Моделирование как метод познания. Знаковые модели. Моделирование и формализация

Ключевые слова
модель
моделирование
цель моделирования
натурная (материальная) модель
информационная модель
формализация
классификация информационных моделей

Модели и моделирование
Одним из методов познания объектов окружающего мира является моделирование, состоящее в создании и исследовании упрощённых заменителей реальных объектов. Объект-заменитель принято называть моделью, а исходный объект - прототипом или оригиналом. К созданию моделей прибегают, когда
исследуемый объект слишком велик.
исследуемый объект слишком мал.
процесс протекает очень быстро.
Двигатель внутреннего сгорания
процесс протекает очень медленно.
Геологический процесс
исследование опасно для окружающих.
Ядерный взрыв
создание реального объекта дорого.
Макет здания
Модель - это новый объект, который отражает существенные с точки зрения цели моделирования признаки изучаемого предмета, процесса или явления.
Моделирование - метод познания, заключающийся в создании и исследовании моделей.
Муляж
Макет
Словесное описание
формула, чертеж, схема
Натурная
Информационная
Модель
Информационная модель - описание объекта-оригинала на одном из языков кодирования информации.

Этапы построения информационной модели
Информационная
модель
Формализация
Существенные признаки объекта
Анализ условия задачи
Реальный объект

Пример построения информационной модели
Иван к уроку литературы должен выучить наизусть три первые строфы первой главы романа А. С. Пушкина «Евгений Онегин». Это 42 строки. Сколько потребуется времени на выполнение этого задания, если первую строку Иван может запомнить за 5 секунд, а на запоминание каждой следующей строки ему требуется времени на 2 секунды больше, чем на запоминание предыдущей строки?
Объект моделирования
Цель моделирования
Процесс запоминания
Формула расчета времени
Арифметическая прогрессия:
a1=5, d = 2, n= 42

Физическая
Экологическая
Экономическая
Социологическая
Статическая
Динамическая
Образная
Знаковая
Смешанная
Временной
фактор
Предметная
область
Форма
представления
Классификация информационных моделей

Знаковая модель
Описание природы лета в июне.
Пришло лето. Июнь. Природа летом цветет, поспевает, сады полны зелени, луга покрыты широким шлейфом зеленой травы. В небе неспешно парят, словно огромные корабли, тяжелые кучевые облака. И хотя месяц май под конец баловал теплыми и по-летнему жаркими днями, первые июньские дни нередко прохладные, порой дождливые. Огорчаться не стоит, ведь затяжная пасмурная погода в начале месяца ненадолго. Сухой антициклон принесет теплые ветра, а высоко стоящее в небе солнце обеспечит теплую и жаркую погоду. В июне температура воздуха умеренная без резких скачков и составляет в среднем +15 +17° C.
Классификация информационных моделей
program n_16;
var i, n: integer; a, y: real;
begin
writeln ('Возведение в степень');
write ('Введите основание a>>');
readln (a);
write ('Введите показатель n>>');
readln (n);
y:=1;
for i:=1 to n do y:=y*a;
writeln ('y=', y)
end.

Образная модель
Поленов В. Д. Московский дворик
Классификация информационных моделей

Смешанная модель
Классификация информационных моделей

Словесные модели
Словесные модели - это описания предметов, явлений, событий, процессов на естественных языках
Роман
Словесная
модель
Исторические
события
Географические
объекты
Учебник
Художественная
литература
Перенос отношений
между людьми на отношения
между персонажами басни
Басня

Математические модели
Математическими моделями называются информационные модели, построенные с использованием математических понятий и формул.
Прямолинейное равноускоренное движение
Изменение координаты тела х в любой момент времени
Логическая модель
A & B ∨ A & C = A & (B ∨ C)

Компьютерные математические модели
Компьютерными математическими моделями называются математические модели, реализованные с помощью систем программирования, электронных таблиц, специализированных математических пакетов и программных средств для моделирования.
Математическая модель

Билетная
касса
Торговое
предприятие
Ремонтная
мастерская
Служба
скорой помощи
Управление
транспортными
потоками
Системы
массового
обслуживания
Имитационные модели воспроизводят поведение сложных систем, элементы которых могут вести себя случайным образом.
Имитационная модель
Имитационные модели

Модель - это новый объект, который отражает существенные с точки зрения цели моделирования признаки изучаемого предмета, процесса или явления.
Моделирование - метод познания, заключающийся в создании и исследовании моделей.
Натурные модели - реальные предметы, в уменьшенном или увеличенном виде воспроизводящие внешний вид, структуру или поведение моделируемого объекта.
Формализация - процесс замены реального объекта его формальным описанием, т. е. его информационной моделью.
Информационные модели - описания объекта-оригинала на одном из языков кодирования информации.
Самое главное

Вопросы и задания
Что такое модель?
В каких случаях используется моделирование?
Подтвердите на примерах справедливость следующих высказываний:
а) одному объекту может соответствовать несколько моделей;
б) одна модель может соответствовать нескольким объектам.
Приведите примеры натурных и информационных моделей.
В приведённом перечне моделей укажите те, которые могут использоваться для:
а) представления объектов окружающего мира;
б) объяснения известных фактов;
в) проверки гипотез и получения новых знаний об исследуемых объектах;
г) прогнозирования;
д) управления.
Модели: макет застройки жилого района; фотоснимки движения воздушных масс; расписание движения поездов; модель полёта самолёта новой конструкции в аэродинамической трубе; схема строения внутренних органов человека.
Приведите пример информационной модели:
а) ученика вашего класса;
б) игрока баскетбольной команды;
в) пациента ветеринарной лечебницы;
г) квартиры жилого дома;
д) книги в библиотеке;
е) кассеты (диска) со звукозаписью (видеозаписью);
ж) города.
Опишите этапы построения информационной модели.
В чём суть этапа формализации?
Перечислите виды информационных моделей в зависимости от формы представления информации об объекте моделирования.
Приведите примеры информационных моделей каждого вида.