Modele și modelare Una dintre metodele de cunoaștere a obiectelor lumii înconjurătoare este modelarea, care constă în crearea și studiul unor înlocuitori simplificați pentru obiectele reale. Obiectul de înlocuire este de obicei numit model, iar obiectul original este numit prototip sau original. Se recurge la crearea modelelor atunci când obiectul studiat este prea mare obiectul studiat este prea mic procesul decurge foarte repede Motor cu ardere internă procesul decurge foarte lent Cercetarea procesului geologic este periculoasă pentru alții Crearea unei explozii nucleare a unui obiect real este vedere costisitoare a scopului modelării caracteristicilor subiectului, procesului sau fenomenului studiat. Modelarea este o metodă de cunoaștere, care constă în crearea și studiul modelelor. Dummy Model Dummy Model Formula de descriere verbală, desen, schemă Formula de descriere verbală, desen, schemă Modelul informațional natural Modelul informațional este o descriere a obiectului original într-unul dintre limbajele de codificare a informațiilor.

Etapele construcției unui model de informații Obiectul și scopul modelării Modelul de informații Modelul de informații Legătura dintre proprietăți și părțile principale ale unui obiect. Relația dintre proprietăți și părțile principale ale unui obiect. Descriere verbală, tabel, desen, diagramă, desen, formulă, algoritm, program. Descriere verbală, tabel, desen, diagramă, desen, formulă, algoritm, program. Formalizare Caracteristici esențiale ale unui obiect Caracteristici esențiale ale unui obiect Analiza condiției problemei Analiza condiției problemei Obiect real

Un exemplu de construire a unui model de informare Ivan ar trebui să memoreze primele trei strofe ale primului capitol din romanul lui A. S. Pușkin „Eugene Onegin” pe de rost pentru o lecție de literatură. Sunt 42 de linii. Cât timp va dura pentru a finaliza această sarcină dacă Ivan poate memora prima linie în 5 secunde și îi ia cu 5 secunde mai mult timp pentru a memora fiecare rând următoare decât pentru a memora linia anterioară? Obiect de modelare Scop de modelare Proces de memorare Formula de calcul al timpului Progresie aritmetică: a 1 =5, d = 5, n= 42 Progresie aritmetică: a 1 =5, d = 5, n= 42

Fizic Ecologic Economic Sociologic Static Dinamic Figurativ Semn Mixt Factor de timp Factor de timp Domeniu de subiect Domeniu de subiect Forma de reprezentare Forma de reprezentare Clasificarea modelelor informative

Model iconic Descrierea naturii verii în iunie. A venit vara. Iunie. Natura înflorește și se coace vara, grădinile sunt pline de verdeață, pajiștile sunt acoperite cu o șină largă de iarbă verde. Norii grei de cumulus se înalță încet pe cer, ca niște nave uriașe. Și deși luna mai la sfârșit s-a răsfățat cu zile calde și caniculare asemănătoare verii, primele zile ale lunii iunie sunt adesea răcoroase, uneori ploioase. Nu trebuie să vă supărați, pentru că vremea prelungită înnorată de la începutul lunii nu este pentru mult timp. Un anticiclon uscat va aduce vânturi calde, iar soarele înalt de pe cer va oferi vreme caldă și caldă. În luna iunie, temperatura aerului este moderată, fără salturi ascuțite și medii °C. Clasificarea modelelor de informații programul n_16; var i, n: întreg; a, y: real; begin writeln ("Exponentiation"); write("Introduceți baza a>>"); readln(a); write("Introduceți exponentul n>>"); readln(n); y:=1; pentru i:=1 la n face y:=y*a; writeln("y=", y)end. >"); readln (a); scrieți ("Introduceți exponentul n>>"); readln (n); y:=1; pentru i:=1 la n faceți y:=y*a; writeln ("y= „, y) sfârșit.”>

Un model este un obiect nou care reflectă trăsăturile obiectului, procesului sau fenomenului studiat, care sunt esențiale din punctul de vedere al scopului modelării. Modelarea este o metodă de cunoaștere, care constă în crearea și studiul modelelor. Scopul modelării determină trăsăturile obiectului original, care trebuie reproduse în model. Modele la scară reală - obiecte reale, într-o formă redusă sau mărită, care reproduc aspectul, structura sau comportamentul obiectului modelat. Modelele de informații sunt descrieri ale obiectului original într-unul dintre limbajele de codificare a informațiilor. Formalizarea este procesul de înlocuire a unui obiect real cu descrierea sa formală, adică modelul său informațional. Modele de informare: figurative, simbolice și mixte. Cel mai important

Întrebări și sarcini Ce este un model? Când se folosește modelarea? Confirmați cu exemple validitatea următoarelor afirmații: a) unui obiect poate corespunde mai multor modele; b) un model poate corespunde mai multor obiecte. Dați exemple de modele la scară completă și informaționale. În lista de modele de mai sus, indicați-le pe cele care pot fi folosite pentru: a) reprezentarea obiectelor lumii înconjurătoare; b) explicaţii ale faptelor cunoscute; c) testarea ipotezelor și obținerea de noi cunoștințe despre obiectele studiate; d) prognoza; e) management. Modele: amenajarea dezvoltării zonei rezidențiale; fotografii cu mișcarea maselor de aer; orarul trenurilor; model de zbor al unei aeronave cu un design nou într-un tunel de vânt; diagrama structurii organelor interne umane. Dați un exemplu de model de informare: a) un elev din clasa dvs.; b) un jucător de echipă de baschet; c) un pacient al unei clinici veterinare; d) apartamente într-un bloc de locuit; e) cărțile din bibliotecă; f) casete (discuri) cu înregistrări sonore (înregistrări video); g) orașe. Descrieți pașii pentru construirea unui model de informații. Care este esența etapei de formalizare? Enumerați tipurile de modele de informații în funcție de forma de prezentare a informațiilor despre obiectul de modelare. Dați exemple de modele de informații de fiecare tip.

Rezumat de referință Modelul informațional la scară completă este un obiect nou care reflectă trăsăturile obiectului, procesului sau fenomenului studiat, care sunt esențiale din punctul de vedere al scopului modelării. Modelarea este o metodă de cunoaștere, care constă în crearea și studiul modelelor. Model Domeniu de subiect Factor de timp Formular de reprezentare Clasificarea modelelor Clasificarea modelelor

Surse de informații 1. gif - modelul atomului gif fotografie a Pământului din spațiu 3. jpg - motor cu ardere internă jpg modelul exploziei nucleare a clădirii 6. jpg - curtea Moscovei jpg 7. jpg - Kremlin jpg harta Novomoskovsk 9. jpg - tigrul Amur jpg 10. gif - diagramă gif 11. gif - model geologic

§ 1.1. Modelarea ca metodă de cunoaştere

Întrebări și sarcini: Modelarea ca metodă de cunoaștere

1. Familiarizați-vă cu materialele de prezentare pentru paragraful conținute în suplimentul electronic la manual. Ce puteți spune despre formele de prezentare a informațiilor în prezentare și în manual? Ce diapozitive ați dori să adăugați la prezentarea dvs.?

2. Care este modelul? Când se folosește modelarea?

3. Confirmați cu exemple validitatea următoarelor afirmații:

a) un obiect poate corespunde mai multor modele;
b) un model poate corespunde mai multor obiecte.

4. Dați exemple de modele naturale și informaționale.

5. În lista de modele de mai sus, indicați cele care pot fi utilizate pentru:

a) reprezentarea obiectelor lumii înconjurătoare;
b) explicaţii ale faptelor cunoscute;
c) testarea ipotezelor și obținerea de noi cunoștințe despre obiectele studiate;
d) prognoza;
e) management.

Modele: amenajarea dezvoltării zonei rezidențiale; fotografii cu mișcarea maselor de aer; orarul trenurilor; model de zbor al unei aeronave cu un design nou într-un tunel de vânt; diagrama structurii organelor interne umane.

6. Dați un exemplu de model de informații:

a) un elev din clasa ta;
b) un jucător de echipă de baschet;
c) un pacient al unui spital veterinar;
d) apartamente într-un bloc de locuit;
e) cărțile din bibliotecă;
f) un disc cu înregistrări audio ale operelor muzicale;
g) orașe.

7. Descrieți pașii pentru construirea unui model informațional. Care este esența etapei de formalizare?

8. Enumeraţi tipurile de modele informaţionale în funcţie de forma de prezentare a informaţiilor despre obiectul de modelare. Dați exemple de modele de informații de fiecare tip.

9. Familiarizați-vă cu modelele ST postate în Colecția Unificată de Resurse Educaționale Digitale (www.sc.edu.ru/). Cărei clase de modele pot fi atribuite?

Cuvinte cheie:

model
modelare
obiectiv de modelare
model natural (material).
model informativ
formalizarea
clasificarea modelelor informaţionale

2.1.1. Modele și simulare

O persoană caută să cunoască obiectele (obiecte, procese, fenomene) din lumea înconjurătoare, adică să înțeleagă cum este aranjat un anumit obiect, care sunt structura lui, proprietățile de bază, legile dezvoltării și interacțiunii cu alte obiecte. Pentru a rezolva multe probleme practice, este important să știți:

cum se vor schimba trăsăturile obiectului sub un anumit impact asupra acestuia față de alte obiecte („Ce se va întâmpla dacă ...?”);
ce fel de impact ar trebui făcut asupra obiectului pentru a-i schimba caracteristicile în conformitate cu noile cerințe („Cum se face astfel încât...?”);
ce combinație de proprietăți a obiectului este cea mai bună în condiții date („Cum să o faceți mai bine?”).

Una dintre metodele de cunoaștere a obiectelor lumii înconjurătoare este modelarea, care constă în crearea și studiul unor înlocuitori simplificați pentru obiectele reale. Obiectul de înlocuire este de obicei numit model, iar obiectul original este numit prototip sau original. Exemple de modele sunt prezentate în fig. 2.1.

Orez. 2.1.
Exemple model

Se recurge la crearea modelelor atunci când obiectul studiat este prea mare (sistemul solar) sau prea mic (atom), când procesul decurge foarte rapid (prelucrarea combustibilului într-un motor cu ardere internă) sau foarte lent (procese geologice), când studiul obiectului poate fi periculos pentru alții (explozie atomică), poate duce la distrugerea lui însuși (verificarea proprietăților seismice ale unei clădiri înalte) sau atunci când crearea unui obiect real este foarte costisitoare (soluție arhitecturală nouă), etc.

Modelul nu este o copie exactă a obiectului original: reflectă doar o parte din proprietățile, relațiile și comportamentul acestuia.

Cu cât modelul reflectă mai multe atribute ale unui obiect, cu atât este mai complet. Cu toate acestea, este imposibil să reflectați în model toate caracteristicile obiectului original și cel mai adesea nu este necesar. Caracteristicile obiectului original, care trebuie reproduse în model, sunt determinate de scopul modelării - scopul viitorului model. Aceste caracteristici sunt numite esențiale pentru acest model în ceea ce privește scopul modelării.

Gândiți-vă ce caracteristici ale obiectului teatrului vor fi esențiale la crearea modelului său din punctul de vedere al: 1) unei firme de construcții implicate în construcția clădirii teatrului; 2) un regizor care pregătește producția unei noi piese de teatru; 3) un casier care vinde bilete; 4) un spectator care urmează să asiste la spectacol.

Deoarece orice model reflectă întotdeauna doar o parte din caracteristicile originalului, este posibil să se creeze și să se utilizeze modele diferite ale aceluiași obiect. De exemplu: o minge poate reproduce o singură proprietate a Pământului - forma sa, un glob obișnuit reflectă, de asemenea, locația continentelor, iar un glob, care face parte din modelul actual al sistemului solar, reflectă și traiectoria Pământul în jurul Soarelui.

Puteți reflecta caracteristicile originalului în model în diferite moduri.

În primul rând, semnele pot fi copiate, reproduse. Un astfel de model se numește natural (material). Exemple de modele la scară reală sunt manechinele și modelele - copii reduse sau mărite care reproduc aspectul obiectului modelat (globul), structura acestuia (modelul sistemului solar) sau comportamentul (modelul mașinii radiocontrolate).

În al doilea rând, caracteristicile originalului pot fi descrise într-unul dintre limbajele de codificare a informațiilor - oferiți o descriere verbală, oferiți o formulă, diagramă sau desen etc. Un astfel de model se numește informațional. În cele ce urmează, vom lua în considerare modele informaționale.

2.1.2. Etapele construirii unui model informatic

Orice model este construit pentru a rezolva o problemă. Construcția unui model informațional începe cu o analiză a condițiilor acestei sarcini, exprimată în limbaj natural (Fig. 2.2).

Orez. 2.2.
Etapele creării unui model informațional

În urma analizei stării problemei, se determină obiectul modelării și scopul modelării.

După stabilirea scopului modelării în obiectul modelării, se disting proprietățile, părțile principale și relațiile dintre ele care sunt esențiale din punctul de vedere al acestui scop particular. În acest caz, ar trebui să fie clar definit ce este dat (ce date inițiale sunt cunoscute, ce date sunt acceptabile) și ce trebuie găsit în problema care se rezolvă. De asemenea, trebuie indicate relațiile dintre datele de intrare și rezultate.

Următorul pas în construirea unui model informațional este formalizarea - prezentarea relațiilor identificate și a trăsăturilor esențiale identificate ale obiectului de modelare sub o anumită formă (descriere verbală, tabel, figură, diagramă, desen, formulă, algoritm, program de calculator etc. ).

Exemplu. Un elev de clasa a IX-a pentru o lecție de literatură trebuie să memoreze primele trei strofe ale primului capitol din romanul lui A. S. Pușkin „Eugene Onegin”, care conține 42 de rânduri. Cât timp îi va lua să finalizeze această sarcină dacă poate memora prima linie în 5 secunde și are nevoie de 10 secunde în plus pentru a memora fiecare rând următoare decât pentru a memora linia anterioară?

În acest caz, obiectul modelării este procesul de memorare a unei poezii de către un elev; Scopul simulării este de a obține o formulă pentru calcularea timpului necesar unui elev pentru a memora o poezie.

Din punct de vedere al scopului modelării, sunt esenţiale următoarele informaţii: timpul de memorare a primei rânduri (5 secunde); diferența de timp de memorare a rândurilor următoare și anterioare (10 secunde); numărul de linii de memorat (42 de rânduri). Acestea sunt datele originale. Rezultatul este timpul necesar memorării tuturor celor 42 de rânduri ale unui fragment de roman.

Întrucât timpul de memorare a fiecărei linii, începând cu a doua, se obține prin adăugarea unui număr constant la timpul necesar memorării rândului precedent, putem vorbi despre o progresie aritmetică:

5, 15, 25, 35, ...

Primul membru al acestei progresii este a1 = 5, diferența progresiei este d = 10, numărul de membri ai progresiei este n = 42.

Din cursul de algebră, se cunoaște o formulă pentru calcularea sumei primilor n termeni ai unei progresii aritmetice:

Această formulă este modelul informațional dorit. Cu ajutorul acestuia, calculați în mod independent timpul necesar elevului pentru a memora poezia.

Modelele de informații există separat de obiectele de modelare și pot fi procesate independent de acestea. După ce a construit un model de informații, o persoană îl folosește în locul obiectului original pentru a studia acest obiect, pentru a rezolva sarcina.

Adresa http://earth.google.com/intl/ru/ găzduiește aplicația Google Earth, care oferă posibilitatea de a călători în jurul planetei noastre fără a te ridica de pe scaun. Acesta este un model tridimensional al planetei, în mișcare, pe care puteți: vizualiza fotografii prin satelit ale suprafeței pământului; vizualizați orașe, clădiri individuale și repere de renume mondial în 3D; explorați galaxii, constelații și planete îndepărtate; călătorii în trecut etc.

2.1.3. Clasificarea modelelor informaţionale

Există multe opțiuni pentru clasificarea modelelor de informații. Să luăm în considerare unele dintre ele.

Dacă luăm tema ca bază pentru clasificare, atunci putem distinge modele fizice, de mediu, economice, sociologice și alte modele.

În funcție de luarea în considerare a factorului timp, se disting modelele dinamice (schimbând în timp) și statice (nu se modifică în timp).

În funcție de forma de prezentare a informațiilor despre obiectul modelării, există tipuri de modele de informații semnificate, figurative și mixte (figurativ-semn).

Modelele de informații despre semne sunt construite folosind diverse limbaje naturale și formale (sisteme de semne). Un model de informații despre semne poate fi reprezentat sub forma unui text într-un limbaj natural sau a unui program într-un limbaj de programare, sub forma unei formule etc.

Modelele informaționale figurative (desene, fotografii etc.) sunt imagini vizuale ale obiectelor înregistrate pe orice suport de informații.

Modelele informaționale mixte combină elemente figurative și simbolice. Exemple de modele de informații mixte sunt hărțile geografice, graficele, diagramele etc. Toate aceste modele folosesc atât elemente grafice, cât și semne în același timp.

Cel mai important

Un model este un obiect nou care reflectă trăsăturile obiectului, procesului sau fenomenului studiat, care sunt esențiale din punctul de vedere al scopului modelării.

Modelarea este o metodă de cunoaștere, care constă în crearea și studiul modelelor.

Scopul modelării (scopul viitorului model) determină trăsăturile obiectului original care trebuie reproduse în model.

Distingeți modelele naturale și cele informaționale. Modele la scară reală - obiecte reale, într-o formă redusă sau mărită, care reproduc aspectul, structura sau comportamentul obiectului modelat. Modelele de informații sunt descrieri ale obiectului original într-unul dintre limbajele de codificare a informațiilor.

Formalizarea este procesul de înlocuire a unui obiect real cu descrierea sa formală, adică modelul său informațional.

După forma de prezentare se disting modele informaţionale figurative, simbolice şi mixte (figurativ-semn).