Практическая работа "Построение простой компьютерной модели" 10 класс
Практическая работа
Построение простой компьютерной модели.
Цель работы: построение простой компьютерной модели, проведение исследования
на основе построенной компьютерной модели.
2. Оборудование, приборы, аппаратура, материалы: персональный компьютер с
выходом в Интернет.
3. Краткие теоретические сведения.
Моделирование – это модель познания, состоящая в создании и исследовании
моделей.
Модель. Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе
построения модели выделяют главные наиболее существенные для проводимого
исследования (с точки зрения цели моделирования) свойства. В процессе
исследования аэродинамических качеств модели имела геометрическое подобие
оригиналу, но не важен, например, её цвет. При построении электрических схем –
необходимо учитывать порядок подключения элементов цепи друг к другу, но не
важно их геометрическое расположение друг относительно друга и т.д.
Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят
различные типы моделей. В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения
объектов, в химии – их химический состав, в биологии- строение и поведение живых
организмов и т.д.
Возьмём в качестве примера человека, в разных науках он исследуется в рамках
различных моделей. В рамках механики его можно рассматривать как материальную
точку, в химии – как объект, состоящий из различных химических веществ, в
биологии – как систему, стремящуюся к самосохранению и т.д.
Модель – это такой новый объект, который отражает существенные с точки зрения
цели проводимого исследования (цели моделирования) свойства изучаемого объекта,
явления или процесса.
Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере
Использование компьютера для исследования информационных моделей различных
объектов и процессов позволяет изучить их изменения в зависимости от значения тех
или иных параметров. Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере
можно разделить на несколько основных этапов.
На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится описательная
информационная модель. Такая модель выделяет существенные, с точки зрения
целей проводимого исследования (целей моделирования), свойства объекта, а
несущественными свойствами пренебрегает.
На втором этапе создаётся формализованная модель, т.е. описательная
информационная модель записывается с помощью какого- либо формального языка. В
таком модели с помощью формул, уравнений, неравенств и т.д. фиксируются
формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств
объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.
Однако далеко не всегда удаётся найти формулы, явно выражающие искомые
величины через исходные данные. В таких случаях используются приближённые
математические методы, позволяющие получать результаты с заданной точностью.
На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель
преобразовать в компьютерную модель, т.н. выразить её на понятном для
компьютера языке. Компьютерные модели разрабатывают преимущественно
программисты, а пользователи могут проводить компьютерные эксперименты.
В настоящее время широкое распространение получили компьютерные
интерактивные визуальные модели. В таких моделях исследователь может менять
начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в
поведении модели.
Задание 1. Описать иерархическую систему.
Цель: обучение построению информационных моделей иерархических систем в виде
графовых схем – деревьев
Используемые программные средства: MS Word.
Задание.
Постройте родословное древо потомков Владимира Мономаха.
Потомки Владимира Мономаха.
Владимир Мономах умер в 1125г. Он оставил 4 сыновей: Мстислава (год смерти –
1132), Ярополка (1139), Вячеслава Туровского (1154) и Юрия Долгорукого (1157).
После Мстислава осталось 3 сына: Изяслав Волынский (1154), Всеволод
Новгородский (1138) и Ростислав Смоленский (1168). У Изяслава Волынского был
сын Роман (1205), у Романа – Даниил Галицкий (1264). Ростислав Смоленский имел 4
сыновей: Романа (1180), Рюрика (1215), Давида (1197) и Мстислава Храброго (1180).
После Романа Ростиславовича остался один сын Мстислав Киевский (1224), после
Мстислава Храброго – сын Мстислав Удалой(1228), Юрий Долгорукий имел 3
сыновей: Андрея Боголюбского (1175), Михаила (1177) и Всеволода (1212).
Сыновьями Всеволода были Константин (1217), Юрий (1238) и Ярослав (1246). У
Ярослава Всеволодовича было 3 сына: Александр Невский (1263), Андрей
Суздальский (1264) и Ярослав Тверской (1272). Сыновья Александра Невского:
Димитрий Переяславский (1294), Андрей Городецкий (1304) и Даниил Московский
(1303). У Андрея Суздальского был сын Василий (годы его жизни неизвестны), у
Ярослава Тверского – сын Михаил (1318).
Глядя на полученное древо, ответьте на вопрос: сколько поколений князей оно
отражает?
Задание 2. Построить табличную информационную модель
Цель: обучение построению табличных информационных моделей систем;
Используемые программные средства: MS Word.
1. Используйте средства работы с таблицами MS Word, постройте таблицу типа <<
объект – свойство >> по следующим данным:
Полярная звезда находится в создании Малой Медведицы. Бетельгайзе находится в
созвездии Ориона. Расстояние до Спики – 260 сетевых лет. Денеб находится в
созвездии Лебедя. Акрукс ярче Солнца в 2200 раз. Расстояние до Капеллы – 46
сетевых лет. Спика находится в созвездии Девы. Антрас находится в созвездии
Скорпиона. Расстояние до Арктура – 36 световых лет. Альдебаран ярче Солнца в 165
раз. Бетельгайзе ярче Солнца в 22000 раз. Расстояние до Акрукса – 260 световых лет.
Денеб ярче Солнца в 72500 раз. Расстояние до Антареса – 425 световых лет.
Альдебаран находится в созвездии Тельца. Антарес ярче Солнца в 6600 раз.
Расстояние до Канопуса – 181 световой год. Арктур находится в созвездии Волопаса.
Капелла ярче Солнца в 150 раз. Расстояние до Полярной звезды – 780 световых лет.
Ригель находится в созвездии Ориона. Спика ярче Солнца в 2200 раз. Акрукс
находится в созвездии Южного Креста. Расстояние до Альдебарана – 70 световых лет.
Арктур ярче Солнца в 105 раз. Расстояние до Денеба -1600 световых лет. Канопус ярче
Солнца в 6600 раз. Капелла находится в созвездии Возничего. Полярная звезда ярче
Солнца в 6000 раз. Расстояние до Ригеля – 820 световых лет.
1. Ответьте на вопросы (по таблице):
• какая звезда самая удаленная?
• какая звезда самая близкая?
• какая звезда самая яркая?
• какие звёзды по яркости находятся между звёздами Антарес и Альдебаран?
Подсказка : для ответа на вопросы воспользуйтесь возможностью сортировки таблиц,
имеющийся в MS Word (информацию получите в справочном разделе редактора).
2. Используя средства работы с таблицами Ms Word, постройте таблицу типа «объект-
объект» по следующим данным:
Время в пути на метро от станции Отрадное до станции Кутузовская занимает 37 мин.
Время в пути от станции Театральная до станции Юго-Западная занимает 24 мин.
Время в пути от станции Октябрьская до станции Отрадное занимает 32 мин. Время в
Пути от станции Курская до станции Кутузовская занимает 23 мин. Время в пути от
станции Октябрьская до станции Кутузовская занимает 16 мин. Время в пути от
станции Юго-Западная до станции Отрадное занимает 46 мин. Время в пути от
станции Театральная до станции Отрадное занимает 27 мин. Время в пути от станции
Октябрьская до станции Театральная занимает 13 мин. Время в пути от станции
Курская до станции Отрадное занимает 28 мин. Время в пути от станции Театральная
до станции Кутузовская занимает 19 мин. Время в пути от станции Октябрьская до
станции Юго-Западная занимает 23 мин. Время в пути от станции Юго-Западная до
станции Кутузовская занимает 33 мин. Время в пути от станции Курская до станции
Театральная занимает 10 мин.
Время в пути от станции Октябрьская до станции Курская занимает 10 мин. Время в
пути от станции Курская до станции Юго-Западная занимает 32 мин.
1. Каким свойством таблицы вы пользовались, чтобы заполнить все клетки?
2. Ответьте на вопросы:
какие станции наиболее удаленные друг от друга?
какие станции наиболее близки друг к другу?
в каком порядке располагаются станции метро по мере увеличения их расстояния от
ст. Отрадное?
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Модель – это…
2. Формализация – это…
3. Компьютерная модель – это…
4. Классификация моделей?
5. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере?
6. Приведите пример создания моделей в процессе обучения.
7. В каких случаях могут быть опущены отдельные этапы построения и
исследования модели?
