Билет № 20. Понятие модели. Информационная модель

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

Люди в своей деятельности постоянно создают и используют модели окружающего мира. 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:

ü табличные;

ü иерархические;

ü сетевые.

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

- Строится описательная информационная модель (на естественном языке).

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

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

- Проведение компьютерного эксперимента. Например, если модель существует в виде программы на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.

- 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.