Системный подход в моделировании.Типы информационных моделей.

Понятие системы
Практически каждый объект состоит из других объектов:
Солнечная система состоит из планет;
Планеты состоят из атомов различных веществ;
Атомы – из элементарных частиц,
следовательно, представляет собой систему.

Важным признаком системы является ее
целостное функционирование
Система является не набором отдельных элементов, а совокупностью взаимосвязанных элементов.
Система является совокупностью взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы.

Состояние системы характеризуется ее структурой (составом и свойствами элементов)
Система сохраняет свою целостность под воздействием различных внешних и внутренних изменений до тех пор, пока она сохраняет неизменной свою структуру.
Если структура системы меняется, то система может престать функционировать.
Пример: ПК без процессора

Любая система существует
в пространстве и во времени
И в каждый момент находится
в определенном состоянии.
Модели, описывающие состояние системы в любой момент времени, называются
статическими информационными моделями
Модели, описывающие процессы изменения систем, называются
динамическими информационными моделями

Примеры
статических и динамических ИМ:
Модели простых механизмов, деталей; модели строения растений и животных; модели строения молекул и кристаллических решеток.
Модели движения тел; модели развития организмов и популяций; процессы прохождения реакций.

Типы информационных моделей
Информационные модели отражают различные типы объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы.
Для этого используются различные типы моделей:
Табличные;
Иерархические;
Сетевые.

1. Табличные информационные модели
Прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк.
Применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств.
С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические ИМ в различных предметных областях.

Типы табличных моделей
«объект – объект»;
«объект – свойство»;
двоичная матрица.

В табличной ИМ перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце(строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах(строках) таблицы.
Постройте табличную ИМ:
«Цены устройств ПК»
«Количество дней в месяцах года»
«Картины известных художников»
Визуализировать подобные таблицы можно построением диаграмм, например в Excel.

2. Иерархические информационные модели
Т.к. нас окружает множество объектов, то для простоты восприятия некоторые из них со схожими свойствами объединяют в группы.
Группа объектов, обладающих одинаковыми свойствами, называется классом.
Внутри класса выделяют подклассы.
Такой процесс систематизации называется процессом классификации

В процессе классификации объектов строятся ИМ, которые имеют иерархическую структуру.
В иерархической ИМ объекты распределены по уровням.
Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня,
а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

Иерархические ИМ делятся на:
Статические: классы ПК, классификация растений и животных
Динамические: генеалогическое дерево семьи Рюриковичей, Романовых; популяция животных.

Изображение ИМ в форме графов
Граф является удобным способом наглядного представления структуры ИМ.
Вершины графа (овалы) отображают элементы системы.

3. Сетевые информационные модели
Применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.
Например: части региональной сети Интернет (американская, европейская, российская, австралийская, и т.д.)

Представленная сетевая ИМ является статической
Сетевая структура глобальной сети Интернет
С помощью сетевой динамической модели можно, например, описать процесс передачи мяча игроками в коллективной игре(футбол)