Презентация "Моделирование и формализация"


Подписи к слайдам:
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ

  • УЧИТЕЛЬ: ЩЕРБИНИНА М.В.

Модель – упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

  • Модель сохраняет наиболее важные характеристики и свойства оригинала.
  • Модель – любой аналог, образ (мысленный или условный: изображение, описание, схема, символ, формула, чертеж, план, таблица, карта и т.п.) какого-либо объекта исследования.

Модель необходима для того, чтобы:

  • Модель необходима для того, чтобы:
  • понять, как устроен реальный объект: какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;
  • научиться управлять объектом или процессом: определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация);
  • прогнозировать прямые или косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

Моделирование :

  • построение и изучение моделей с целью получения новых знаний и дальнейшего совершенствования характеристик объектов исследования;
  • метод научного познания объективного мира с помощью моделей.

Классификация моделей

  • По области использования
  • МОДЕЛИ
  • УЧЕБНЫЕ
  • ОПЫТ-НЫЕ
  • НАУЧНО- ТЕХНИ-ЧЕСКИЕ
  • ИГРОВЫЕ
  • ИМИТАЦИ-ОННЫЕ
  • НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ
  • ТРЕНАЖЕРЫ
  • ОБУЧАЮ-ЩИЕ ПРОГРАММЫ
  • МОДЕЛЬ КОРАБЛЯ
  • АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА
  • СТЕНД ДЛЯ ПРОВЕРКИ TV
  • ВОЕННЫЕ
  • ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
  • ДЕЛОВЫЕ
  • ИСПЫТАНИЕ НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕН-НЫХ СРЕДСТВ НА ЖИВОТНЫХ

Классификация моделей

  • С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ
  • МОДЕЛИ
  • ДИНАМИЧЕСКИЕ
  • СТАТИЧЕСКИЕ
  • ДИСКРЕТНЫЕ
  • НЕПРЕРЫВНЫЕ
  • РОСТ УЧЕНИКОВ КЛАССА В ДЕНЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
  • РОСТ УЧЕНИКОВ ДАННОГО КЛАССА ЗА 10 ЛЕТ
  • АЛГОРИТМЫ
  • ИЗМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ТЕЧЕНИЕ ДНЯ

Задание №1

  • Приведите примеры статистических и динамических моделей.
  • предмет
  • Статистические модели
  • Динамические модели
  • в физике
  • в химии
  • в биологии
  • в инфор-матике

Классификация моделей

  • ПО ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ
  • МОДЕЛИ
  • БИОЛОГИЧЕСКИЕ
  • СОЦИОЛОГИЧЕСКИЕ
  • ИСТОРИЧЕСКИЕ
  • МАТЕМАТИЧЕСКИЕ
  • Задание №2.
  • Приведите примеры моделей из разных областей знаний.

Классификация моделей

  • ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  • МОДЕЛИ
  • МАТЕРИАЛЬНЫЕ
  • ИНФОРМАЦИОННЫЕ
  • ВЕРБАЛЬНЫЕ
  • ЗНАКОВЫЕ
  • МЫСЛЕННО
  • УСТНО
  • НА ЛЮБОМ ЯЗЫКЕ
  • ИГРУШКИ
  • ГЛОБУС
  • ЧУЧЕЛО ПТИЦЫ
  • ФИЗИЧЕСКИЕ ИЛИ ХИМИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

  • Информационная модель – описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорном или формальном).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

  • ПО ФОРМЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  • ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
  • ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ
  • КОМПЬЮТЕРНЫЕ
  • СТРУКТУРНЫЕ
  • СПЕЦИАЛЬНЫЕ
  • СЛОВЕСНЫЕ
  • ЛОГИЧЕСКИЕ
  • МАТЕМАТИЧЕСКИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

  • Геометрические модели – графические формы и объемные конструкции.
  • Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций.
  • Математические модели – математические формулы, неравенства, системы и т.п.
  • Структурные модели – схемы, графики, таблицы и т.п.
  • Логические модели – модели, в которых на основе анализа различных условий принимаются решения.
  • Специальные модели – ноты, химические формулы и т.п.

Любая информационная модель является системой.

  • Любая информационная модель является системой.
  • Система – это целое, состоящее из элементов взаимосвязанных между собой.
  • Система = элементы + связи между ними
  • Системы бывают:
  • материальные (человек, самолет, дерево);
  • нематериальные (человеческий язык, математика);
  • смешанные (школьная система).

Главное свойство любой системы – возникновение «системного эффекта», или «принцип эмерджентности»: при объединении элементов в систему у системы появляются новые свойства, которыми не обладал ни один из элементов системы.

  • Пример – самолет. Главное его свойство – способность к полёту. Ни одна из составляющих его частей в отдельности этим свойством не обладает. Но если собрать их все вместе и соединить строго определенным образом, самолет полетит.

Задание №3.

  • Задание №3.
  • Приведите примеры:
  • биологических систем ___________
  • технических систем _____________
  • систем в информатике ___________
  • Задание №4.
  • Перечислите элементы системы «компьютер».

Систематизация (классификация) – процесс превращения множества объектов в систему.

  • Структура системы – определенный порядок объединения элементов системы.
  • Структурные информационные модели
  • АЛГОРИТМЫ
  • ТАБЛИЧНЫЕ
  • СХЕМЫ (ГРАФЫ)
  • ИЕРАРХИЧЕСКИЕ
  • СЕТЕВЫЕ

Задание №5

  • Составьте сетевую модель. В первом ряду укажите имена друзей, во втором – их увлечения. Изобразите дугами связи: имя – увлечение.

Строение информационной модели:

  • Строение информационной модели:
  • характеристики (параметры) объекта
  • связи между ними
  • Пример: модель равномерного прямолинейного движения.
  • Параметры: скорость v, время t, путь S.
  • Связь между ними: S=v · t.
  • Задание №6.
  • Укажите параметры и связи для модели «Треугольник».
  • Параметры: _________________________
  • Связи: ______________________________

Задание №7

  • Моделью химической реакции является уравнение этой реакции:
  • 2КОН + Н2SO4 = K2SO4 +2H2O
  • Является ли эта модель информа-ционной? _________________
  • Почему? ___________________
  • Укажите параметры этой модели.
  • ___________________________
  • Укажите связи. _______________

Формализация – замена реального объекта его информационной моделью.

  • Задание №8
  • Предложите параметры для информационной модели вашего класса.

Компьютерные модели

  • Компьютерные модели – это модели, реализованные на компьютере средствами программного обеспечения.
  • КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ
  • ТЕКСТ
  • ТАБЛИЦЫ
  • ГРАФИКА
  • ЗВУК
  • АЛГОРИТМЫ
  • ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ – ИНСТРУМЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

Задание №9.

  • Задание №9.
  • Приведите примеры программных средств для работы с компьютерными моделями.
  • Задание №10.
  • К каким моделям, изученным вами, можно отнести:
  • рисунок, выполненный на компьютере _________________________________
  • киноафишу _________________________
  • анатомический муляж _________________
  • расписание уроков ____________________

Основные этапы моделирования на компьютере

  • Построение модели ( обычно описание информационной модели).
  • Формализация модели (запись на каком – либо формальном языке).
  • Построение компьютерной модели (на языке программирования или с использованием прикладной программы).
  • Проведение компьютерного эксперимента.
  • Анализ результатов моделирования.