uzluga.ru
добавить свой файл
1 2 3 4



Один их этапов решения задач с помощью компьютера – моделирование.

  • Один их этапов решения задач с помощью компьютера – моделирование.

  • Информация в реальном мире овеществляется в различных физических процессах. Для их изучения и представления с помощью компьютера используются специальные абстрактные модели.

  • Модельэто объект-заменитель, который в определенных условиях может заменить объект-оригинал и отражает существенные особенности реального объекта, процесса, явления.



Причины построения моделей:

  • Причины построения моделей:

  • В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности (теория вымирания динозавров, теория гибели Атлантиды, модель «ядерной зимы»);

  • Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей (карта местности, модели живых организмов);

  • Оригинал либо очень велик, либо очень мал (глобус, модель Солнечной системы, модель атома);

  • Процесс протекает очень быстро или очень медленно (модель двигателя внутреннего сгорания, геологические модели);

  • Исследование объекта может привести к его разрушению (модель самолета или автомобиля).



Моделирование - это процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.

  • Моделирование - это процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.

  • Моделировать можно:

  • Объекты: копии архитектурных сооружений и художественных произведений, наглядные пособия, модели атомов и Солнечной системы, детские игрушки, глобус.

  • Явления: модели грозового разряда, магнитных и электрических сил, селевого потока, землетрясения и др.

  • Процессы: модели развития Вселенной, экономических и экологических процессов.

  • Поведение











Информатика предоставляет общие методы и средства для информационного моделирования.

  • Информатика предоставляет общие методы и средства для информационного моделирования.

  • Модель, реализованная на ЭВМ, называется компьютерной информационной моделью.

  • Построение компьютерной информационной модели начинается с системного анализа объекта моделирования. Результатом является теоретическая информационная модель.







это наука о системах.

  • это наука о системах.

  • Система – это сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей (элементов) и существующий как единое целое. Всякая система имеет определенной назначение (функцию, цель).

  • Системы бывают:

  • материальные (человек, компьютер, дерево, дом);

  • нематериальные (человеческий язык, математика);

  • смешанные (школьная система).





Структура - это совокупность связей между элементами системы (или внутренняя организация системы).

  • Структура - это совокупность связей между элементами системы (или внутренняя организация системы).

  • Вывод: всякая система обладает определенным составом и структурой. Свойства системы зависят от того и другого. Даже при одинаковом составе, системы с разной структурой обладают разными свойствами, могут иметь разное назначение.

  • Если некоторые элементы объединить в систему, то она будет обладать новыми качествами, которыми не обладали ее составные части. Это свойство называется «системным эффектом».



Любой объект реального мира может быть рассмотрен как система.

  • Любой объект реального мира может быть рассмотрен как система.

  • Составные части системы называются элементами или компонентами системы.

  • Систему, входящую в состав какой-либо другой, более крупной системы называют подсистемой, а включающую в себя подсистему как элемент – надсистемой.



Чтобы описать систему, недостаточно только перечислить ее элементы. Еще необходимо указать как эти элементы связаны друг с другом. Именно наличие связей превращает набор элементов в систему.

  • Чтобы описать систему, недостаточно только перечислить ее элементы. Еще необходимо указать как эти элементы связаны друг с другом. Именно наличие связей превращает набор элементов в систему.

  • Если графически представить связи между элементами системы, то получится ее структура.

  • Структура может определять пространственное взаиморасположение элементов (цепочка, звезда, кольцо), их вложенность или подчиненность (дерево), хронологическую последовательность (линейную, ветвящуюся, циклическую).

  • Когда вы опишете элементы системы и укажете их взаимосвязи, тем самым вы проведете системный анализ.



- процесс превращения множества объектов в систему.

  • - процесс превращения множества объектов в систему.

  • Она имеет огромное значение. Неоценима систематизация знаний в различных науках.

  • Задача наук – описание системных закономерностей в природе и обществе.

  • Сущность системного подходах состоит с учете системных связей всякого объекта изучения или воздействия: данный объект является подсистемой других систем.



Существующие системы можно разделить на естественные – созданные природой и искусственные – созданные человеком.

  • Существующие системы можно разделить на естественные – созданные природой и искусственные – созданные человеком.

  • В естественных системах живой природы действуют как материальные, так и информационные связи. В общественных системах очень велика роль информационных связей.

  • Любая искусственная система создается с определенной целью.



Под управлением понимается планомерное воздействие на некоторый объект с целью достижения определенного результата.

  • Под управлением понимается планомерное воздействие на некоторый объект с целью достижения определенного результата.

  • Кибернетика предложила универсальную систему управления, включающую в себя: управляющую систему, объект управления, линии прямой и обратной информационной связи.

  • Животное и человек являются самоуправляемыми системами, так как они включают в себя все компоненты кибернетической системы управления.

  • Компьютер – самоуправляемая искусственная система.





По форме представления:

  • По форме представления:

  • Словесные – устные и письменные описания с использованием иллюстраций;

  • Математические – математические формулы, отображающие связь различных параметров объекта или процесса;

  • Геометрические – графические формы и объемные конструкции;

  • Структурные – схемы, графики, таблицы и т.д.

  • Логические – модели, в которых представлены различные варианты выбора действий на основе умозаключений и анализа условий;

  • Специальные – ноты, химические формулы и т.п.



Для представления информационных моделей используются естественные и формальные языки.

  • Для представления информационных моделей используются естественные и формальные языки.

  • Естественные языки используются для построения словесных, описательных моделей (например, литературные произведения фокусируют внимание читателя на определенных сторонах человеческой жизни).

  • В истории науки также существуют многочисленные текстовые информационные модели (например, гелиоцентрическая модель мира Коперника).

  • Словесные модели могут описывать ситуации, события, происходящие в жизни, с целью их осмысления и использования опыта.

  • Со словесного описания начинается построение любой информационной модели, так как оно более или менее точно отражает оригинал.

  • Инструментом создания словесных моделей являлись папирус и перья, типографские станки и пишущие машинки, компьютер с клавиатурой и текстовым редактором.



Формальные языки используются для построения формально-логических моделей – математических, логических и специальных.

  • Формальные языки используются для построения формально-логических моделей – математических, логических и специальных.

  • Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

  • Наиболее распространенным формальным языком является алгебраический язык формул в математике, который позволяет описывать функциональные зависимости между величинами.

  • Модели построенные с использованием математических формул и понятий, называются математическими.

  • Математические модели, как и словесные, - это продукт творческой деятельности человека.

  • В компьютерном моделировании доя оформления формул используется специальное приложение – редактор формул (Microsoft Equqtion. TrueMath и другие).





Графические (или геометрические) информационные модели являются простейшим видом моделей, которые передают внешние признаки объекта – размеры, форму, цвет.

  • Графические (или геометрические) информационные модели являются простейшим видом моделей, которые передают внешние признаки объекта – размеры, форму, цвет.

  • Графические модели более информативны, чем словесные. Без карт трудно представить себе ботанику и биологию, географию, военное дело, судоходство и т.д.

  • Современные технологии не могут обойтись без информационных моделей технических устройств, зданий и т.д. в виде чертежей.

  • Электрические и радиосхемы – это информационные модели физики, радиотехники и радиоэлектроники.



Графики и диаграммы – это информационные модели, которые в наглядной форме представляют числовые и статистические данные.

  • Графики и диаграммы – это информационные модели, которые в наглядной форме представляют числовые и статистические данные.

  • Особое место среди геометрических моделей занимают задачи на построение. Они тренируют ум, учат комплексно применять знания, воспитывают нестандартный подход к решению проблемы.



В качестве инструмента для графического моделирования сегодня используется графический редактор. Для моделирования в среде графического редактора можно пользоваться обобщенной информационной моделью графического объекта. Любой графически объект обладает формой, размерами пропорциями и цветом и его можно перемещать, тиражировать, редактировать, поворачивать, отражать, изменять размеры и пропорции.

  • В качестве инструмента для графического моделирования сегодня используется графический редактор. Для моделирования в среде графического редактора можно пользоваться обобщенной информационной моделью графического объекта. Любой графически объект обладает формой, размерами пропорциями и цветом и его можно перемещать, тиражировать, редактировать, поворачивать, отражать, изменять размеры и пропорции.

  • Конструирование – это процесс сбора объекта из элементов. Конструировать можно плоские и объемные объекты.



Одной из наиболее часто встречающихся структур информационных моделей являются таблицы. Они имеют очень широкое распространение. Только в школьной практике вам приходится встречаться с массой таблиц: расписание занятий, журнал успеваемости, график дежурств, таблица Менделеева, таблицы физических свойств веществ (плотность, теплоемкость, электрическое сопротивление и пр.), таблицы исторических дат и многое другое. Информация в таблицах обязательно упорядочена по какому-то принципу (например, в классном журнале – в алфавитном порядке фамилий учеников; в расписании занятий – по дням недели и номерам уроков и т.д.). Эта упорядоченность позволяет быстро находить нужные сведения.

  • Одной из наиболее часто встречающихся структур информационных моделей являются таблицы. Они имеют очень широкое распространение. Только в школьной практике вам приходится встречаться с массой таблиц: расписание занятий, журнал успеваемости, график дежурств, таблица Менделеева, таблицы физических свойств веществ (плотность, теплоемкость, электрическое сопротивление и пр.), таблицы исторических дат и многое другое. Информация в таблицах обязательно упорядочена по какому-то принципу (например, в классном журнале – в алфавитном порядке фамилий учеников; в расписании занятий – по дням недели и номерам уроков и т.д.). Эта упорядоченность позволяет быстро находить нужные сведения.

  • В таблице может содержаться информация о различных свойствах объектов, об объектах одного класса и разных классов, об отдельных объектах и группах объектов.



Чаще всего мы пользуемся прямоугольными таблицами, которые состоят из строк и граф (столбцов).

  • Чаще всего мы пользуемся прямоугольными таблицами, которые состоят из строк и граф (столбцов).

  • Таблица 1. Домашняя библиотека.

  • Обратите внимание на правила оформления таблиц. Перед таблицей обычно указывается ее номер и заголовок. Заголовки граф пишутся с заглавной буквы; там, где это необходимо указываются размерности величин.



Основными понятиями таблицы являются:

  • Основными понятиями таблицы являются:

  • Объект – это то, о чем идет речь.

  • Класс объектов – множество объектов, объединенных какими-то общими свойствами.

  • Свойства – характеристики, признаки объекта.

  • У каждого свойства есть название и значение.

  • Укажем эти понятия для нашей таблицы «Домашняя библиотека».

  • В таблице идет речь о классе объектов – о книгах домашней библиотеки.

  • Свойства – автор, название, год издания, жанр.

  • Значения свойств:

    • автор: А. Беляев, А. Пушкин , …
    • название: «Человек-амфибия», поэмы, …
    • год издания: 1990, 1985, …
    • жанр: фантастика, сказка, …


«объект – свойство» (ОС)

  • «объект – свойство» (ОС)

  • Таблица ОС – это таблица, в которой рассматриваются объекты, принадлежащие одному классу.

  • Каждая строка такой таблицы содержит информацию об отдельном объекте, а графа – об отдельном свойстве объектов.

  • Первая графа обычно идентифицирует этот объект, а последующие отражают свойства объекта.

  • Для построения такой таблицы необходимо:

  • Выделить объекты и свойства.

  • Назвать класс объектов.

  • Вписать названия объектов и их свойства.

  • Вписать значения свойств.

  • Пример



«объект – объект» (ОО)

  • «объект – объект» (ОО)

  • Таблица ОО – это таблица, которая описывает пары объектов и только одно свойство.

  • Такие таблицы отражают взаимосвязь между различными объектами.

  • В них строки и столбцы относятся к объектам, в клетке на пересечении содержится информация об отношении между соответствующей парой объектов.

  • Для построения такой таблицы необходимо:

  • Выделить объекты и свойства.

  • Назвать класс первых и вторых объектов.

  • Вписать названия первых и вторых объектов.

  • Вписать значения свойств в ячейки.

  • Пример



Важной разновидностью таблиц типа «объект-объект» являются двоичные матрицы. Они отражают качественную связь между объектами: есть связь или нет связи.

  • Важной разновидностью таблиц типа «объект-объект» являются двоичные матрицы. Они отражают качественную связь между объектами: есть связь или нет связи.

  • Например: если бы ученики могли выбирать изучаемые предметы по своему усмотрению, то сведения о том, кто что изучает, можно представить в виде следующей таблицы:

  • Понятно, что единица указывает на изучаемый предмет а неизучаемый предмет отмечен нулем.

  • Любую структуру данных можно свести к табличной форме.

  • Приведение информации к табличной форме называется нормализацией.



С помощью таблиц можно находить решения логических задач. Такая форма решения задачи является наиболее наглядной и простой.

  • С помощью таблиц можно находить решения логических задач. Такая форма решения задачи является наиболее наглядной и простой.

  • Рассмотрим логическую задачу.



Задача

  • Задача

  • В школе учатся 4 талантливых подростка: Иван, Петр, Алексей и Андрей. Один из них – будущий хоккеист, другой преуспел в футболе, третий – легкоатлет, четвертый подает надежды как баскетболист.

  • О них известно следующее:

  • Иван и Алексей присутствовали в спортзале, когда там занимался легкоатлет.

  • Петр и хоккеист вместе были на тренировке баскетболиста.

  • Хоккеист раньше дружил с Андреем, а теперь неразлучен с Иваном.

  • Иван не знаком с Алексеем, так как они учатся в разных классах и в разные смены.

  • Кто чем увлекается?

  • Построим таблицу, в которой учтем все возможные варианты.



Построить таблицу по следующим данным:

  • Построить таблицу по следующим данным:

  • Полярная звезда находится в созвездии Малая медведица. Бетельгейзе находится в созвездии Ориона. Расстояние до Спики – 260 световых лет. Денеб находится в созвездии Лебедя. Акрукс ярче Солнца в 2200 раз. Расстояние до Бетельгейзе 650 световых лет. Ригель ярче Солнца в 55000 раз. Канопус находится в созвездии Стрекоза. Расстояние до Капеллы – 46 световых лет. Спика находится в созвездии Дева. Антарес находится в созвездии Скорпион. Расстояние до Арктура – 36 световых лет. Альдебаран ярче Солнца в 165 раз. Бетельгейзе 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 Телец. Антарес ярче Солнца в 6600 раз. Расстояние до Канопуса – 181 световой год. Арктур находится в созвездии Волопас. Капелла ярче Солнца в 150 раз. Расстояние до Полярной звезды - 780 световых лет. Ригель находится в созвездии Орион. Спика ярче Солнца в 2200 раз. Акрукс находится в созвездии Южный Крест. 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 Возничий. Полярная звезда ярче Солнца в 6000 раз. Расстояние до Ригеля – 820 световых лет.





Построить таблицу по следующим данным:

  • Построить таблицу по следующим данным:

  • Средняя глубина Камского водохранилища – 6,5 м. Площадь Горьковского водохранилища – 1400 кв. км. Объем Рыбинского водохранилища – 25 куб. км. Напор Цимлянского водохранилища – 26 м. Площадь Братского водохранилища – 5300 кв. км. Средняя глубина Куйбышевского водохранилища – 10,4 м. Объем Цимлянского водохранилища – 4650 куб. км. Объем Братского водохранилища – 180 куб. км. Площадь Камского водохранилища – 1700 кв. км. Напор Куйбышевского водохранилища – 28 м. Средняя глубина Цимлянского водохранилища – 9,2 м. Напор Камского водохранилища – 21 м. Площадь Куйбышевского водохранилища – 5000 кв. км. Напор Рыбинского водохранилища – 25 м. Средняя глубина Братского водохранилища – 34 м. Объем Куйбышевского водохранилища – 52 куб. км. Напор Горьковского водохранилища – 18 м. Средняя глубина Рыбинского водохранилища – 5,5 м. Объем Камского водохранилища – 11 куб. км. Напор Братского водохранилища – 104 м. Площадь Цимлянского водохранилища – 2600 кв.км.





Построить таблицу, отображающую земельные ресурсы зарубежных стран.

  • Построить таблицу, отображающую земельные ресурсы зарубежных стран.



следующая страница >>