre sú objekty kategorizované do úrovní, pričom inštancia nižšej úrovne, nazývaná podradená trieda, je súčasťou inštancie vyššej úrovne, ktorá sa nazýva rodičovská trieda. Najdôležitejšou vlastnosťou tried je dedičnosť – každá trieda potomka zdedí všetky vlastnosti nadradenej triedy.

1.4. Akýkoľvek počítačový program je algoritmus napísaný v jazyku, ktorému počítač rozumie. Programy sú rozdelené na systémové a aplikačné. Vykonávajú rôzne funkcie, ale všetky sú napísané v jazyku, ktorému počítač rozumie – toto je vlastnosť, ktorú zdedí každá trieda potomkov (systém a aplikačné programy) z triedy rodiča - počítačového programu.

1.5. Modely možno klasifikovať podľa akejkoľvek základnej vlastnosti.

1.6. Modely popisujúce systém v určitom časovom bode sa označujú ako modely štatistických informácií. Modely popisujúce procesy zmeny a vývoja systému odkazujú na dynamické informačné modely.

2. Matematický model úlohy

Dané: t 02 - čas začiatku druhého chodníka pre chodcov

v 1 - rýchlosť prvého chodca

v 2 - rýchlosť druhého chodca

Výsledok: t - čas stretnutia chodcov

Keď: t 02, v 1, v 2 > 0; v 1< v 2

L2 = (t - t 02) * v 2

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

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

t = t 02 * v 2 / (v 2 - v 1)

Literatúra:

pre študentov

1. Ivanova I.A. informatika. 9. ročník: Workshop. - Saratov: Lyceum, 2004
2. Informatika, Základný kurz, ročníky 7 - 9. - M .: Laboratórium základných znalostí, 2001.
3. Informatika ročník 7-8 / edited by N.V. Makarova. - SPb: Vydavateľstvo "Peter", 1999.
4. Informatika stupeň 9 / edited by N.V. Makarova. - SPb: Peter Kom, 1999.
5. N. Ugrinovič "Informatika a informačné technológie"
6. O. Efimová, V. Morozov, N. Ugrinovič. Dobre počítačová technológia so základmi informatiky. Návod pre strednú školu. - M., ABF, 1999.

Metodológia

1. Beshenkov S.A., Lyskova V.Yu., Matveeva N.V. Formalizácia a modelovanie // Informatika a vzdelávanie. - 1999. - č. 5. - С. * - *; č. 6. - S.21-27; č. 7. - S.25-29.
2. Bojaršinov V.G. Matematické modelovanie v školský kurz informatika // Informatika a vzdelávanie. - 1999. - č. 7. - S.13-17.
3. Vodovozov V.M. Informačná príprava v prostredí vizuálnych objektov // Informatika a
   vzdelanie. - 2000. - č. 4. - S.87-90.
4. Obornev E.A., Oborneva I.V., Karpov V.A. Modelovanie v tabuľkových procesoroch // Informatika a vzdelávanie. - 2000. - č. 5. - S.47-52.
5. informatika. Testovacie úlohy... - M .: Laboratórium základných znalostí, 2002.
6. Makarenko A.E. atď. Príprava na skúšku z informatiky. - M.: Iris-Press, 2002
7. Molodtsov V.A., Ryzhikova N.B. Ako zložiť 100-bodovú skúšku a centralizovaný test z informatiky. - Rostov n / a: Phoenix, 2003.
8. Petrosyan V.G., Perepecha I.R., Petrosyan L.V. Metódy riešenia fyzikálnych problémov na počítači // Informatika a vzdelávanie. - 1996. - č. 5. - S.94-99.
9. Plánované študijné výsledky v informatike a informačné technológie a ich hodnotenie v základnej a strednej (pony) komplexnej škole: Inštruktážno-metodický zborník / Autori a spracovatelia: N.Ye. Kostyleva, L.Z. Gumerová, R.I. Yarochkina, L.V. Lunin, S.Yu. Piskunová, E.V. Zhuravleva - Naberezhnye Chelny: TsRO, 2004.
10. E.A. Ponomareva Lekcia o štúdiu konceptu modelu // Informatika a vzdelávanie. - 1999. - č. 6. - S. 47-50.
11. Ostrovskaja E.M. Simulácia na počítači // Informatika a vzdelávanie. - 1998.– č. 7. - S.64-70; č. 8. - S.69-84.
12. Smolyaninov A.A. Prvé lekcie na tému "Modelovanie" // Informatika a vzdelávanie. - 1998.– Číslo 8. - S.23-29.
13. Henner E.K., Shestakov A.P. Kurz "Matematické modelovanie" // Informatika a vzdelávanie. - 1996. - č. 4. - S.17-23.

Modely a simulácie

Čo je to modelka?

"zástupca" niektoré "Originál",

Definícia modelu:

Záver.

Materiál (fyzický) Príklady:

Perfektná modelácia -

Významné modelovanie –

Matematické modelovanie

Rozsah použitia

Vzdelávacie: vizuálne pomôcky, tréningové programy, rôzne simulátory;

skúsený: model lode sa testuje v bazéne, aby sa zistila stabilita lode pri rolovaní;

Vedecké a technické: urýchľovač elektrónov, zariadenie, ktoré simuluje výboj blesku, televízny testovací stojan;

Hra: vojenské, ekonomické, športové, obchodné hry;

Imitácia: experiment sa buď mnohokrát opakuje, aby sa študovali a vyhodnotili dôsledky akýchkoľvek akcií na skutočnú situáciu, alebo sa vykonáva súčasne s mnohými inými podobnými objektmi, ale v rôznych podmienkach) .

Záver.

Materiálové modely implementujú materiálny (hmat, čuch, videnie, počutie) prístup k štúdiu objektu, javu alebo procesu.

Informačné modely nemôžete sa dotknúť ani vidieť na vlastné oči, nemajú hmotné stelesnenie, pretože sú postavené len na informáciách. Táto metóda modelovania je založená na informačnom prístupe k štúdiu okolitej reality.

Kroky simulácie

Pred začatím akejkoľvek práce si musíte jasne predstaviť východiskový bod a každý bod činnosti, ako aj jej približné fázy. To isté možno povedať o modelingu. Východiskovým bodom je tu prototyp. Môže to byť existujúci alebo projektovaný objekt alebo proces. Záverečnou fázou modelovania je rozhodnutie na základe poznatkov o objekte.

Reťaz vyzerá takto.

Vysvetlíme si to na príkladoch.

Príkladom modelovania pri tvorbe nových technických prostriedkov je história vývoja vesmírne technológie... Na realizáciu vesmírny let bolo potrebné vyriešiť dva problémy: prekonať gravitáciu a zabezpečiť postup v bezvzduchovom priestore. Dokonca aj Newton hovoril o možnosti prekonania zemskej príťažlivosti v 17. storočí. K.E. Tsiolkovsky navrhol vytvoriť prúdový motor na pohyb vo vesmíre, kde sa palivo používa zo zmesi kvapalného kyslíka a vodíka, ktoré pri spaľovaní uvoľňujú značnú energiu. Zostavil pomerne presný popisný model budúcej medziplanetárnej kozmickej lode s nákresmi, výpočtami a odôvodnením.

O necelé polstoročie neskôr sa deskriptívny model K.E.Ciolkovského stal základom pre skutočné modelovanie v r. dizajnérska kancelária pod vedením S. P. Koroleva. V experimentoch v plnom rozsahu, rôzne druhy kvapalné palivo, tvar rakety, systém riadenia letu a podpora života astronautov, prístroje pre vedecký výskum Výsledkom všestranného modelovania boli výkonné rakety, ktoré boli vypustené do blízkozemského priestoru umelé satelity pevniny, lode s astronautmi na palube a vesmírne stanice.

Pozrime sa na ďalší príklad. Slávny chemik z 18. storočia Antoine Lavoisier, ktorý študoval proces spaľovania, vykonal množstvo experimentov. Simuloval spaľovacie procesy s rôznymi látkami, ktoré pred a po experimente zohrieval a vážil. Zároveň sa ukázalo, že niektoré látky po zahriatí oťažievajú. Lavoisier navrhol, aby sa k týmto látkam niečo pridalo počas procesu zahrievania. Takže modelovanie a následná analýza výsledkov viedla k definícii novej látky - kyslíka, k zovšeobecneniu pojmu "spaľovanie", poskytla vysvetlenie mnohých známych javov a otvorila nové obzory pre výskum v iných oblastiach vedy. , najmä v biológii, pretože sa ukázalo, že kyslík je jednou z hlavných zložiek dýchania a výmeny energie u zvierat a rastlín.

Modelovanie- tvorivý proces. Je veľmi ťažké dať to do formálneho rámca. V najviac všeobecný pohľad môže byť prezentovaný v etapách, ako je znázornené na obr. jeden.

Ryža. 1. Etapy modelovania.

Zakaždým pri riešení konkrétneho problému môže takáto schéma prejsť niekoľkými zmenami: niektorý blok bude odstránený alebo vylepšený, iný bude pridaný. Všetky fázy sú určené úlohou a cieľmi simulácie. Pozrime sa podrobnejšie na hlavné fázy modelovania.

1. ETAPA. FORMULÁCIA PROBLÉMU.

Úloha je chápaná ako problém, ktorý je potrebné vyriešiť. Vo fáze stanovenia problému je potrebné reflektovať tri hlavné body: popis problému, definíciu cieľov modelovania a analýzu objektu alebo procesu.

Popis úlohy

Problém je formulovaný v bežnom jazyku a popis by mal byť jasný. Hlavná vec je definovať objekt modelovania a pochopiť, aký by mal byť výsledok.

Účel modelovania

1) znalosť okolitého sveta

Prečo človek vytvára modely? Na zodpovedanie tejto otázky sa treba pozrieť do dávnej minulosti. Pred niekoľkými miliónmi rokov, na úsvite ľudstva, primitívni ľudia študovali okolitú prírodu, aby sa naučili odolávať prírodným živlom, užívať si prírodné výhody, jednoducho prežiť.

Nahromadené poznatky sa odovzdávali z generácie na generáciu ústne, neskôr písomne ​​a nakoniec pomocou predmetových modelov. Tak sa napríklad zrodila modelka Globe- Globe - umožňuje vám získať vizuálnu predstavu o tvare našej planéty, jej rotácii okolo vlastnej osi a umiestnení kontinentov. Takéto modely umožňujú pochopiť, ako je konkrétny objekt usporiadaný, zistiť jeho základné vlastnosti, stanoviť zákonitosti jeho vývoja a interakcie s okolitým svetom modelov.

2) vytváranie objektov so špecifikovanými vlastnosťami ( je určená vyjadrením problému "Ako to urobiť...".

Po nazhromaždení dostatočného množstva vedomostí si človek položil otázku: "Je možné vytvoriť objekt s danými vlastnosťami a schopnosťami, aby mohol pôsobiť proti živlom alebo dať do svojich služieb prírodné javy?" Človek začal stavať modely predmetov, ktoré ešte neexistovali. Tak sa zrodili nápady na vytváranie veterných mlynov, rôznych mechanizmov, dokonca aj obyčajného dáždnika. Mnohé z týchto modelov sa stali realitou. Sú to predmety vytvorené ľudskou rukou.

3) určenie následkov dopadu na objekt a prijatie správne rozhodnutie ... Účelom modelovacích úloh ako "čo ak..." . (čo sa stane, ak zvýšite cestovné v doprave, alebo čo sa stane, ak zakopete jadrový odpad v takej a takej oblasti?)

Napríklad, aby sa zachránilo mesto na Neve pred neustálymi záplavami, ktoré spôsobujú obrovské škody, bolo rozhodnuté postaviť priehradu. Pri jeho navrhovaní bolo postavených mnoho modelov, vrátane prírodných, práve preto, aby bolo možné predvídať následky zásahov do prírody.

4) efektívnosť objektu (alebo procesu).) .

Keďže kritériá hospodárenia sú veľmi protichodné, bude účinné len vtedy, ak „vlky budú nakŕmené a ovce v bezpečí“.

Napríklad potrebujete zriadiť stravu v školskej jedálni. Na jednej strane musí spĺňať vekové požiadavky (vysokokalorický, s obsahom vitamínov a minerálnych solí), na strane druhej väčšine detí chutí a navyše cenovo dostupný pre rodičov a po tretie technológia varenia musí zodpovedajú možnostiam školských jedální. Ako zosúladiť nezlučiteľné? Zostavenie modelu vám pomôže nájsť prijateľné riešenie.

Objektová analýza

V tejto fáze je jasne identifikovaný modelovaný objekt a jeho hlavné vlastnosti, z čoho pozostáva, aké spojenia medzi nimi existujú.

Jednoduchým príkladom vzťahov podriadených objektov je analýza viet. Najprv sa zvýraznia hlavné členy (predmet, prísudok), potom vedľajšie členy odkazujúce na hlavné, potom slová odkazujúce na vedľajšie atď.

II ETAPA. VÝVOJ MODELU

1. Informačný model

V tomto štádiu sa objasňujú vlastnosti, stavy, akcie a iné charakteristiky elementárnych objektov v akejkoľvek forme: ústne, vo forme diagramov, tabuliek. Vytvára sa predstava o elementárnych objektoch, ktoré tvoria pôvodný objekt, t.j. informačný model.

Modely by mali odrážať najpodstatnejšie črty, vlastnosti, stavy a vzťahy objektov objektívneho sveta. Sú to tí, ktorí dávajú úplné informácie o objekte.

Predstavte si, že potrebujete vyriešiť hádanku. Ponúka sa vám zoznam vlastností skutočného predmetu: okrúhly, zelený, lesklý, chladný, pruhovaný, zvučný, zrelý, aromatický, sladký, šťavnatý, ťažký, veľký, so suchým chvostom ...

Zoznam pokračuje, ale pravdepodobne ste už uhádli, že hovoríme o vodnom melóne. Informácie o ňom sú veľmi rôznorodé: farba, vôňa, chuť a dokonca aj zvuk... Je toho samozrejme oveľa viac, ako je potrebné na vyriešenie tohto problému. Pokúste sa vybrať zo všetkých uvedených znakov a vlastností minimum, ktoré vám umožní presne identifikovať predmet. V ruskom folklóre sa už dlho našlo riešenie: "Veľmi šarlátový, cukrový, zelený, zamatový kaftan."

Ak bola informácia určená pre umelca na maľovanie zátišia, človek by sa mohol obmedziť na tieto vlastnosti objektu: okrúhle, veľké, zelené, pruhované... Na navodenie chuti na sladké by som zvolil iné vlastnosti: zrelé, šťavnaté, aromatické, sladké... Pre osobu, ktorá si vyberie melón na melóne, možno navrhnúť nasledujúci model: veľký, zvučný, so suchým chvostom.

Tento príklad ukazuje, že informácií nemusí byť veľa. Je dôležité, aby to bolo „podľa podstaty problému“, to znamená, aby zodpovedalo účelu, na ktorý sa používa.

Napríklad v škole sa žiaci oboznamujú s informačným modelom krvného obehu. Pre študenta sú tieto informácie postačujúce, ale nie pre tých, ktorí vykonávajú cievnu chirurgiu v nemocniciach.

Informačné modely zohrávajú v živote človeka veľmi dôležitú úlohu.

Vedomosti, ktoré získate v škole, majú formu informačného modelu určeného na účely štúdia predmetov a javov.

Hodiny dejepisu umožňujú budovať model vývoja spoločnosti a jeho znalosť vám umožňuje budovať si vlastný život buď opakovaním chýb predkov, alebo ich zohľadnením.

Na hodiny zemepisu dostávate informácie o geografických objektoch: hory, rieky, krajiny atď. Sú to tiež informačné modely. Veľa z toho, čo sa popisuje na hodinách geografie, v skutočnosti nikdy neuvidíte.

Na hodiny chémie informácie o vlastnostiach rôznych látok a o zákonitostiach ich vzájomného pôsobenia podporujú experimenty, ktoré nie sú ničím iným ako reálnymi modelmi chemických procesov.

Informačný model nikdy úplne necharakterizuje objekt. Pre ten istý objekt možno zostaviť rôzne informačné modely.

Vyberme si na modelovanie taký predmet, akým je „osoba“. Na človeka sa možno pozerať z rôznych uhlov pohľadu: ako na samostatného jednotlivca a ako na človeka vo všeobecnosti.

Ak máte na mysli konkrétnu osobu, môžete zostaviť modely, ktoré sú uvedené v tabuľke. 1-3. Vyzvite študentov, aby pomenovali informačné modely uvedené v tabuľkách (prezentácia na televíznej obrazovke, snímka 8).

Stôl 1. Informačný model študenta

Tabuľka 2.. Informačný model návštevníka školskej lekárne

Tabuľka 3 Informačný model zamestnanca podniku

Zvážte a iné príklady rôzne informačné modely pre ten istý objekt.

Početní svedkovia zločinu uviedli o údajnom útočníkovi rôzne informácie – toto sú ich informačné modely. Policajný zástupca by si mal z prúdu informácií vybrať to najpodstatnejšie, čo pomôže páchateľovi vypátrať a zadržať ho. Zástupca zákona môže mať viacero informačných modelov banditu. Úspech prípadu závisí od toho, ako správne sa vyberú podstatné vlastnosti a vyradia sa vedľajšie.

Výber najdôležitejších informácií pri tvorbe informačného modelu a jeho zložitosť sú dané účelom modelovania.

Vytvorenie informačného modelu je východiskovým bodom pre fázu vývoja modelu. Všetky vstupné parametre objektov, vybrané počas analýzy, sú usporiadané v zostupnom poradí dôležitosti a model je zjednodušený podľa účelu modelovania.

2. Ikonický model

Pred začatím procesu modelovania osoba urobí predbežné náčrty výkresov alebo diagramov na papieri, odvodí výpočtové vzorce, to znamená, že zostaví informačný model v jednom alebo druhom ikonická forma ktorý môže byť počítačový alebo nepočítačový.

Počítačový model

Tab. jeden

Modely a simulácie

Modely a modeling používa ľudstvo už oddávna. Pomocou modelov a vzorových vzťahov sa vyvinuli hovorené jazyky, písmo, grafika. Skalné rytiny našich predkov, ďalej maľby a knihy sú vzorovými, informačnými formami odovzdávania poznatkov o svete okolo nás ďalším generáciám.

Čo je to modelka?

Otvorme veľkú encyklopedický slovník- existuje najmenej osem "definícií" významu tohto slova. Čo má spoločné hračkárska loď s kresbou na obrazovke počítača zobrazujúcou zložitú matematickú abstrakciu? A predsa je tu niečo spoločné: v oboch prípadoch máme obraz skutočného predmetu alebo javu "zástupca" niektoré "Originál", reprodukovať ho s jednou alebo druhou spoľahlivosťou alebo detailom. Alebo to isté inými slovami: model je reprezentácia objektu v nejakej forme, ktorá sa líši od formy jeho skutočnej existencie.

Definícia modelu:

Model je taký hmotný alebo mentálne vymyslený objekt, ktorý v procese štúdia nahrádza pôvodný objekt, pričom si zachováva niektoré z jeho typických znakov, ktoré sú pre toto štúdium dôležité.

Alebo môžete povedať inými slovami: model je zjednodušená reprezentácia skutočného objektu, procesu alebo javu.

Model vám umožňuje naučiť sa správne ovládať objekt testovaním rôznych možností ovládania na modeli tohto objektu. Experimentovanie na tieto účely so skutočným objektom je prinajlepšom nepohodlné a často jednoducho škodlivé alebo dokonca nemožné z viacerých dôvodov (dlhé trvanie experimentu v čase, riziko uvedenia objektu do nežiaduceho a nezvratného stavu atď.). )

Záver.

Model je potrebný na:

Pochopiť, ako je konkrétny objekt usporiadaný - aká je jeho štruktúra, základné vlastnosti, zákonitosti vývoja a interakcie s vonkajším svetom;

Naučte sa ovládať objekt alebo proces a určovať najlepšie spôsoby kontrola pre dané ciele a kritériá (optimalizácia);

Predvídať priame a nepriame dôsledky implementácie špecifikovaných metód a foriem vplyvu na objekt;

Žiadny model nemôže nahradiť jav samotný, ale pri riešení problému, keď nás zaujíma určitá vlastnosť skúmaného procesu alebo javu, sa model ukazuje ako užitočný, niekedy aj jediný nástroj na výskum a poznanie.

Proces budovania modelu sa nazýva modelovanie, inými slovami, modelovanie je proces štúdia štruktúry a vlastností originálu pomocou modelu.

Technológia modelovania vyžaduje, aby výskumník bol schopný klásť problémy a úlohy, predpovedať výsledky výskumu, robiť rozumné hodnotenia, zdôrazňovať hlavné a vedľajšie faktory pre vytváranie modelov, vyberať analógie a matematické formulácie, riešiť problémy pomocou počítačových systémov a analyzovať počítačové experimenty.

Modelárske schopnosti sú pre človeka v živote veľmi dôležité. Pomôžu vám rozumne si naplánovať denný režim, štúdium, prácu, vybrať si najlepšie možnosti, ak máte na výber, a úspešne vyriešiť rôzne životné situácie.

Materiál (fyzický)je zvykom nazývať modelovanie, pri ktorom je skutočný objekt oproti svojej zväčšenej alebo zmenšenej kópii, čo umožňuje skúmanie (spravidla v laboratórnych podmienkach) pomocou následného prenosu vlastností študovaných procesov a javov z prostredia. modelu k objektu na základe teórie podobnosti.Príklady: v astronómii - planetárium, v architektúre - modely budov, v stavbe lietadiel - modely lietadiel atď.

Ideálny modeling sa zásadne líši od vecného (materiálneho) modelovania.

Perfektná modelácia -nie je založená na materiálnej analógii medzi objektom a modelom, ale na ideálnej, mysliteľnej analógii.

Významné modelovanie – Toto je simulácia, ktorá používa ako modely transformácie znakov akéhokoľvek druhu: diagramy, grafy, výkresy, vzorce, sady symbolov.

Matematické modelovanie- ide o modelovanie, pri ktorom sa štúdium objektu vykonáva pomocou modelu formulovaného v jazyku matematiky: opis a štúdium Newtonových zákonov mechaniky pomocou matematických vzorcov.

Proces modelovania pozostáva z nasledujúcich fáz:

Hlavnou úlohou procesu modelovania je vybrať najvhodnejší model pre originál a preniesť výsledky výskumu do originálu. Je ich dosť všeobecné metódy a metódy modelovania.