Моделирование и формализация

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:
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

Классификация моделей
С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ

Задание №1
Приведите примеры статистических и динамических моделей.

Классификация моделей
ПО ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ
Задание №2.
Приведите примеры моделей из разных областей знаний.

Классификация моделей
ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

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

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

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.
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.
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.

Задание №5
Составьте сетевую модель. В первом ряду укажите имена друзей, во втором – их увлечения. Изобразите дугами связи: имя – увлечение.

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.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ – ИНСТРУМЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

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 ____________________