A témában tartott informatika és IKT óra (11. évfolyam) előadásának modellezése és formalizálása. Modellezés és formalizálás

2. dia

A modell egy valós tárgy, folyamat vagy jelenség leegyszerűsített ábrázolása.

2 A modell megőrzi az eredeti legfontosabb jellemzőit és tulajdonságait. Modell - bármely kutatási tárgy analógja, képe (mentális vagy konvencionális: képe, leírás, diagram, szimbólum, képlet, rajz, terv, táblázat, térkép stb.).

3. dia

3 A modellre azért van szükség, hogy: megértsük, hogyan van elrendezve egy valós tárgy: mi a szerkezete, alapvető tulajdonságai, fejlődési törvényei és kölcsönhatása a külvilággal; megtanulni kezelni egy objektumot vagy folyamatot: meghatározni a legjobb kezelési módszereket az adott célokhoz és kritériumokhoz (optimalizálás); előre jelezni a meghatározott módszerek és hatásformák megvalósításának az objektumra gyakorolt közvetlen vagy közvetett következményeit.

4. dia

Modellezés:

4 modellek felépítése és tanulmányozása új ismeretek megszerzése és a kutatási objektumok jellemzőinek további javítása érdekében; az objektív világ tudományos megismerésének módszere modellek segítségével.

5. dia

Modell osztályozás

5 Felhasználási terület szerint

6. dia

6 AZ IDŐTÉNYEZŐ MODELLEK FIGYELEMBE VÉTELÉVEL AZ OSZTÁLYTANULÓK DINAMIKUS STATIKUS DISZKRÉT FOLYAMATOS NÖVEKEDÉSE A TANULÁS NAPJÁN AZ OSZTÁLYTANULÓK 10 ÉVES GYŰJTETÉSE ALGORITMUSOK VÁLTOZÁSA MŰKÖDÉSI VÁLTOZÁS

7. dia

1. számú feladat

7 Mondjon példákat statisztikai és dinamikus modellekre!

8. dia

Modell osztályozás

8 A TUDÁSMODELLEK TERÜLETÉNÉN BIOLÓGIAI SZOCIOLÓGIAI TÖRTÉNETI MATEMATIKAI Feladat №2. Mondjon példákat különböző szakterületekről származó modellekre!

9. dia

9 A MODELL ALKALMAZÁSÁNAK MÓDSZERÉVEL ANYAG INFORMÁCIÓ SZÓJELEK GONDOLKODÓ BÁRMELY NYELVI JÁTÉKOK GLOBUS KITÖLTVE MADARA FIZIKAI VAGY KÉMIAI TAPASZTALATOK

10. dia

INFORMÁCIÓS MODELLEK

10 Az információs modell egy valós objektum (folyamat, jelenség) leírása valamelyik nyelven (köznyelvi vagy formális).

11. dia

11 BEMUTATÁSI FORMÁVAL INFORMÁCIÓS MODELLEK GEOMETRIAI SZÁMÍTÓGÉPEK SZERKEZETI SPECIÁLIS VERBÁLIS LOGIKAI MATEMATIKAI

12. dia

12 Geometriai modellek - grafikus formák és térfogati struktúrák. Verbális modellek - szóbeli és írásbeli leírások illusztrációk segítségével. Matematikai modellek - matematikai képletek, egyenlőtlenségek, rendszerek stb. Strukturális modellek - diagramok, grafikonok, táblázatok stb. A logikai modellek olyan modellek, amelyekben különféle feltételek elemzése alapján születnek döntések. Speciális modellek - jegyzetek, kémiai képletek stb.

13. dia

13 Minden információs modell rendszer. A rendszer egy egész, összefüggő elemekből áll. Rendszer = elemek + kapcsolatok közöttük A rendszerek a következők: anyagi (ember, sík, fa); megfoghatatlan (emberi nyelv, matematika); vegyes (iskolarendszer).

14. dia

Minden rendszer fő tulajdonsága a „rendszerhatás” vagy a „megjelenés elve” kialakulása: amikor az elemeket rendszerré egyesítjük, a rendszer olyan új tulajdonságokat szerez, amelyekkel a rendszer egyik eleme sem rendelkezett.

14 Példa erre egy repülőgép. Fő tulajdonsága a repülési képesség. Egyedül egyik alkotórésze sem rendelkezik ezzel a tulajdonsággal. De ha mindegyiket összerakja és szigorúan meghatározott módon összekapcsolja, akkor a gép repülni fog.

15. dia

15 3. számú feladat. Mondjon példákat: biológiai rendszerek ___________ műszaki rendszerek _________________ informatikai rendszerek ___________ 4. feladat. Sorolja fel a „számítógépes” rendszer elemeit!

16. dia

A rendszerezés (osztályozás) az objektumok halmazának rendszerré alakításának folyamata.

16 Rendszerstruktúra - a rendszerelemek kombinálásának bizonyos sorrendje. Strukturális információs modellek ALGORITMUSOK TÁBLÁZAT-Sémák (GRAFOK) HIERARCHIKAI HÁLÓZAT

17. dia

5. számú feladat

17 Hálózati modell felépítése. Az első sorba írja be a barátai nevét, a második sorba pedig a hobbijaikat. Húzzon összefüggéseket ívekkel: név - hobbi.

18. dia

18 Információs modell szerkezete: a köztük lévő kapcsolódási objektum jellemzői (paraméterei) Példa: az egyenletes egyenes vonalú mozgás modellje. Paraméterek: v sebesség, t idő, S út. A köztük lévő kapcsolat: S = v · t. 6. számú feladat. Adja meg a háromszög modell paramétereit és kapcsolatait. Paraméterek: _________________________ Linkek: ___________________________________

19. dia

7. számú feladat

19 A kémiai reakció modellje ennek a reakciónak az egyenlete: 2KOH + Н2SO4 = K2SO4 + 2H2O Ez a modell tájékoztató jellegű? _________________ Miért? _______________________ Adja meg ennek a modellnek a paramétereit. ________________________________ Jelölje meg a hivatkozásokat. _______________

23. dia

A számítógépes modellezés főbb szakaszai

23 Modell készítése (általában egy információs modell leírása). A modell formalizálása (írás bármely formális nyelven). Számítógépes modell felépítése (programozási nyelven vagy alkalmazási program segítségével). Számítógépes kísérlet végrehajtása. Szimulációs eredmények elemzése.

Az összes dia megtekintése

Modellezés és Formalizálás

Modellezés

Modellezés- egy megismerési módszer, amely modellek létrehozásából és tanulmányozásából áll.

Azok. tárgyak kutatása modellek építésével és tanulmányozásával

Modell koncepció

Modell –

Modell ment az eredeti legfontosabb jellemzőit és tulajdonságait.

A modell "lemásolja" a valódi objektumot.

Modell - bármely kutatási tárgy analógja, képe (mentális vagy konvencionális: képe, leírás, diagram, szimbólum, képlet, rajz, grafikon, terv, térkép, táblázat stb.).

Ugyanaz tárgy rendelkezhet sok modell , a különböző tárgyakat leírható egy modell .

Példák modellek

A modell szükséges ahhoz, hogy:

megérteni, hogyan elrendezve valódi tárgy: mi a szerkezete, alapvető tulajdonságai, fejlődési törvényei és a külvilággal való interakciója;
tanít uralkodni objektum vagy folyamat: határozza meg a legjobb kezelési módszereket az adott célokhoz és kritériumokhoz ( optimalizálás);
megjósolni a meghatározott módszerek és hatásformák megvalósításának az objektumra gyakorolt közvetlen vagy közvetett következményei.

Modellbemutató formák

Modell osztályok

Tárgy (anyag)- reprodukálni a tárgyak geometriai, fizikai és egyéb tulajdonságait anyagi formában (gömb, anatómiai próbabábu, épületmodellek stb.)

Információ- ábrázolja az objektumokat és folyamatokat átvitt és ikonszerű forma

A modellek osztályozása felhasználási terület szerint

Oktatási modellek - edzésen használják

Tudományos és műszaki - folyamatok és jelenségek tanulmányozására készült

Tapasztalt - ezek a tervezett tárgy kicsinyített vagy nagyított másolatai. A jövőbeni teljesítmény kutatására és előrejelzésére szolgál

Szerencsejáték - a tárgy viselkedésének próbája különféle körülmények között

Utánzás - a valóság ilyen vagy olyan mértékű tükrözése (ez egy próba és hiba módszer)

Formalizálás

Formalizálás – az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamata.

A formális információs modellek (matematikai, fizikai, logikai stb.) formális nyelvek segítségével épülnek fel.

fizikai

információ

1 kérdés

1.opció

2. lehetőség

A) tantárgyi modell

B) információs modell

2 kérdés

Melyik osztályba tartozik az ábrán látható modell?

1.opció

2. lehetőség

A) tantárgyi modell

B) információs modell

A) információs modell

B) tantárgyi modell

3 kérdés

1.opció

Valós tárgy valamilyen leegyszerűsített látszata, amely a vizsgált valós tárgy, jelenség vagy folyamat lényeges jellemzőit (tulajdonságait) tükrözi

2. lehetőség

Egy modell

B) modellezés

C) formalizálás

A) formalizálás

B) modellezés

B) modell

4 kérdés

A definíciók adottak, válassza ki a helyes választ

1.opció

2. lehetőség

Valós tárgy valamilyen leegyszerűsített látszata, amely a vizsgált valós tárgy, jelenség vagy folyamat lényeges jellemzőit (tulajdonságait) tükrözi

A) formalizálás

B) modellezés

Egy modell

B) modellezés

B) modell

C) formalizálás

5 kérdés

A definíciók adottak, válassza ki a helyes választ

1.opció

2. lehetőség

a modellek létrehozásának és feltárásának kognitív módszere

az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamata

A) formalizálás

B) modellezés

Egy modell

B) modellezés

B) modell

C) formalizálás

6 kérdés

1.opció

2. lehetőség

A) figuratív modellek

B) vegyes modellek

A) vegyes modellek

B) figuratív modellek

C) ikonikus modellek

7. kérdés

A képeken információs modellek láthatók, milyen formára utalnak?

1.opció

2. lehetőség

A) figuratív modellek

B) vegyes modellek

A) vegyes modellek

B) figuratív modellek

C) ikonikus modellek

8 kérdés

Illessze be a hiányzó szót

1.opció

Egy és ugyanannak az objektumnak több modellje lehet, és különböző objektumok leírhatók ………… .. egy modellel

2. lehetőség

Egy sor

Egy és ugyanannak az objektumnak lehetnek …………… modelljei, és egy modellel különböző objektumok írhatók le

Egy sor

Válaszok:

1.opció

2. lehetőség

Kérdés száma

Helyes válasz

Értékelési skála

fokozat

A helyes válaszok száma

A modellezés szisztematikus megközelítése

Rendszer koncepció

Rendszer rendszerelemeknek nevezett egymással összefüggő objektumok gyűjteménye.

A rendszer fontos jellemzője az holisztikus működés.

A rendszer állapotát az jellemzi szerkezet , vagyis az elemek összetétele és tulajdonságai, egymás közötti kapcsolataik és kapcsolataik.

A modellek osztályozása időtényező szerint:

Dinamikus- a rendszer változási és fejlődési folyamatait leíró modellek

Statikus- modellek, amelyek leírják a rendszer állapotát egy adott időpontban (az osztály tanulóinak növekedése a tanulás napján)

Diszkrét (osztályos tanulók növekedése 10 év alatt, algoritmusok)

Folyamatos (nappali légköri nyomás mérése)

Az információs modellek típusai

Táblázatos

Hierarchikus

Hálózat

Táblázatos információs modellek

Táblázatos információs modellben az azonos típusú objektumok vagy tulajdonságok listája a táblázat első oszlopába (vagy sorába), tulajdonságaik értékei pedig a táblázat következő oszlopaiba (vagy soraiba) kerülnek. asztal.

Hierarchikus információs modellek

A hierarchikus információs modellben az objektumok szintekbe vannak rendezve.

Minden elem

egy magasabb szintű elem alacsonyabb szintű tételekből állhat össze, egy alacsonyabb szintű elem pedig csak egy magasabb szintű elem tagja lehet.

Hálózati információs modellek bonyolult szerkezetű rendszerek tükrözésére szolgálnak, amelyekben az elemek közötti kapcsolatok tetszőlegesek.

Statikus

Dinamikus

Teljesített:

Ashurova O.A.

informatika tanár

Választhat: A modellezés, mint a tudományos ismeretek módszere. Modell A modellezés, mint a tudományos ismeretek módszere. Modell. Modell besorolás Anyagmodellek. Információs modellek. Modellek formalizálása. A modellezés szisztematikus megközelítése Statisztikai és dinamikus modellek. Grafikus információs modellek. Táblázatos modellek. Hierarchikus modellek. Hálózati információs modellek. Objektuminformációs modellek.

A modellezés, mint a tudományos ismeretek módszere. Modell. A modellezés, mint a tudományos ismeretek módszere. Modell. Modell: - ez egy valós tárgy, jelenség vagy folyamat leegyszerűsített látszata; egy olyan anyagi vagy mentálisan elképzelt tárgy, amely az eredeti tárgyat helyettesíti azzal a céllal, hogy tanulmányozhassa azt, miközben megtartja az eredeti néhány tipikus jellemzőjét és tulajdonságát, amelyek fontosak a kutatás szempontjából.

Tartalom A modellre azért van szükség, hogy: A modellre azért van szükség, hogy: megtanuljunk egy objektumot vagy folyamatot kezelni, és meghatározzuk a legjobb kezelési módszereket az adott célokhoz és kritériumokhoz (optimalizálás); előre jelezni a meghatározott módszerek és hatásformák megvalósításának az objektumra, folyamatra gyakorolt közvetlen és közvetett következményeit. megérteni, hogyan van elrendezve egy adott tárgy, mi a szerkezete, alapvető tulajdonságai, a fejlődés törvényei és a külvilággal való interakció;

A modellezés fő szakaszai A modellezés fő szakaszai I. szakasz. Problémafelvetés Probléma leírása A modellezés célja Objektumelemzés II. Modellfejlesztés Információs modell Jelmodell Számítógépes modell III. Számítógépes kísérlet IV. Szimulációs eredmények elemzése Az eredmények összhangban vannak a céllal Az eredmények nem felelnek meg a célnak Tartalom

Információs modellek. Információs modellek. Az információs modellek a tárgyakat és folyamatokat ábrázolják figuratív vagy szimbolikus formában. A figuratív modellek (rajzok, fényképek stb.) tárgyak vizuális képei, amelyeket bármilyen adathordozóra (papírra, fényképre és filmre) rögzítettek. Az aláírt információs modellek különféle nyelveken (jelrendszerek) készülnek. A jelinformációkat szöveg (például programozási nyelvű program), képlet (például Newton második törvénye F = m * a), táblázatok (például DI elemeinek periódusos rendszere) formájában is bemutathatjuk. Mengyelejev) stb.

Története során az emberiség különféle módszereket és eszközöket alkalmazott információs modellek létrehozására. Ezeket a módszereket folyamatosan fejlesztették. Tehát az első információs modelleket sziklafestmények formájában hozták létre, de most az információs modelleket általában modern számítógépes technológiák segítségével építik és tanulmányozzák. Tartalom Információs modellek.

Modellek formalizálása. Modellek formalizálása. A természetes és formális nyelveket az információs modellek ilyen vagy olyan formában történő megjelenítésére használják. A természetes nyelveket leíró információs modellek létrehozására használják. A formális információs modellek (matematikai, logikai stb.) formális nyelvek segítségével épülnek fel. Az egyik legszélesebb körben használt formális nyelv a matematika. A matematika nyelve formális nyelvek gyűjteménye. Ezek egy részével (algebra, geometria, trigonometria) az iskolában, másokkal (halmazelmélet, valószínűségszámítás stb.) a továbbtanulás során ismerkedhet meg.

Az algebra nyelve lehetővé teszi a mennyiségek közötti funkcionális kapcsolatok formalizálását. Így Newton úgy formalizálta a világ heliocentrikus rendszerét, hogy felfedezte a mechanika törvényeit és az univerzális gravitáció törvényét, és leírta azokat algebrai funkcionális függőségek formájában. Az iskolai fizika tantárgyban számos különféle, az algebra nyelvén kifejezett funkcionális függőséget figyelembe vesznek, amelyek a vizsgált jelenségek vagy folyamatok matematikai modelljei. A logikai algebra (propozíciós algebra) nyelve lehetővé teszi formális logikai modellek felépítését. A propozíciós algebra segítségével lehetőség nyílik a természetes nyelven kifejezett egyszerű és összetett állítások formalizálására (logikai kifejezések formájában történő felírására). A logikai modellek felépítése lehetővé teszi logikai problémák megoldását, számítógépes eszközök logikai modelljének felépítését (összeadó, trigger stb.). Modellek formalizálása. Modellek formalizálása.

Az információs modellek formális nyelvek segítségével történő felépítésének folyamatát formalizálásnak nevezik. A környező világ megismerésének folyamatában az emberiség folyamatosan modellezést és formalizálást alkalmaz. Egy új objektum tanulmányozása során először a leíró információs modellt általában természetes nyelven építik fel, majd formalizálják, azaz formális nyelvekkel (matematika, logika stb.) fejezik ki. Tartalom Modellek formalizálása. Modellek formalizálása.

A modellezés szisztematikus megközelítése. A modellezés szisztematikus megközelítése. A rendszer fogalma. A minket körülvevő világ sok különböző objektumból áll, amelyek mindegyike különböző tulajdonságokkal rendelkezik, és ugyanakkor a tárgyak kölcsönhatásba lépnek egymással. Például Naprendszerünk bolygói különböző tulajdonságokkal (tömeg, geometriai méretek stb.) rendelkeznek, és az univerzális gravitáció törvénye szerint kölcsönhatásba lépnek a Nappal és egymással is.A bolygók egy nagyobb objektum részei - az Naprendszer, és a Naprendszer a mi Tejútrendszerünk része. Másrészt a bolygók különféle kémiai elemek atomjaiból, az atomok pedig elemi részecskékből állnak. Ebből arra következtethetünk, hogy szinte minden objektum más objektumokból áll, vagyis rendszer. Tartalom A rendszer egymással összefüggő objektumokból álló egész, ezeket rendszerelemeknek nevezzük. Például a számítógép egy olyan rendszer, amely különböző eszközökből áll, miközben az eszközök mind hardveresen (fizikailag egymáshoz kapcsolva), mind funkcionálisan (az eszközök közötti információcsere) összekapcsolódnak. A rendszer fontos jellemzője az integrált működés.

Rendszerelemzés Egy rendszer leírásához nem elég csupán elemeit felsorolni. Fel kell tüntetni, hogy ezek az elemek hogyan kapcsolódnak egymáshoz. A kapcsolatok jelenléte az, ami az elemek halmazát rendszerré alakítja. Ha leírja a rendszer elemeit és jelzi azok összefüggéseit, akkor rendszerelemzést fog végezni. Rendszerezés A rendszerezés az objektumok halmazának rendszerré alakításának folyamata. A rendszerezésnek nagy jelentősége van. A mindennapi életben mindannyian rendszerezéssel foglalkozunk - elválasztja a téli és nyári ruhákat, az edényeket poharakba, tányérokba, edényekbe. A tudás rendszerezése a különböző tudományokban felbecsülhetetlen értékű. Rendszer elemzése. Rendszerezés Rendszerelemzés. Rendszerezés

Statikus információs modellek A rendszer minden pillanatban egy bizonyos állapotban van, amelyet az elemek összetétele, tulajdonságaik értéke, az elemek közötti kölcsönhatás nagysága és jellege stb. jellemez. Tehát a Naprendszer mindenkori állapotát a benne lévő objektumok (nap, bolygók stb.) összetétele, tulajdonságai (mérete, térbeli helyzete stb.), a Naprendszer nagysága és természete jellemzi. kölcsönhatás egymással (gravitációs erők, elektromágneses hullámok felhasználása stb.). A rendszer állapotát egy adott időpontban leíró modelleket statikus információs modelleknek nevezzük. A fizikában a statikus információs modellek példái az egyszerű mechanizmusokat leíró modellek, a biológiában a növények és állatok szerkezetének modelljei, a kémiában a molekulák és kristályrácsok szerkezetének modelljei stb. Statikus és dinamikus modellek Statikus és dinamikus modellek

Dinamikus információs modellek A rendszerek állapota az idő múlásával változik, azaz vannak a rendszerek változásának, fejlődésének folyamatai. Tehát a bolygók mozognak, helyzetük változik a Naphoz és egymáshoz képest; A Nap, mint minden más csillag, fejlődik, változik a kémiai összetétele, a sugárzása és így tovább. A rendszerek változási és fejlődési folyamatait leíró modelleket dinamikus információs modelleknek nevezzük. A fizikában a dinamikus információs modellek a testek mozgását írják le, a biológiában - az élőlények vagy állatpopulációk fejlődését, a kémiában - a kémiai reakciók folyamatait stb. Statikus és dinamikus modellek Statikus és dinamikus modellek

Statikus információs modell "Egyedi számítógépes eszközök ára" Statikus információs modell "Egyedi számítógépes eszközök ára" 5 Egér 10 Billentyűzet 25 Tok 50 CD-ROM meghajtó x32 30 Hangkártya 16 bites 200 Monitor 15 30 Videokártya 4 MB 150 Merevlemez 4 GB 20 Lemezmeghajtó 3,5 30 Memória 16 MB 200 (Pentium II processzor 200 350 MHz) 100 Alaplap Ár (USD-ban) Eszköz neve

Dinamikus információs modell "Számítógép árának változása" Dinamikus információs modell "Számítógép árának változása" Pentium II számítógép ára Év Tartalom

Grafikus információs modellek. Grafikus információs modellek. A grafikus információs modellek a modellek legegyszerűbb típusai, amelyek egy objektum külső jellemzőit: méretet, formát, színt közvetítik. A grafikus modellek informatívabbak, mint a verbális modellek. A grafikus modellek a következők: Térképek - térképek nélkül nehéz elképzelni a botanikát és a biológiát, a földrajzot, a katonai ügyeket, a hajózást stb.; Műszaki eszközök, épületek rajzai; Elektromos és rádiós áramkörök - fizika, rádióelektronika; Grafikonok és diagramok (a numerikus információ megjelenítésének vizuális formája)

Táblázatos modellek. Táblázatos modellek. Az információs modell bemutatásának másik gyakori formája a téglalap alakú táblázat, amely sorokból és oszlopokból áll. A táblázatos információs modellben az objektumok vagy tulajdonságaik listaként jelennek meg, és értékeik egy téglalap alakú táblázat celláiban találhatók. Statikus és dinamikus információs modellek egyaránt kifejezhetők táblázatokkal. statikusan dinamikus Táblázatok segítségével információs modellek épülnek fel különböző tématerületeken. A matematikai függvények bemutatása, statisztikai adatok, vonatok, repülők és órák menetrendjei stb. széles körben ismertek.. A táblázatok formájában közölt információk nagyon kényelmesek és könnyen érthetőek. Alapvető táblázatfogalmak Alapvető táblázatfogalmak Táblázat formázása Táblázat formázása Milyen típusokra oszthatók a táblázatok Milyen típusokra oszthatók fel?

A táblázat tükrözhet valamilyen időbeli folyamatot. A matematikában a számokból álló téglalap alakú táblázatot mátrixnak nevezzük. Ha egy mátrix csak nullákat és egyeseket tartalmaz, akkor bináris mátrixnak nevezzük. A táblázatok, amelyek bináris mátrixok, tükrözik az objektumok közötti kapcsolat minőségi jellegét (út van, út nincs; látogatás nem látogat stb.) Mátrix bináris mátrix Tartalom Táblázatos modellek. Táblázatos modellek. Végezze el a gyakorló feladatokat

Példa egy mátrixra. Példa egy mátrixra. Tanuló OroszAlgebraKémiaFizikaTörténelemZene Alikin Petr Botov Ivan Volkov Ilja Galkina Nina Eredmény

Példa bináris mátrixra. Példa bináris mátrixra. Tanuló OroszAlgebraKémiaFizikaTörténelemZene Alikin Petr Botov Ivan Volkov Ilja Galkina Nina Tanult tárgyak Az egység a tanult tárgyat jelöli, a feltáratlan tárgyat pedig nulla jelöli.

Hierarchikus információs modellek. Hierarchikus információs modellek. Sok különböző tárgy vesz körül bennünket, amelyek mindegyike rendelkezik bizonyos tulajdonságokkal. Néhány objektumcsoport azonban ugyanazokkal az általános tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek megkülönböztetik őket más csoportok objektumaitól. Az azonos általános tulajdonságokkal rendelkező objektumok csoportját objektumosztálynak nevezzük. Egy objektumosztályon belül alosztályok allokálhatók, amelyek objektumai bizonyos speciális tulajdonságokkal rendelkeznek, viszont az alosztályok még kisebb csoportokra oszthatók, stb. Az objektumok rendszerezésének ezt a folyamatát osztályozási folyamatnak nevezik.

Hierarchikus információs modellek. Hierarchikus információs modellek. Az objektumok osztályozása során gyakran olyan információs modelleket építenek, amelyek hierarchikus felépítésűek. A biológiában az egész állatvilágot hierarchikus rendszernek tekintik (típus, osztály, rend, család, nemzetség, faj), az informatikában hierarchikus fájlrendszert használnak stb. A hierarchikus információs modellben az objektumok szintek szerint vannak kategorizálva, az első (felső) szinttől az alsó (utolsó) szintig. Minden magasabb szintű elem alacsonyabb szintű elemből állhat, és egy alacsonyabb szintű elem csak egy magasabb szintű elem tagja lehet.

Statikus hierarchikus modell. Tekintsük az információhierarchikus modell felépítésének folyamatát gráf formájában, amely lehetővé teszi a modern számítógépek osztályozását A Számítógépek osztálya oszlop három alosztályra osztható: Szuperszámítógépek, Szuperszámítógépek, Szerverek és Személyi számítógépek. Hierarchikus információs modellek. Hierarchikus információs modellek.

A számítógépeket osztályozó hierarchikus modellben három szint van. Az első, legfelső szint a Számítógépek elemet tartalmazza, a második szintű Szuperszámítógépek, Szerverek és Személyi számítógépek három elemét tartalmazza. Ez utóbbi a harmadik, alacsonyabb szintű asztali, laptop és kézi számítógépek három elemét tartalmazza. A személyi számítógépek alosztály asztali számítógépekre, laptopokra és kézi számítógépekre oszlik.

A grafikon kényelmes módja az információs modellek szerkezetének megjelenítésére. A gráf csúcsai (oválisok) a rendszer elemeit jelentik. Az elemek közötti kapcsolatokat a grafikon vonalakkal jelzi. Ha a vonal irányított (vagyis nyíllal), akkor azt ívnek nevezzük. Ha nincs nyíl, akkor ez egy él. Két éllel vagy ívvel összekötött csúcsot szomszédosnak nevezünk. Azokat a kapcsolatokat, amelyek mindkét irányban érvényesek, szimmetrikusnak nevezzük. A szimmetrikus kapcsolatok a gráfon élek. A gráfokat ebben az esetben irányítatlannak, azokat a gráfokat, amelyekben az objektumok közötti kapcsolatok aszimmetrikusak (ívekkel jelennek meg), orientáltnak nevezzük. A hierarchikus gráfokat néha fáknak is nevezik. Információs modellek grafikonokon. Információs modellek grafikonokon. Végezze el a gyakorló feladatokat

Az algoritmusok folyamatábrája egy másik példa az irányított gráfra. Az algoritmus folyamatábrája egy adott végrehajtó vezérlési folyamatának grafikonja. A gráf csúcsainak blokkjai az egyes parancsokat jelölik, amelyeket a végrehajtó kap, az ívek pedig az egyik parancsból a másikba való átmenet sorrendjét jelzik. a műveletek sorrendjéről - - kezdeti adatok és eredmény - - Műveletek - --feltétel (csak "Igen" vagy "Nem" válaszolható kérdés) Információs modellek grafikonokon. Információs modellek grafikonokon. Végezze el a gyakorló feladatokat

Dinamikus hierarchikus modell. A család generációinak változásának történeti folyamatának leírására dinamikus információs modelleket használnak családfa formájában. Példaként a Rurik-dinasztia családfájának egy töredékét (X-XI. század), a Rurik-dinasztia családfájának töredékét (X-XI. század) tekinthetjük. Információs modellek grafikonokon. Információs modellek grafikonokon. Dinamikus hierarchikus modell". Dinamikus hierarchikus modell".

Hálózati információs modellek. Sok-sok kapcsolat. Hálózati információs modellek. Sok-sok kapcsolat. A hálózati információs modellek olyan összetett szerkezetű rendszerek tükrözésére szolgálnak, amelyekben az elemek közötti kapcsolatok tetszőlegesek. Például az Internet globális számítógépes hálózatának különböző regionális részei (lásd az ábrát) (amerikai, európai, orosz, ausztrál és így tovább) nagy sebességű kommunikációs vonalakkal vannak összekötve. Ugyanakkor egyes részek (például az amerikai rész) közvetlen kapcsolatban állnak az Internet összes regionális részével, míg mások csak az amerikai részen (például az orosz és az ausztrál) keresztül tudnak információt cserélni egymással. Tartalom Készítsünk egy grafikont, amely tükrözi a globális internet szerkezetét. A gráf csomópontjai regionális hálózatok. A csúcsok közötti kapcsolatok kétoldalúak, ezért irányítatlan vonalakkal (élekkel) ábrázolják őket, ezért magát a gráfot irányítatlannak nevezzük.

Objektuminformációs modellek. Objektuminformációs modellek. Most nézzük meg az információmodellezés egy másik megközelítését, amelyet objektum-orientált megközelítésnek neveznek. A fő fogalom itt az "objektum". A tárgy a minket körülvevő valóság része. Az emberi észlelés szempontjából a tárgyak a következő csoportokba sorolhatók: kézzelfogható vagy látható tárgyak (például: szék, autó, híd); gondolkodás által létrehozott képek (például: vers, zenemű, matematikai tétel). Egy objektum információs modelljének tükröznie kell tulajdonságainak bizonyos halmazát. Objektum tulajdonságai Az objektumtulajdonságok olyan jellemzők gyűjteménye, amelyek megkülönböztetik más objektumoktól.

Példák objektumokra és tulajdonságaikra. Példák objektumokra és tulajdonságaikra. Objektum neve Tulajdonságok Tanárom neve, Munkatapasztalat, Elolvasott tanfolyam Merevlemezem Méret, Használt memória mennyisége Fontos dokumentum Név, Létrehozás dátuma Elfoglalt memória mennyisége, Hely

Az azonos tulajdonságú és viselkedésű objektumok objektumosztályt alkotnak. Minden objektum egy osztály példánya. Egy osztály (objektum) példánya egy adott objektum vagy kép, az osztály pedig azonos tulajdonságokkal és viselkedéssel rendelkező objektumok halmazát határozza meg. Egy osztály tetszőleges számú objektumot generálhat, de bármelyik objektum egy szigorúan rögzített osztályhoz tartozik. Tartalom

Célok:

adjon a hallgatóknak egy általános képet az objektum formalizálásáról;

a formalizálás fogalmának kialakítása;

fejlessze a hallgatók kutatási kompetenciáját a modell formalizálásában, a logikus gondolkodásban, szélesítse látókörüket;

kognitív érdeklődés fejlesztése, információs kultúra nevelése.

Didaktikai szoftver

Számítógép típusa IBM, Windows operációs rendszer, MS Office XP és újabb,

Bemutatás Formalizálás . pps .

Elméleti anyag

A formalizálás, mint a modellezés legfontosabb szakasza

1. számú dia

Tevékenységében - művészi, tudományos, gyakorlati - az ember nagyon gyakran alkot valamilyen képet arról a tárgyról (folyamatról vagy jelenségről), amellyel foglalkoznia kell vagy kell - ennek a tárgynak a modelljét. Ennek a képnek a létrehozása mindig egy bizonyos célt követ. A modell nem önmagában fontos, hanem mint eszköz, amely megkönnyíti a tanulást vagy a vizualizációt.

A körülöttünk lévő világ megismerése és a kommunikáció során szinte minden lépésnél formalizálódással kell szembenéznünk: gondolatokat fogalmazunk meg, jelentéseket készítünk, mindenféle nyomtatványt és nyomtatványt kitöltünk, képleteket alakítunk át. Egy új objektum tanulmányozása során először a leíró információs modelljét általában természetes nyelven építik fel, majd formalizálják, azaz formális nyelvek segítségével fejezik ki (matematika, logika stb.).

Tehát egy objektum (jelenség, folyamat) modelljének felépítése előtt ki kell választani annak alkotóelemeit és a köztük lévő kapcsolatokat (rendszerelemzést kell végezni), és az így létrejövő struktúrát "lefordítani" (megjeleníteni) valamilyen előre meghatározott formára - formalizálni információ.

2. dia

Formalizálás egy tárgy, jelenség vagy folyamat belső szerkezetének kiemelésének és egy meghatározott információs struktúrává - formává történő - lefordításának folyamata. Bármely rendszer modellezése lehetetlen előzetes formalizálás nélkül. Valójában a formalizálás az első és nagyon fontos lépés a modellezési folyamatban.

Formalizálás egy valós objektum vagy folyamat helyettesítése annak formális leírásával, azaz információs modelljével.

3. számú dia

Az információs modell felépítése után a személy az eredeti objektum helyett azt használja az objektum tulajdonságainak tanulmányozására, viselkedésének előrejelzésére stb. Bármilyen összetett szerkezet, például egy híd építése előtt a tervezők elkészítik annak rajzait, szilárdsági számításokat végeznek, megengedett terhelések. Így valódi híd helyett annak modellleírásával foglalkoznak rajzok, matematikai képletek formájában. Ha a tervezők csökkentett méretben szeretnék reprodukálni a hidat, akkor az már egy teljes méretarányú modell lesz - a híd modellje.

4. számú dia

A teremtéshez természetes nyelveket használnak leíró információs modellek. A tudománytörténetben számos leíró információs modell ismeretes; Például Kopernikusz heliocentrikus világmodelljét a következőképpen fogalmazták meg:

A Föld a tengelye és a Nap körül kering;

minden bolygó pályája kering a Nap körül.

5. számú dia

Formális nyelveket használnak a konstrukcióhoz formális információs modellek(matematikai, logikai stb.). Az egyik legszélesebb körben használt formális nyelv a matematika. A matematikai fogalmak és képletek felhasználásával felépített modelleket ún matematikai modellek. A matematika nyelve formális nyelvek gyűjteménye.

Diaszám 6-8

Az algebra nyelve (állítások algebra) lehetővé teszi a mennyiségek közötti funkcionális kapcsolatok formalizálását. Így Newton úgy formalizálta a világ heliocentrikus rendszerét, hogy felfedezte a mechanika törvényeit és az univerzális gravitáció törvényét, és leírta azokat algebrai funkcionális függőségek formájában. Az iskolai fizika tantárgyban számos különféle, az algebra nyelvén kifejezett funkcionális függőséget figyelembe vesznek, amelyek a vizsgált jelenségek vagy folyamatok matematikai modelljei.

A logikai algebra nyelve lehetővé teszi az építkezést formális logikai modellek. A propozíciós algebra segítségével lehetőség nyílik a természetes nyelven kifejezett egyszerű és összetett állítások formalizálására (logikai kifejezések formájában történő felírására). A logikai modellek felépítése lehetővé teszi logikai problémák megoldását, számítógépes eszközök logikai modelljének felépítését (összeadó, trigger stb.).

Az enciklopédikus szótár ennek a fogalomnak a következő értelmezését adja: „ Formalizálás- Ez bármely értelmes tudásterület (tudományos elmélet, érvelés, keresési eljárások stb.) bemutatása és tanulmányozása formális rendszer vagy kalkulus formájában.

9. számú dia

alatti modellezéssel összefüggésben formalizálás megértjük a probléma általános formájú leírásának (a probléma általános megfogalmazásának) a formális reprezentáció nyelvére történő lefordításának folyamatát, hogy számítógépes modellt hozzunk létre és tanulmányozzuk azt. Az információfeldolgozás szempontjából meg kell határozni a kiindulási adatokat (mit kell feldolgozni) és ismertetni a feldolgozási szabályokat (a feldolgozás módja).

10. számú dia

Formalizálás a matematika egyik fő eszköze. Mivel a matematika valóban nem létező entitásokkal, elvont fogalmakkal operál, törvényeket, tételeket, szabályokat, hipotéziseket ír le, és így tovább, akkor nem nélkülözhetjük a megegyezéseket mindezek ábrázolásában.

A prezentációk előnézetének használatához hozzon létre magának egy Google-fiókot (fiókot), és jelentkezzen be: https://accounts.google.com

Diafeliratok:

Modellezés és formalizálás Végezte az MBOU 108-as számú középiskola informatika tanára, Samara Gazizova Ekaterina Aleksandrovna

Modellek és modellezés A környező világ tárgyai megismerésének egyik módszere a modellezés, amely a valós tárgyak egyszerűsített helyettesítőinek létrehozásából és kutatásából áll. A helyettesítő objektumot általában modellnek, az eredeti objektumot prototípusnak vagy eredetinek nevezik.

Modellek és modellezés A modellezést akkor alkalmazzuk, ha a vizsgált objektum túl nagy (naprendszer) vagy túl kicsi (atom), ha a folyamat nagyon gyorsan (tüzelőanyag-feldolgozás belső égésű motorban) vagy nagyon lassan (geológiai folyamatok) megy végbe, amikor a az objektum tanulmányozása mások számára veszélyesnek bizonyulhat (atomrobbanás), megsemmisüléséhez vezethet (magas épület szeizmikus tulajdonságainak ellenőrzése), vagy ha egy valódi objektum létrehozása nagyon költséges (új építészeti megoldás), stb.

Az információs modell felépítésének szakaszai Az elemzés rávilágít a tulajdonságokra formalizáció A formalizálás egy valós objektum formális leírásával, azaz információs modelljével való helyettesítése.

Modellek típusai Modell Teljes léptékű (anyagi) Információ Az eredeti objektum leírása információs kódolási nyelveken A valós objektumok kicsinyített vagy nagyított formában reprodukálják a modellezés tárgyának megjelenését, szerkezetét vagy viselkedését

Információs modellek osztályozása

Figuratív modellek A figuratív modellek valamilyen információhordozóra rögzített tárgyak vizuális képei.

Táblamodellek A táblainformációs modellek különböző nyelveken (táblarendszerek) készülnek. programlabor; var a, b, s, p: egész szám; begin write ("Adja meg a hosszt:"); readln (a); write ("Adja meg a szélességet:"); readln (b); s: = a * b; p: = 2* (a + b); writeln ("A terület egyenlő:", s); writeln ("A kerület:", p); vége. Vigyázzunk nyelvünkre, szép orosz nyelvünk kincs, ez az elődeink által ránk hagyományozott vagyon! I.S. Turgenyev

Vegyes modellek A vegyes információs modellek egyszerre használnak figuratív és szimbolikus elemeket.

Verbális információs modellek A verbális modellek tárgyak, jelenségek, események, folyamatok leírása természetes nyelveken. Például a Kopernikusz által javasolt heliocentrikus világmodellt szóban a következőképpen írták le: - A Föld forog a tengelye körül és a Nap körül; - minden bolygó pályája kering a Nap körül. Az iskolai tankönyvek sok verbális modellt tartalmaznak: a történelem tankönyv történelmi események modelljeit, a földrajz tankönyv a földrajzi objektumok és a természeti folyamatok modelljeit, a biológia tankönyv pedig az állat- és növényvilág tárgyait mutatja be.

Matematikai modellek A matematikai fogalmak és képletek felhasználásával felépített információs modelleket matematikai modelleknek nevezzük. A logikai algebra nyelvével logikai modelleket építenek - a természetes nyelven kifejezett egyszerű és összetett állításokat formalizálják (logikai kifejezések formájában írják). Logikai modellek felépítésével lehetőség nyílik logikai feladatok megoldására, eszközök logikai modelljének létrehozására stb. Számítógépes matematikai modellek Jelenleg a legbonyolultabb matematikai modellek valósíthatók meg számítógépen. Ebben az esetben olyan eszközöket használnak, mint: - programozási rendszerek; - táblázatok; - speciális matematikai csomagok és szoftverek a modellezéshez. A szimuláció egy mesterséges kísérlet, amelyben ahelyett, hogy valós berendezésekkel végeznének terepi teszteket, számítógépes modellekkel végeznek kísérleteket.

Grafikus információs modellek A rajz egy objektum feltételes grafikus képe, amelynek méreteinek pontos aránya van, vetítési módszerrel. A diagram egy grafikus ábrázolás, amely vizuálisan ábrázolja bármely mennyiség vagy ugyanazon mennyiség több értékének arányát, értékük változását. A gráf egy olyan vonal, amely vizuálisan ábrázolja egy mennyiség függésének természetét. A diagram egy objektum általános ábrázolása, a fő jellemzők szimbólumok használatával. Diagramok segítségével egy objektum megjelenése és szerkezete egyaránt ábrázolható.