Слайд 2
2.1. Моделирование как метод познания
Человечество в своей деятельности
(научной, образовательной, технологической, художествен-ной) постоянно создает и использует модели
окружающего мира.
Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия.
Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез и т. д.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов.
Слайд 3
Моделирование как метод познания
Модель — это такой новый
объект, который отражает существенные с точки зрения цели проводимого
исследования (цели моделирования) свойства изучаемого объекта, явления или процесса.
Слайд 4
Моделирование как метод познания
Моделирование — это метод познания,
состоящий в создании и исследовании моделей.
Слайд 5
2.2. Системный подход в моделировании
Понятие о системе.
Окружающий
нас мир:
состоит из множества различных объектов;
каждый из
этих объектов имеет разнообразные свойства;
все объекты (так или иначе) взаимодействуют между собой.
Слайд 6
Системный подход в моделировании
Система состоит из объектов, которые
называются
элементами системы.
Слайд 7
Системный подход в моделировании
Важным признаком системы является её
целостное функционирование.
Система является не набором отдельных элементов, а
совокупностью взаимосвязанных элементов.
Слайд 8
Системный подход в моделировании
Состояние системы характеризуется ее структурой,
т. е. составом и свойствами элементов, их отношениями и
связями между собой.
Система сохраняет свою целостность под воздействием различных внешних воздействий и внутренних изменений до тех пор, пока она сохраняет неизменной свою структуру.
Слайд 9
Статические информационные модели
Модели, описывающие состояние системы в определенный
момент времени, называются статическими информационными моделями.
Слайд 10
Динамические информационные модели
Модели, описывающие процессы изменения и развития
систем, называются динамическими информационными моделями.
Слайд 11
Статическая и динамические модели
Слайд 12
2.3. Формы представления моделей
Модели материальные и модели информационные.
Модели можно разбить на два больших класса:
модели предметные
(материальные) и
модели информационные.
Слайд 13
Формы представления моделей
Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и
другие свойства объектов в материальной форме.
Слайд 14
Формы представления моделей
Информационные модели представляют объекты и процессы
в образной или знаковой форме.
Слайд 15
Формы представления моделей
Знаковые информационные модели строятся с использованием
различных языков (знаковых систем).
Слайд 16
Знаковая информационная модель (текст)
Программа на языках программирования.
Слайд 17
Знаковая информационная модель (формулы)
Слайд 18
Знаковая информационная модель (таблица)
Таблица электроотрицательности химических элементов
Слайд 19
Алгоритм как информационная модель
Алгоритмы лежат в основе современных
информационных технологий.
Алгоритм является информационной моделью процесса решения задачи.
Исполнитель алгоритма выполняет алгоритм формально, не вникая в содержание поставленной задачи.
Блок-схема
алг Сумма n целых чисел
n, i, S цел
нач
вывод («Введите
количество целых чисел:»)
ввод (n)
S:=0
для i от 1 до n
нц
S:=S+i
кц
вывод («Сумма=»,S)
кон
Слайд 21
Тема:
Моделирование и
формализация
Изучив эту тему мы узнаем:
что
такое формализация;
какие этапы существуют при разработке моделей;
что
такое интерактивная модель.
Слайд 22
2.4. Формализация
Естественные (разговорные) языки используются для создания описательных
информационных моделей.
Слайд 23
Формализация
С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели
(математические, логические и др.).
Одним из наиболее широко используемых
формальных языков является язык математики.
Слайд 24
Формализация
Модели, построенные с использованием математических обозначений и формул,
называются математическими моделями.
Язык математики является совокупностью формальных языков:
(алгебра, геометрия, тригонометрия – школа; теория множеств, теория вероятностей, аналитическая геометрия и др. - ВУЗ).
Слайд 25
Формализация
Язык алгебра логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные
логические модели.
С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать
в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке.
Слайд 26
Формализация
Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить
логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и т. д.
Слайд 28
Формализация
Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков
называется формализацией.
Слайд 29
Виртуализация формальных моделей
В процессе исследования формальных моделей часто
производится их визуализация:
для визуализации алгоритмов используются блок-схемы,
пространственных соотношений между
объектами — чертежи,
моделей электрических цепей — электрические схемы,
логических моделей устройств — логические схемы и т. д.
Слайд 30
Виртуализация формальных моделей
При визуализации формальных физических моделей с
помощью анимации отображается динамика процесса, производится построение графиков изменения
физических величин и т. д.
Визуальные модели часто являются интерактивными (исследователь может менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели).
Слайд 32
2.5. Основные этапы разработки и исследования моделей на
компьютере
Использование компьютера для исследования информационных моделей различных объектов и
процессов позволяет изучить их изменения в зависимости от значения тех или иных параметров.
Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько основных этапов.
Слайд 33
Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере
Первый
этап:
построение описательной информационной модели
(данная модель выделяет существенные, с
точки зрения целей проводимого исследования (целей моделирования), свойства объекта, а несущественными свойствами пренебрегает).
Слайд 34
Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере
Второй
этап:
создание формализованной модели
(т. е. описательная информационная модель записывается
с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и т. д. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств).
Слайд 35
Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере
Третий
этап:
преобразование формализованной информационной модели в компьютерную модель
(выражение её
на понятном для компьютера языке; компьютерные модели разрабатывают преимущественно программисты, а пользователи могут проводить компьютерные эксперименты).
Слайд 36
Компьютерная интерактивная визуальная модель.
В таких моделях исследователь может
менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать
изменения в поведении модели.
