Билет № 24. 1. Понятие модели. Информационная модель

1. Понятие модели. Информационная модель. Виды информационных моделей (на примерах). Реализация информационных моделей на компьютере. Пример применения электронной таблицы в качестве инструмента математического моделирования.

 

Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий и т.д.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Можно моделировать:

• Объекты (например, Солнечную систему, атом, план комнаты и пр.)

• Явления (вращение Земли, северное сияние)

• Процессы (развитие Земли, эволюцию, котировки акций)

• Поведение (котировки акций, вектор развития отрасли)

 

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы). Наглядные модели часто используются в процессе обучения.

Модель — это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Один и тот же объект может иметь несколько моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.

Модели могут быть материальные и информационные. Материальные (предметные) модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме. Примеры материальных моделей: глобус, макет здания, модель автомобиля и т.д.

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке).

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая модель может быть представлена в форме текста (напр., программы на языке программирования), формулы, таблицы (напр., периодическая таблица элементов Д.И.Менделеева) и так далее.

Иногда при построении знаковых информационных моделей используются одновременно несколько различных языков. Примерами таких моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и др. Во всех этих моделях используются одновременно как язык графических элементов, так и символьный язык.

Также все информационные модели можно разделить на статические и динамические. Модели, описывающие состояние объекта, явления или процесса в определенный момент времени, называются статическими. Модели, описывающие изменение и развитие объекта, явления во времени, называются динамическими объектами.

Существуют три типа информационных моделей:

табличные;

иерархические;

сетевые.

 

Для исследования информационных моделей часто используется компьютер. Процесс разработки и исследования моделей на компьютере можно разделить на несколько основных этапов.

1.Строится описательная информационная модель (на естественном языке).

2.Создается формализованная модель, т.е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка (с помощью формул, уравнений, неравенств).

3.Преобразование формализованной модели в компьютерную модель, т.е. надо выразить модель на понятном для компьютера языке.

4. Проведение компьютерного эксперимента.

5. Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели.

 

Часто на компьютере создаются и исследуются модели с помощью электронных таблицах. Например, можно построить информационную модель «Цена устройств компьютера». В первом столбце будет наименование устройства, а во втором — его цена. Построенная табличная модель позволяет оценить долю стоимости отдельных устройств в цене компьютера, для этого надо визуализировать данную модель путем построения круговой диаграммы.