Моделирование и формализация

Структура окружающего мира
Макромир
объекты соизмеримые с человеком
Мегамир объекты соизмеримые с небесными телами
Микромир
объекты соизмеримые с атомати и молекулами

Структура окружающего мира
Макромир (объекты по размерам сравнимы с человеком)

Структура окружающего мира
Микромир (объекты сравнимые с атомами и молекулами)

Структура окружающего мира
Мегамир (объекты сравнимы с небесными телами)

Системный подход в моделировании
Объекты состоят из других объектов, образуя систему
Система – совокупность взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы

Целостность системы
Условие существования системы – целостное функционирование
В неживой природе целостность обеспечивают физические взаимодействия
В живой – химические взаимодействия между клетками
В обществе – социальные связи
В технике – функциональные связи между устройствами

Системы и элементы
Любой объект можно рассматривать как:
систему элементов;
элемент системы.

Свойства систем
Свойства системы определяются:
составом элементов;
структурой элементов.
Водород - газ
Литий - металл

Свойства систем

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей
Модель (фр.сл. мodele, ит. сл. modelo, лат. сл. modelus – мера, образец) отражает существенные с точки зрения цели исследования свойства изучаемого объекта, явления или процесса.
Моделирование
Исходный объект - прототип
Объект-заместитель - модель

Модель создают, если:
Объект
очень большой
Объект
слишком мал

Модель создают, если:
Процесс протекает очень быстро
Процесс протекает очень медленно

Модель создают, если:
Исследование объекта опасно для окружающих
Исследование объекта может повлечь
его разрушение

Для описания и исследования одного и того же объекта может использоваться несколько моделей

Человек:
Кукла
Манекен
Скелет
Скульптура
Модели
Реальный объект - оригинал

Свойства объекта, которые должна отражать модель, определяются поставленной целью его изучения.

Для описания и исследования разных объектов может использоваться одна и та же модель
В ЭТИХ СЛУЧАЯХ МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ОДНУ И ТУ ЖЕ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ
Бросание мяча
Выстрел из пушки
Падение тела с высоты

Модель
Натурная (материальная)
Информационная
Виды моделей
Описания объекта оригинала на языках кодирования информации
Реальные предметы,
в уменьшенном или увеличенном виде воспроизводящие внешний вид, структуру или поведение объекта моделирования

Информационная модель
Информационная модель - набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте.
Виды информационных моделей
Образные
Рисунки
Фотографии
Смешанные
Таблицы
Схемы
Графики
Диаграммы
Знаковые
Словесные
описания
Формулы
!

Образные модели
Образные модели представляют собой
зрительные образы объектов, зафиксированные
на каком-либо носителе информации.

Знаковые модели
Знаковые информационные модели строятся
с использованием различных языков
(знаковых систем).
program lab;
var
a, b, s, p: integer;
begin
write('Введите длину: ');
readln(a);
write('Введите ширину: ');
readln(b);
s := a * b;
p := 2 * (a + b);
writeln('Площадь равна: ', s);
writeln('Периметр равен: ', p);
end.
Берегите наш язык, наш прекрасный русский язык – это клад, это достояние, переданное нам нашими предшественниками!
И.С. Тургенев

Смешанные модели
В смешанных информационные моделях одновременно используются образные и знаковые элементы.

Статические модели – описывают состояние системы в определенный момент времени
Пример: модель строения растений, животных
Динамические модели – описывают процессы изменения и развития систем
Пример: модель, описывающая движение тела
Статические и динамические модели

Формализация – процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков
Формализация
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЯЗЫК АЛГЕБРАИЧЕСКИХ ФОРМУЛ
F = m∙a
ЯЗЫК ХИМИЧЕСКИХ ФОРМУЛ
H 2 O
НОТНАЯ ГРАМОТА
Формальные языки: системы специализированных языковых средств или их символов с точными правилами сочетаемости