Что такое моделирование?

СОДЕРЖАНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ
ВИДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ПРИЧИНЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ
ГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
ТАБЛИЧНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
ПРОВЕРКА ЗНАНИЙ

МОДЕЛЬ – упрощенное подобие реального объекта (процесса), созданное человеком для определенной цели.
МОДЕЛИРОВАНИЕ – это процесс построения модели (материальной или информационной).

Модели
Материальные
Информационные
Вербальные (мыслительные)
Знаковые
По способу представления
Классификация моделей

Классификация моделей
По способу представления
Модели
Материальные (натурные)
Информационные
Строятся на информации. Описывают объект моделирования на естественном или формальном языке (физические или химические, экономические или социальные процессы; метеорологические явления)
Воспроизводят геометрические и физические свойства объекта, всегда имеют реальное воплощение
(глобус, манекен, детские игрушки, модели самолетов, макет застройки жилого района)

Типы информационных моделей
Вербальные – словесное описание на естественном языке или мысленный образ объекта
Графические – схемы,
карты,
чертежи, графики,
графы
Математические – описание соотношений между количественными характеристиками объекта моделирования на языке математики
Табличные –
объект-свойство
объект-объект
двоичные матрицы

Модели
Статические
Динамические
С учетом фактора времени
Классификация моделей
Статическая модель – одномоментный срез по объекту.
Динамическая – позволяет увидеть изменения объекта во времени.

Материальным наз. моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия (в астрономии – планетарий, в архитектуре – макеты зданий, в самолетостроении – модели летательных аппаратов).
Знаковое моделирование – использует в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, наборы символов.
Математическое моделирование – исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики.
Процесс моделирования состоит из следующих этапов:
Объект – Модель – Изучение модели – Знания об объекте

Каждый объект имеет большое количество разных свойств.
При построении модели выделяются главные, существенные для исследования.
Один и тот же объект может иметь много моделей, а разные объекты могут описываться одной.
Суть информационного моделирования состоит в формализации.

Информационная модель описывает объект моделирования в форме каких-либо знаков : букв, цифр, картографических элементов, математических или химических формул.
Самой формализованной наукой является математика.
Формализация – результат перехода от реальных свойств объекта моделирования к их формальному обозначению в определенной знаковой системе.

Причины, по которым прибегают к построению модели
1. В реальном времени объект (оригинал) может уже не существовать или его еще нет.
Атлантида, динозавры
2. Объект либо очень велик, либо очень мал.
Земной шар, молекула
3. Процесс протекает очень быстро или очень медленно
Процесс ядерного взрыва, геологические процессы
4. Исследование объекта может привести к его разрушению
Двигатель, живой организм

Модель необходима для того, чтобы
ПОНЯТЬ, как устроен конкретный объект – каковы его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром.
НАУЧИТЬСЯ УПРАВЛЯТЬ объектом или процессом.
ПРОГНОЗИРОВАТЬ последствия воздействия на объект.
Экспериментировать с реальным объектом не всегда возможно, а как правило неудобно, опасно, дорого.

Объектом моделирования может быть:
Материальный объект (корабль, комета, живая клетка);
Явление природы (гроза, солнечное затмение);
Процесс (полет ракеты, ядерный взрыв, изменение стоимости акций на рынке).
МОДЕЛЬ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ КАК ЗАМЕНИТЕЛЬ РЕАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ, ДЛЯ ПРОГНОЗА ЕЁ ПОВЕДЕНИЯ В ОПРЕДЕЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
Объект моделирования надо рассматривать как систему – целое, состоящее из взаимосвязанных частей.

Карта местности
Чертеж
Схема
График
Графические информационные модели

Карта
Карта описывает определенную местность, которая является для неё объектом моделирования. Это графическая информация. Карта создается с определенной целью: с её помощью можно добраться до нужного населенного пункта.
Графические информационные модели

Чертеж
Чертеж должен быть точным,
на нем указываются размеры.
Графические информационные модели

Схема
У схемы электрической цепи нет никакого внешнего сходства с реальной электрической цепью. Схема нужна, чтобы понять принцип работы цепи, рассчитать токи и напряжения, правильно соединить её элементы.
(схема метрополитена, схема пригородных электричек)
Графические информационные модели

График
Для отображения различных процессов.
Графические информационные модели

Табличные информационные модели
объект-свойство
В такой модели перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.

Табличные информационные модели
объект-объект
В такой модели отражены взаимосвязи между разными объектами.

Табличные информационные модели
двоичные матрицы
В математике прямоугольная таблица, составленная из чисел, называется матрицей.
Если матрица содержит только нули и единицы, то она называется двоичной матрицей.

Проверка знаний
ТЕСТ
ИЗ 10 ВОПРОСОВ
Начать тестирование

1. Модель это
визуальный объект – неправильно!
свойство процесса или явления – неправильно!
упрощенное представление о реальности – правильно!
материальный объект – неправильно!
визуальный объект
свойство процесса или явления
упрощенное представление о реальности
материальный объект
Продолжить
Проверка знаний

2. Моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, называется
идеальным – неправильно!
формальным – неправильно!
материальным – правильно!
математическим – неправильно!
Продолжить
идеальным
формальным
материальным
математическим
Проверка знаний

3. Моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформированной на языке математики, называется
арифметическим – неправильно!
аналоговым – неправильно!
математическим – правильно!
знаковым – неправильно!
Продолжить
арифметическим
аналоговым
математическим
знаковым
Проверка знаний

4. Динамическая модель это
одномоментный срез по объекту – неправильно!
изменение объекта во времени – правильно!
детская игрушка – неправильно!
интегральная схема – неправильно!
Продолжить
одномоментный срез по объекту
изменение объекта во времени
детская игрушка
интегральная схема
Проверка знаний

5. Вербальная модель – это
компьютерная модель – неправильно!
информационная модель в мысленной или разговорной форме – правильно!
материальная модель – неправильно!
информационная модель, выраженная специальными знаками – неправильно!
Продолжить
компьютерная модель
информационная модель в мысленной или разговорной форме
материальная модель
информационная модель, выраженная специальными знаками
Проверка знаний

6. Модель отражает
Продолжить
только одну сторону данного объекта – неправильно!
некоторые стороны данного объекта – неправильно!
все стороны данного объекта – неправильно!
существенные стороны данного объекта – правильно!
только одну сторону данного объекта
некоторые стороны данного объекта
все стороны данного объекта
существенные стороны данного объекта
Проверка знаний

7. Материальной моделью является
Продолжить
макет самолета – правильно!
карта – неправильно!
диаграмма – неправильно!
чертеж – неправильно!
макет самолета
карта
диаграмма
чертеж
Проверка знаний

8. Информационной моделью занятий в школе является
Продолжить
правила поведения учащихся – неправильно!
список учеников класса – неправильно!
расписание уроков – правильно!
перечень учебников – неправильно!
правила поведения учащихся
список учеников класса
расписание уроков
перечень учебников
Проверка знаний

9. Формализация это
Продолжить
реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия – неправильно!
переход от свойств объекта к их обозначению в определенной знаковой системе – правильно!
позволяет увидеть изменения объекта во времени – неправильно!
выделение главных, существенных для исследования, свойств объекта – неправильно!
реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия
переход от свойств объекта к их обозначению в определенной знаковой системе
позволяет увидеть изменения объекта во времени
выделение главных, существенных для исследования, свойств объекта
Проверка знаний

10. Двоичная матрица содержит
Завершить тест
нули и единицы – правильно!
цифры и числа – неправильно!
два столбца – неправильно!
единицы и двойки – неправильно!
нули и единицы
цифры и числа
два столбца
единицы и двойки
Проверка знаний