مدل شی چیست و چرا ایجاد می شود.
- اطلاعات هنگام ایجاد یک مدل چه نقشی ایفا می کند.
- مدل اطلاعات چیست
- کفایت چیست مدل اطلاعاتی.

نقش هدف در توسعه یک مدل اطلاعاتی یک شی

با شناخت دنیای اطراف خود، هر یک از ما تصور خود را از آن شکل می دهیم. یکی از راه های شناخت، ایجاد و مطالعه مدلی از یک شی، فرآیند یا پدیده طبیعی واقعی است. هنگام ساخت و مطالعه یک مدل، مرسوم است که یک مفهوم کلی از موضوع مورد مطالعه (اصلی، نمونه اولیه) معرفی شود، به این معنی که هر شیء مادی یا نامشهود (فرآیند)، و همچنین یک پدیده طبیعی.

مدل به عنوان یک شی مادی یا ذهنی بازنمایی شده درک می شود که در فرآیند تحقیق جایگزین شی اصلی می شود تا مطالعه آن دانش جدیدی در مورد شی اصلی ارائه دهد. مدل به عنوان نوعی ابزار دانش عمل می کند که محقق بین خود و موضوع مطالعه قرار می دهد و به کمک آن موضوع مورد علاقه خود را مطالعه می کند. فرآیند مدل سازی است فرآیند چرخه ای، در نتیجه می توان به طور مکرر خود مدل را تغییر داد و دائماً آن را بهبود و اصلاح کرد.

هنگام ایجاد یک مدل، یک مرحله مهم جمع آوری اطلاعات در مورد شی است تا حدی که هدف ساخت مدل نیاز دارد. بدون چنین اطلاعاتی، توسعه مدل غیرممکن است.

مدل شیئی است که منعکس کننده خصوصیات اساسی یک شی واقعی مطالعه است که مطابق با یک هدف مدلسازی انتخاب شده است.

هیچ قانون سختگیرانه ای در مورد بهترین نحوه ارائه یک مدل وجود ندارد. با این حال، بشریت تجربه گسترده ای در این زمینه از فعالیت انباشته است. مدل ها می توانند انواع و اقسام شکل ها و فرم ها را به خود بگیرند. صرف نظر از این، مدل را می توان یا به کلاس مواد و یا به کلاس مدل های غیر مادی نسبت داد.

هر مدلی به دلیل اطلاعاتی که فرد از اشیاء یا پدیده های واقعی دارد ایجاد و تغییر می کند. توانایی ایجاد مدل ها، و همچنین، به طور کلی، امکانات در دانش دنیای اطراف، به توانایی فرد در درک و پردازش صحیح اطلاعات بستگی دارد. برای مطالعه یک شی واقعی، به طور هدفمند اطلاعاتی در مورد آن جمع آوری می کنیم.

این اطلاعات را می توان در حافظه شخص ذخیره کرد، اما اگر به هر شکلی در یکی از زبان های کدگذاری اطلاعات ارائه شود، در این صورت می توان در مورد ایجاد و استفاده از مدل اطلاعاتی موضوع تحقیق (اصلی) صحبت کرد.

مطالعه برخی از جنبه های شی اصلی به قیمت امتناع از انعکاس سایر جنبه ها انجام می شود. بنابراین، هر مدل اطلاعاتی تنها در معنای محدودی جایگزین یک شی واقعی می شود. از این نتیجه می‌شود که چندین مدل اطلاعاتی را می‌توان برای یک شی ایجاد کرد، توجه را بر جنبه‌های خاصی از شی مورد مطالعه متمرکز کرد و شی را با درجات مختلفی از جزئیات مشخص کرد.

به عنوان مثال، صنعت ساخت و ساز مسکن را در نظر بگیرید. خواهد بوددر مورد ساختن خانه مدل اطلاعاتی این خانه چگونه باید باشد؟ معلوم می شود که می تواند تعداد زیادی باشد. تعداد آنها با هدف پیش روی کسانی که با این ساخت و ساز مرتبط هستند تعیین می شود. بدیهی است که دیدگاه خریدار آپارتمان، معمار، سرمایه گذار و سازمان ساخت و سازهنگام تعیین هدف از ساخت یک مدل اطلاعاتی، آنها به طور قابل توجهی با یکدیگر متفاوت هستند. بنابراین، برای خانه مورد نظر، بسته به هدفی که برای کسانی که آن را ایجاد می کنند، می توان چندین مدل اطلاعات مختلف ایجاد کرد. بیایید برخی از آنها را در نظر بگیریم.

فرض کنید هدف خریدار خرید یک خانه راحت است. برای ساخت یک مدل اطلاعاتی، مهم ترین اطلاعات باید مطابق با یک هدف معین انتخاب شوند. اگرچه مفهوم راحتی مبهم است - هر کس آن را به روش خود درک می کند، بیایید سعی کنیم آن را در یکی از تفاسیر ممکن بیان کنیم. ما شاخص های اصلی را که باید راحتی را تعیین کنند فهرست می کنیم. خانه باید در یک مکان سبز آرام، مجهز به مدرن واقع شده باشد دستگاه های فنیباید یک گاراژ زیرزمینی داشته باشد، یک دربان یا یک نگهبان باید در ورودی بنشیند. برای ساخت یک مدل اطلاعاتی باید اطلاعاتی را انتخاب کرد که منعکس کننده تمامی الزامات فوق باشد و مثلاً در قالب یک جدول یا لیست ارائه شود. وظیفه خریدار شامل موارد زیر است: جستجوی شرکت هایی که در ساخت چنین خانه هایی مشغول هستند. ساخت و ساز برای هر نوع از مدل اطلاعات مربوطه؛ با توجه به نتایج تجزیه و تحلیل - انتخاب بهترین گزینهاز نظر هدف گزینه انتخاب شده مدل اطلاعات خواهد بود (جدول 1.1).

جدول 1.1. مدل های اطلاعاتی خانه های در حال ساخت از دید خریدار.
هدف به دست آوردن مسکن راحت است

ما از تکنیک مشابهی برای ساخت مدل های اطلاعاتی برای سایر افراد علاقه مند به ساخت و ساز استفاده خواهیم کرد، به عنوان مثال، یک سرمایه گذار و یک معمار. واضح است که اهداف در هر دو حالت نسبت به خریدار کاملا متفاوت خواهد بود و این بدان معناست که مدل ها نیز متفاوت خواهند بود.

از دیدگاه سرمایه گذار، هدف اصلی کسب سود است، به این معنی که شاخص هایی که حاوی اطلاعات مورد علاقه او هستند، عمدتاً ماهیت مالی خواهند داشت (جدول 1.2).

جدول 1.2. مدل های اطلاعاتی خانه های در حال ساخت از دیدگاه سرمایه گذار.
هدف کسب حداکثر سود است

از دیدگاه یک معمار، هدف اصلی توسعه یک طراحی معماری مدرن با در نظر گرفتن محیط: قلمرو مجاور با سبک تثبیت شده خانه های مجاور، زیرساخت های موجودچندین نوع از مدل اطلاعاتی مربوط به این هدف در جدول آورده شده است. 1.3.

بیایید نکته اصلی را که هنگام ساخت یک مدل اطلاعاتی باید به آن توجه کنید برجسته کنیم:

♦ ابتدا، هدف از ساخت یک مدل اطلاعاتی باید به وضوح فرموله شود.
♦ سپس اطلاعات مربوط به این هدف را برای چندین موضوع مطالعه مشابه انتخاب کنید.
♦ سپس این اطلاعات را با استفاده از یکی از زبان های کدگذاری اطلاعات ارائه دهید، به عنوان مثال، به صورت لیستی از پارامترها (شاخص ها) و مقادیر آنها برای هر شی در فرم جدولی(همانطور که در جداول 1.1-1.3 نشان داده شده است).

جدول 1.3. مدل های اطلاعاتی خانه های در حال ساخت از دیدگاه یک معمار.
هدف ایجاد است پروژه معماری، مربوط به محیط است

مدل اطلاعاتی مدلی است که به طور هدفمند انتخاب شده و به شکلی ضروری ترین اطلاعات در مورد یک شی را ارائه می کند.

مدل های اطلاعاتی نقش بسیار زیادی دارند نقش مهمدر زندگی انسان. دانش به دست آمده در درس های مدرسه به شما امکان می دهد مدل های اطلاعاتی مختلفی ایجاد کنید که با هم تصویر اطلاعاتی جهان اطراف شما را منعکس می کنند.

درس های تاریخ ساختن الگویی برای پیشرفت جامعه را ممکن می سازد و آگاهی از این الگو به شما این امکان را می دهد که تاریخچه ای از زندگی خود بسازید، یا اشتباهات اجداد خود را تکرار کنید یا آنها را در نظر بگیرید.

در درس های نجوم وسایل موجوددر مورد منظومه شمسی صحبت کنید

در درس های جغرافیا شما در مورد اشیاء جغرافیایی: کوه ها، رودخانه ها، شهرها و کشورها. اینها نیز مدل های اطلاعاتی هستند.

در درس های شیمی، اطلاعات مربوط به خواص شیمیایی و قوانین برهمکنش مواد مختلف توسط آزمایش هایی که مدل هایی از فرآیندهای شیمیایی واقعی هستند پشتیبانی می شود.

قبل از ساخت یک مدل، لازم است اطلاعاتی در مورد موضوع یا پدیده مورد مطالعه جمع آوری و به شکل مناسب ارائه شود. اشکال ارائه مدل های اطلاعاتی می تواند متفاوت باشد. رایج ترین فرم های مورد استفاده عبارتند از:
♦ شفاهی (کلامی)؛
♦ علامت: جدولی، گرافیکی، نمادین (متن، اعداد، نمادهای خاص);
♦ به صورت اشاره یا علامت.

شکل ارائه اطلاعات معمولاً بستگی به ابزاری دارد که با آن پردازش می شود. امروزه در بیشتر موارد از رایانه برای پردازش اطلاعات استفاده می شود. این ابزار جهانی به شما امکان می دهد مدل های اشیاء مختلف را توسعه و کاوش کنید: مولکول ها و اتم ها، پل ها و سازه های معماری، هواپیما و اتومبیل. حافظه کامپیوتر می تواند مقادیر زیادی اطلاعات در مورد شی مورد مطالعه را ذخیره کند. این اجازه می دهد تا شی را مشاهده کنید احزاب مختلف، شکل، حالات، اقدامات، با استفاده از هر مورد را بررسی کنید مدل خاصو روش های مدل سازی مرتبط

یکی از راحت‌ترین اشکال نمایش مدل اطلاعات جدول است. این فرم است که در کل مجموعه کتاب های درسی به عنوان اصلی انتخاب می شود. این نیز به این دلیل است که مدل‌سازی و مطالعه ویژگی‌های مدل در رایانه انجام می‌شود، جایی که نیاز به رسمی‌سازی دقیق کار است. چنین جدولی منعکس کننده ویژگی های اصلی شی است که مطابق با هدف مدل سازی انتخاب شده است. جدول 1 می تواند به عنوان نمونه ای از این شکل از ارائه باشد. 1.1-1.3.

مفهوم کفایت مدل اطلاعات

هر مدل باید مهمترین ویژگی های موضوع مورد مطالعه (اصلی یا نمونه اولیه) را از نقطه نظر هدف منعکس کند. موضوع تحقیق نه تنها می تواند یک شیء مادی باشد که شخص می تواند آن را لمس کند (خانه، درخت، گل، تکه اثاثیه)، بلکه یک شیء، فرآیند یا پدیده ناملموس نیز می باشد. آهنگسازی، داستان شفاهی، پدیده طبیعی، رقص).

انطباق با مدل اصلی را می توان در ظاهر، ساختار، رفتار، هم به صورت جداگانه و هم در ترکیب این ویژگی ها، بسته به هدف مطالعه، به دست آورد. انطباق در ظاهر عمدتاً با رعایت الزامات ساختاری، ارگونومیک و زیبایی به دست می آید. انطباق ساختاری با استفاده از تحلیل سیستمموضوع مطالعه، که در نتیجه ترکیب عناصر آن تعیین می شود - اشیاء ساده، که اصل آن و همچنین روابط مرتبط با آنها تشکیل شده است. همه اینها با هم ساختار شی مورد مطالعه را تعیین می کند که اساسی ترین ویژگی های آن باید در مدل منعکس شود. انطباق رفتاری با تجزیه و تحلیل رفتار نمونه اولیه، یعنی مطالعه ویژگی‌های دینامیکی آن، و ایجاد مدلی که مهمترین جنبه‌های این رفتار را منعکس می‌کند، به دست می‌آید.

در تمام این موارد، مشکل ارزیابی کیفیت مدل به وجود می آید. کیفیت یک مدل به توانایی آن در انعکاس و بازتولید اشیا و پدیده های جهان عینی، ساختار و نظم منظم آنها بستگی دارد. چه مقدار اطلاعات باید جمع آوری شود تا مدل اطلاعاتی به دست آمده به طور کامل ویژگی های اساسی شی اصلی را منعکس کند؟ برای پاسخ به این سوال، مفهوم کفایت مدل در مدلسازی معرفی شده است.

کفایت مدل مطابقت مدل با شی اصلی از نظر ویژگی هایی است که برای مطالعه ضروری در نظر گرفته می شوند.

کفایت مدل اطلاعاتی مطابقت مدل اطلاعاتی با شی اصلی بر حسب ویژگی هایی است که برای مطالعه ضروری در نظر گرفته می شوند.

مفهوم کفایت تا حدی مشروط است، زیرا نمی توان به تطابق کامل یک مدل با یک شی واقعی دست یافت. هر مدلی با مدل اصلی تفاوت هایی دارد. مدل مفهوم خود را از دست می دهد، همانطور که در مورد کفایت کامل به اصل، زمانی که دیگر مدل نیست و تبدیل می شود. یک کپی دقیقاز شی مدل‌سازی‌شده، و در صورت عدم کفایت کافی، تفاوت بیش از حد با نمونه اصلی، زمانی که ویژگی‌های ضروری برای مطالعه در مدل منعکس نمی‌شوند.

نقش ویژه ای در تعیین درجه کفایت مدل اطلاعاتی ایفا می کند که محقق نه تنها به عنوان یک شی مستقل، بلکه به عنوان مبنایی برای ایجاد یک مدل مادی به آن نیاز دارد. به یاد بیاورید که مدل اطلاعات فقط شامل آن دسته از پارامترها (شاخص ها) است که مهم ترین اطلاعات را از نقطه نظر هدف منعکس می کند. این بدان معنی است که برخی از اطلاعات در مدل اطلاعاتی گنجانده نخواهد شد. چگونه میانگین طلایی را پیدا کنیم: چه چیزی را باید در نظر گرفت و چه چیزی را نادیده گرفت؟ پاسخ این سوال را می توان با بررسی تناسب مدل اطلاعاتی به نسخه اصلی داد.

کفایت مدل اطلاعات به چندین روش تعیین می شود، اما، به عنوان یک قاعده، اینها سختگیرانه هستند روش های ریاضیتجزیه و تحلیل بر اساس نظریه احتمال و آمار ریاضی. روش آزمایش عددی بر روی رایانه گسترده است، جایی که همچنین لازم است از روش های ریاضی به عنوان ابزاری برای تعمیم نتایج به دست آمده استفاده شود.

برای ارزیابی دقیق تر از کفایت مدل، می توانید از موارد بیشتری استفاده کنید روش های ساده: برای مثال مشاهده وضعیت  و رفتار شی اصلی یا مقایسه با واقعی یا مشابه اشیاء ایده آلکه فقط در تخیل انسان وجود دارد.

اجازه دهید به مثال قبلی مربوط به ساخت خانه بپردازیم. کفایت سه مدل ارائه شده در جدول چقدر است. 1.1-1.3، یک شی واقعی؟ با درک اینکه شی واقعی هنوز ساخته نشده است، خیلی زود است که در مورد وجود هرگونه کفایت صحبت کنیم. با این حال، به همین دلیل است که مدل‌ها برای دستیابی به کوچک‌ترین تفاوت‌های ممکن بین مدل و شی واقعی در مراحل اولیه وجود دارند. از دیدگاه خریدار، در صورتی که گزینه انتخابی لیست شده باشد، می توان به درجه بیشتری از کفایت دست یافت. بزرگترین عددشاخص هایی که مقادیر آنها با هدف اعلام شده - حداکثر راحتی مطابقت دارد. اگر چهار گزینه ارائه شده را برای مقادیر پارامترهای جدول تحلیل کنیم. 1.1، سپس اولویت باید به Elita داده شود، اما این گران ترین مسکن خواهد بود. اگر خریدار محدودیت هایی را در قیمت تمام شده آپارتمان اعمال کند، کفایت مدل های اطلاعاتی سایر شرکت ها کمتر است. در این مورد، شما نیاز دارید اضافه کاربرای درک الزامات آنها، مدل های اطلاعاتی موجود را به منظور شفاف سازی جنبه های اطلاعات اضافی اصلاح کنید و سپس کفایت هر سه گزینه مدل را مجددا ارزیابی کنید. همین کار را برای سایر مدل های اطلاعاتی، برای سرمایه گذار و معمار نیز باید انجام داد. خودتان آن را انجام دهید.

سوالات و وظایف را کنترل کنید

وظایف

1. در نظر بگیرید گزینه های مختلفمدل های اطلاعاتی برای مثال خانه در حال ساخت ارائه شده در موضوع. برای هر مدل، کفایت آن را ارزیابی کنید.

2. به عنوان یک موضوع مطالعه، موضوع "مدرسه" را انتخاب کنید و مدل های اطلاعاتی را ایجاد کنید که دیدگاه دانش آموز، والدین دانش آموز، مدیر مدرسه را منعکس می کند. برای هر مدل، کفایت آن را ارزیابی کنید.

3. یک شی رودخانه را به عنوان موضوع مطالعه انتخاب کنید و مدل های اطلاعاتی را ایجاد کنید که دیدگاه ماهیگیر و هنرمند را منعکس می کند. برای هر مدل، کفایت آن را ارزیابی کنید.

4. به عنوان موضوع مطالعه، شی "فروشگاه" را انتخاب کنید و مدل های اطلاعاتی را توسعه دهید که دیدگاه خریدار، فروشنده و صاحب فروشگاه را منعکس می کند. برای هر مدل، کفایت آن را ارزیابی کنید.

5. به عنوان یک موضوع مطالعه، روند ایجاد یک نمایش مدرسه را انتخاب کنید. چندین مدل اطلاعاتی را توسعه دهید. برای هر مدل، کفایت آن را ارزیابی کنید.

سوالات تستی

1. مدل شی چیست؟

2. منظور از موضوع تحقیق چیست و مترادف های این مفهوم چیست؟

3. چه مدل هایی را می شناسید؟

4. مدل اطلاعاتی یک شی چیست؟

5. مهم ترین نکته در ساخت مدل اطلاعات چیست؟

6. کفایت مدل چیست و چرا این مفهوم معرفی شده است

7. چگونه می توان مطمئن شد که مدل اطلاعاتی مناسب است. اصلی؟

شی اطلاعاتی

پس از مطالعه این موضوع، یاد می گیرید و تکرار می کنید:

چه اتفاقی افتاده است تصویر اطلاعاتیصلح؛
- یک شی اطلاعاتی چیست.
- مدل اطلاعاتی و شی اطلاعاتی چگونه با یکدیگر ارتباط دارند.

ما در دنیای واقعی زندگی می کنیم که توسط اشیاء مادی مختلف احاطه شده است. وجود اطلاعات در مورد اشیاء دنیای واقعی دنیای دیگری را ایجاد می کند که از آگاهی جدا نیست افراد خاصجایی که فقط اطلاعات وجود دارد ما به این دنیا نام های مختلفی می دهیم. یکی از این نام ها تصویر اطلاعاتی جهان است.

شناخت دنیای واقعی از طریق تصویر اطلاعاتی جهان اتفاق می افتد. شخص ایده خود را از دنیای واقعی شکل می دهد و اطلاعات مربوط به هر شی، فرآیند یا پدیده واقعی را دریافت و درک می کند. در عین حال، هر فردی تصویر اطلاعاتی خود را از جهان دارد که به عوامل بسیاری، ذهنی و عینی بستگی دارد. البته سطح تحصیلات یک فرد در اینجا نقش زیادی دارد. تصاویر اطلاعاتی از دنیای یک دانش آموز، یک دانش آموز و یک معلم به طور قابل توجهی متفاوت است. هر چه اطلاعاتی که شخص می تواند درک کند حجیم تر و متنوع تر باشد، این تصویر رنگارنگ تر است. بنابراین، برای مثال، تصویر اطلاعاتی یک کودک از جهان اصلاً شبیه او نیست. والدین.

یکی از راه های شناخت دنیای واقعی مدل سازی است که در درجه اول با انتخاب مرتبط است. اطلاعات لازمو ساخت مدل اطلاعاتی با این حال، هر مدل اطلاعاتی شی واقعی را فقط در یک جنبه محدود منعکس می کند - مطابق با هدف تعیین شده توسط شخص. در اینجاست که "حقارت" خاصی از ادراک جهان به وجود می آید، اگر شخص آن را فقط از یک طرف مطالعه کند که توسط یک هدف تعیین می شود. شناخت جامع دنیای اطراف تنها زمانی امکان پذیر است که مدل های اطلاعاتی متفاوتی مطابق با اهداف مختلف وجود داشته باشد.

فرض کنید چندین مدل اطلاعاتی برای یک شی دنیای واقعی ایجاد کرده ایم (شکل 1.2). تعداد آنها با تعداد اهداف تعیین شده تعیین می شود. به عنوان مثال، مدل های اطلاعاتی سیاره ما برای یک دانش آموز، یک ستاره شناس، یک هواشناس و یک زمین شناس به طور قابل توجهی متفاوت است، زیرا آنها اهداف متفاوتی دارند، به این معنی که اطلاعاتی که آنها انتخاب می کنند و اساس مدل اطلاعاتی را تشکیل می دهند، متفاوت خواهد بود.

در طول توسعه، مدل به طور مداوم با شی نمونه اولیه مقایسه می شود تا مطابقت آن با نمونه اصلی ارزیابی شود. معیار انطباق، مفهوم کفایت است که در مبحث قبل مورد بحث قرار گرفت.

برنج. 1.2. رابطه بین اشیاء دنیای واقعی و مدل های اطلاعاتی

اگر تنها با مدل های اطلاعاتی و دور شدن از دنیای واقعی سر و کار داشته باشیم چه اتفاقی می افتد؟ در این صورت نیازی به مفهوم کفایت نیست، زیرا با حذف شیء، می شکنیم. اتصال مجازی، که یک رابطه شی-مدل برقرار می کند. و این بدان معنی است که ما کاملاً خود را در یک دنیای مجازی و ناموجود غوطه ور خواهیم کرد، جایی که فقط اطلاعات در گردش است. چیزی برای مقایسه مدل وجود نخواهد داشت، به این معنی که نیازی به خود مدل سازی نخواهد بود.

بنابراین، مدل به نوعی شی مستقل تبدیل می شود که مجموعه ای از اطلاعات است.

با یادآوری مفهوم یک شی که به عنوان بخشی از دنیای اطراف تعریف می شود و به عنوان یک کل در نظر گرفته می شود، می توان پیشنهاد کرد که مدل اطلاعاتی که هیچ ارتباطی با شی اصلی ندارد نیز می تواند یک شی در نظر گرفته شود، اما نه مادی، بلکه مادی. اطلاعاتی بنابراین، شی اطلاعاتی از مدل اطلاعاتی با "بیگانگی" اطلاعات از شی اصلی به دست می آید.

یک شی اطلاعاتی مجموعه ای از اطلاعات منطقی مرتبط است.

سپس دنیای اطلاعاتمتنوع خواهد بود اشیاء اطلاعاتی(شکل 1.3).

برنج. 1.3. پس از شکستن پیوندها با اشیاء دنیای واقعی، مجموعه ای از اشیاء اطلاعاتی باقی می ماند

یک شی اطلاعاتی "بیگانه" از شی اصلی را می توان در رسانه های مادی مختلف ذخیره کرد. ساده ترین حامل اطلاعات، کاغذ است. همچنین رسانه های ذخیره سازی مغناطیسی، الکترونیکی، لیزری و دیگر وجود دارد.

از جانب اشیاء اطلاعاتی، در یک حامل مواد ثابت شده است، می توانید همان اقداماتی را که با اطلاعات هنگام کار بر روی رایانه انجام می دهید انجام دهید: آنها را وارد کنید، ذخیره کنید، پردازش کنید، انتقال دهید. با این حال، فناوری کار با اشیاء اطلاعاتی تا حدودی با مدل های اطلاعاتی متفاوت خواهد بود. با ایجاد یک مدل اطلاعاتی، هدف از مدل‌سازی را تعیین کردیم و مطابق با آن، ویژگی‌های اساسی را با تمرکز بر مطالعه شناسایی کردیم. در مورد یک شی اطلاعاتی، ما با فناوری ساده تری روبرو هستیم، زیرا نیازی به تحقیق نیست. در اینجا، مراحل سنتی پردازش اطلاعات کاملاً کافی است: ورودی، ذخیره سازی، پردازش، انتقال.

هنگام کار با اشیاء اطلاعاتی، رایانه نقش مهمی ایفا می کند. با استفاده از فرصت هایی که فناوری های اداری در اختیار کاربر قرار می دهد، می توانید انواع حرفه ای را ایجاد کنید اسناد کامپیوتری، که انواعی از اشیاء اطلاعاتی خواهد بود. همه چیز ایجاد شده در محیط های کامپیوتری، یک شی اطلاعاتی خواهد بود.

کار ادبی، مقاله روزنامه، سفارش - نمونه هایی از اشیاء اطلاعاتی در فرم اسناد متنی. تصاویر، نقشه ها، طرح ها اشیاء اطلاعاتی در فرم هستند اسناد گرافیکی. بیانیه تعهدی دستمزد، جدول هزینه خریدهای انجام شده در فروشگاه عمده فروشی، برآورد عملکرد کار، و انواع دیگر اسناد به صورت جدولی، که در آن محاسبات خودکار با استفاده از فرمول هایی که سلول های جدول را به هم پیوند می دهند، انجام می شود، اینها نمونه هایی از اشیاء اطلاعاتی در فرم صفحات گسترده. نتیجه انتخاب از پایگاه داده نیز یک شی اطلاعاتی است.

اغلب ما با اسناد مرکب سروکار داریم که در آنها اطلاعات به اشکال مختلف ارائه می شود. چنین اسنادی ممکن است حاوی متن، شکل ها، جداول، فرمول ها و موارد دیگر باشد. کتاب های درسی مدرسه، مجلات، روزنامه ها نمونه های شناخته شده ای از اسناد مرکب هستند که اشیاء اطلاعاتی یک ساختار پیچیده هستند. برای ایجاد اسناد مرکب استفاده می شود. محیط های نرم افزاری، که امکان ارائه اطلاعات به اشکال مختلف را فراهم می کند.

ارائه های کامپیوتری و اسناد فرامتن نمونه های دیگری از اشیاء اطلاعاتی پیچیده هستند. ارائه مجموعه ای از اسلایدهای کامپیوتری است که نه تنها ارائه اطلاعات، بلکه نمایش آن را طبق سناریوی از پیش ساخته شده نیز ارائه می دهد. فرامتن می تواند سندی باشد که حاوی پیوندهایی به قسمت های دیگر همان سند یا سایر اسناد حاوی اطلاعات اضافی باشد.

سوالات و وظایف را کنترل کنید

وظایف

1. مثال هایی از اشیاء اطلاعاتی که خارج از محیط کامپیوتر وجود دارند را ذکر کنید.

2. نمونه هایی از اشیاء اطلاعاتی موجود در محیط کامپیوتر را ذکر کنید.

سوالات تستی

1. منظور از تصویر اطلاعاتی جهان چیست؟

2. تصویر اطلاعاتی از دنیای کودک پیش دبستانی چیست؟

3. تصویر اطلاعاتی از دنیای یک دانش آموز دبیرستانی چیست؟

4. چه راهی برای شناخت دنیای واقعی می شناسید؟

5. شی اطلاعاتی چیست؟

6. تحت چه شرایطی می توان یک مدل اطلاعاتی را به عنوان یک شی اطلاعاتی درک کرد؟

7. با یک شی اطلاعاتی چه کاری می توان انجام داد؟

مدل سازی به عنوان یک روش دانش

1.1.1. مدل ها و شبیه سازی

یک شخص به دنبال شناخت اشیاء (اشیاء، فرآیندها، پدیده ها) دنیای اطراف است، یعنی درک اینکه چگونه شی خاص، ساختار آن، خواص اساسی، قوانین توسعه و تعامل با اشیاء دیگر چیست. برای حل بسیاری از وظایف عملیمهم است بدانید:

چگونه ویژگی های شی تحت تأثیر خاصی بر روی آن از اشیاء دیگر تغییر می کند ("چه اتفاقی می افتد اگر ...؟").

چه تأثیری باید بر روی شیء اعمال شود تا خواص آن مطابق با الزامات جدید تغییر کند ("چگونه انجام دهیم که ...؟").

چه ترکیبی از ویژگی های یک شی بهترین است شرایط داده شده("چگونه بهتر عمل کنیم؟").

یکی از روش های شناخت اشیاء جهان پیرامون است مدل سازی، که شامل ایجاد و مطالعه جایگزین های ساده شده برای اشیاء واقعی است. شی مکان نگهدار نامیده می شودیک مدل باشد، و شی اصلی یک نمونه اولیه یا اصلی است. نمونه هایی از مدل ها در شکل نشان داده شده است. 1.1.

برنج. 1.1. نمونه های مدل

زمانی که شی مورد مطالعه خیلی بزرگ (منظومه شمسی) یا خیلی کوچک (اتم) باشد، زمانی که فرآیند بسیار سریع (پردازش سوخت در موتور احتراق داخلی) یا بسیار کند (فرایندهای زمین‌شناسی) پیش می‌رود، به ایجاد مدل‌ها متوسل می‌شود. مطالعه شی ممکن است برای دیگران خطرناک باشد (انفجار اتمی)، منجر به تخریب خود (بررسی خواص لرزه ای یک ساختمان بلند) یا زمانی که ایجاد یک شی واقعی بسیار گران است (راه حل جدید معماری)، و غیره.

مدل یک کپی دقیق از شی اصلی نیست: فقط بخشی از ویژگی ها، روابط و رفتار آن را منعکس می کند.

هر چه مدل بیشتر ویژگی های یک شی را منعکس کند، کامل تر است. با این حال، منعکس کردن تمام ویژگی های شی اصلی در مدل غیرممکن است و اغلب ضروری نیست. ویژگی های شی اصلی، که باید در مدل بازتولید شود، با هدف مدل سازی - هدف مدل آینده تعیین می شود. این ویژگی ها از نظر هدف مدل سازی برای این مدل ضروری نامیده می شوند.

به این فکر کنید که چه ویژگی هایی از شی "تئاتر" در هنگام ایجاد مدل آن ضروری است: 1) شرکت ساختمانیمشغول ساخت و ساز ساختمان تئاتر؛ 2) کارگردانی که در حال آماده سازی تولید یک اجرای جدید است. 3) صندوقدار فروش بلیط؛ 4) تماشاگری که قرار است در اجرا حاضر شود.

مدل

مدل سازی

از آنجایی که هر مدل همیشه فقط بخشی از ویژگی های اصلی را منعکس می کند، می توانید ایجاد کنید و از آن استفاده کنید مدل های مختلفهمان شی به عنوان مثال: یک توپ می تواند تنها یک ویژگی زمین را بازتولید کند - شکل آن، یک کره معمولی همچنین مکان قاره ها را منعکس می کند، و یک کره که بخشی از مدل فعلی است. منظومه شمسی، - همچنین مسیر حرکت زمین به دور خورشید.

شما می توانید ویژگی های اصلی را در مدل منعکس کنید روش های مختلف.

اول، علائم را می توان کپی، تکثیر کرد. چنین مدلی طبیعی (ماده) نامیده می شود. نمونه های درجا مدل‌ها ساختگی‌ها و مدل‌هایی هستند - کپی‌های کوچک‌شده یا بزرگ‌شده که تکثیر می‌شوند ظاهرجسم مدل شده (کره زمین)، ساختار آن (مدل منظومه شمسی) یا رفتار آن (مدل ماشین کنترل شده با رادیو).

ثانیاً، ویژگی های نسخه اصلی را می توان به یکی از زبان های بازنمایی (کدگذاری) اطلاعات توصیف کرد - توصیف شفاهی، ارائه فرمول، نمودار یا نقاشی و غیره. چنین مدلی اطلاعاتی نامیده می شود. در ادامه مدل های اطلاعاتی را بررسی خواهیم کرد.

مدل اطلاعاتی- شرح شی اصلی به یکی از زبان ها برای نمایش (کدگذاری) اطلاعات.

1.1.2. مراحل ساخت مدل اطلاعاتی

هر مدلی برای حل برخی مشکلات ساخته شده است. ساخت یک مدل اطلاعاتی با تجزیه و تحلیل شرایط این کار، که به زبان طبیعی بیان شده است، آغاز می شود (شکل 1.2).

در نتیجه تجزیه و تحلیل شرایط مسئله، هدف مدل سازی و هدف مدل سازی مشخص می شود.

پس از تعیین هدف از مدل سازی در موضوع مدل سازی، ویژگی ها، اجزای اصلی و روابط بین آنها که از نظر این هدف خاص ضروری است، مشخص می شود. در عین حال، باید به وضوح مشخص شود که چه چیزی داده می شود (چه داده های اولیه شناخته شده است، چه داده هایی قابل قبول هستند) و چه چیزی باید در مشکل حل شده یافت شود. روابط بین داده های ورودی و نتایج نیز باید نشان داده شود.

قدم بعدی در ساخت مدل اطلاعاتی است تمام رسمی سازی عبارت است از ارائه روابط شناسایی شده و ویژگی های اساسی شناسایی شده شی مدل سازی به شکلی (توضیحات کلامی، جدول، شکل، نمودار، ترسیم، فرمول، الگوریتم، برنامه کامپیوتریو غیره.).

رسمی شدن- این جایگزینی یک شی واقعی با توصیف رسمی آن، یعنی مدل اطلاعاتی آن است.

برنج. 1.2. مراحل ایجاد مدل اطلاعاتی

مثال. دانش آموز کلاس نهم برای درس ادبیات باید سه بیت اول فصل اول رمان اثر A.S. Pushkin را حفظ کند. "یوجین اونگین"، شامل 42 خط. اگر بتواند خط اول را در 5 ثانیه حفظ کند و هر کدام را حفظ کند چقدر طول می کشد تا این کار را انجام دهد. خط بعدی 2 ثانیه بیشتر از حفظ کردن زمان می برد خط قبلی?

که در این موردهدف مدل سازی فرآیند حفظ یک شعر توسط دانش آموز است. هدف از شبیه سازی بدست آوردن فرمولی برای محاسبه مدت زمانی است که دانش آموز برای حفظ یک شعر صرف می کند.

از نقطه نظر هدف مدل سازی ضروری است اطلاعات زیر: زمان حفظ خط اول (5 ثانیه)؛ تفاوت در زمان حفظ سطرهای بعدی و قبلی (2 ثانیه)؛ تعداد خطوطی که باید حفظ شود (42 خط). این داده های اصلی است. نتیجه باید زمانی باشد که برای به خاطر سپردن تمام 42 سطر قطعه رمان لازم است.

از آنجایی که زمان به خاطر سپردن هر خط، با شروع از دوم، با افزودن یک عدد ثابت به زمان لازم برای به خاطر سپردن خط قبلی به دست می‌آید، می‌توان در مورد یک پیشروی حسابی صحبت کرد: b، 7، 9، 11، ...

اولین عضو این پیشروی a1 = 5 است، تفاوت پیشروی d = 10 است، تعداد اعضای پیشرفت n = 42 است.

این فرمول مدل اطلاعاتی مورد نظر است. با کمک آن، به طور مستقل زمان مورد نیاز دانش آموز برای حفظ شعر را محاسبه کنید.

مدل های اطلاعاتی جدا از اشیاء مدل سازی وجود دارند و می توانند مستقل از آنها پردازش شوند. با ساختن یک مدل اطلاعاتی، شخص از آن به جای شی اصلی برای مطالعه این شی استفاده می کند تا کار را حل کند.

در http://earth.google.com/intl/ru/ برنامه " سیاره گوگلزمین»، که فرصتی برای سفر به دور سیاره ما بدون بلند شدن از روی صندلی فراهم می کند. این یک مدل سه بعدی از سیاره است که در اطراف آن می توانید: مشاهده کنید عکس های ماهواره ایسطح زمین؛ شهرها، ساختمان های فردی و همه را بازرسی کنید مکان های دیدنی و آرام در تصویر سه بعدی; کشف کهکشان ها، صورت های فلکی و سیارات دور. سفر به گذشته و غیره

1.1.3. طبقه بندی مدل های اطلاعاتی

گزینه های زیادی برای طبقه بندی مدل های اطلاعاتی وجود دارد. بیایید برخی از آنها را در نظر بگیریم.

اگر طبقه بندی را بگیریم موضوعسپس مدل های فیزیکی، بوم شناختی، اقتصادی، جامعه شناختی و غیره قابل تشخیص است.

بسته به در نظر گرفتن عامل زمان، مدل های پویا (تغییر در طول زمان) و استاتیک (تغییر در طول زمان) متمایز می شوند.

بسته به شکل ارائه اطلاعات در مورد شی مدل سازی، انواع مدل های اطلاعاتی نشانه، فیگوراتیو و مختلط (تصویر-نشانه) وجود دارد.

مدل های اطلاعات نشانه با استفاده از زبان های مختلف طبیعی و رسمی (سیستم های نشانه) ساخته می شوند. یک مدل اطلاعات نشانه را می توان در قالب یک متن در یک زبان طبیعی یا یک برنامه در یک زبان برنامه نویسی، در قالب یک فرمول و غیره نشان داد.

مدل های اطلاعات تصویری (نقشه ها، عکس ها و ...) هستند تصاویر بصریاشیاء ثابت بر روی هر وسیله ذخیره سازی.

مدل های اطلاعات ترکیبی ترکیبی از فیگوراتیو و عناصر نمادین نمونه‌هایی از مدل‌های اطلاعات مختلط عبارتند از نقشه‌های جغرافیایی، نمودارها، نمودارها و غیره. همه این مدل‌ها از هر دو استفاده می‌کنند. عناصر گرافیکی، و نشانه ها

مهم ترین چیز

مدل- این یک شی جدید است که منعکس کننده ویژگی های شی، فرآیند یا پدیده مورد مطالعه است که از نقطه نظر هدف مدل سازی ضروری است.

مدل سازی- روشی از شناخت که شامل ایجاد و مطالعه مدل ها می شود.

هدف از شبیه سازی(تخصیص مدل آینده) ویژگی های شی اصلی را که باید در مدل بازتولید شود را مشخص می کند.

تمایز مدل های طبیعی و اطلاعاتی مدل های تمام مقیاس- اشیاء واقعی، به شکل کوچک شده یا بزرگ شده، که ظاهر، ساختار یا رفتار شی شبیه سازی شده را بازتولید می کنند. مدل های اطلاعاتی- توضیحات شی اصلی در یکی از زبان های کدگذاری اطلاعات.

رسمی شدن- فرآیند جایگزینی یک شی واقعی با توصیف رسمی آن، یعنی مدل اطلاعاتی آن.

بر اساس شکلبازنمایی ها متمایز می شوند مجازی، نشانه و مختلط (شخصی-نشانه)مدل های اطلاعاتی

سوالات و وظایف

1. با مواد ارائه برای پاراگراف موجود در آن آشنا شوید نرم افزار الکترونیکیبه کتاب درسی در مورد اشکال ارائه اطلاعات در ارائه و کتاب درسی چه می توانید بگویید؟ چه اسلایدهایی را می خواهید به ارائه خود اضافه کنید؟

2. مدل چیست؟ چه زمانی از مدل سازی استفاده می شود؟

3. اعتبار عبارات زیر را با مثال هایی تأیید کنید:

الف) یک شی می تواند با چندین مدل مطابقت داشته باشد.

ب) یک مدل می تواند با چندین شی مطابقت داشته باشد.

4. نمونه هایی از مدل های کامل و اطلاعاتی را ذکر کنید.

5. در لیست مدل های بالا، مواردی را که می توان برای موارد زیر استفاده کرد را مشخص کنید:

الف) نمایش اشیاء جهان اطراف؛

ب) توضیح حقایق شناخته شده؛

ج) آزمون فرضیه ها و کسب دانش جدید در مورد اشیاء مورد مطالعه.

د) پیش بینی؛

ه) مدیریت

مدل ها: طرح توسعه منطقه مسکونی. عکس هایی از حرکت توده های هوا؛ جدول زمانی قطار؛ مدل پرواز هواپیما با طراحی جدید در تونل باد. نمودار ساختمان اعضای داخلیشخص

6. مثالی از یک مدل اطلاعاتی بیاورید:

الف) یک دانش آموز در کلاس شما

ب) بازیکن تیم بسکتبال؛

ج) بیمار یک بیمارستان دامپزشکی؛

| مدل سازی به عنوان یک روش دانش

درس 2
§ 1.1 مدل سازی به عنوان یک روش دانش

کلید واژه ها:

مدل
مدل سازی
هدف مدل سازی
مدل طبیعی (مادی)
مدل اطلاعاتی
رسمی شدن
طبقه بندی مدل های اطلاعاتی

1.1.1. مدل ها و شبیه سازی

شخص به دنبال شناخت اشیاء (اشیاء، فرآیندها، پدیده ها) دنیای اطراف است، یعنی درک کند که یک شی خاص چگونه کار می کند، ساختار آن، خواص اساسی، قوانین توسعه و تعامل با اشیاء دیگر چیست. برای حل بسیاری از مشکلات عملی، مهم است که بدانید:

چگونه ویژگی های شی تحت تأثیر خاصی بر روی آن از اشیاء دیگر تغییر می کند ("چه اتفاقی می افتد اگر ...؟").
چه تأثیری باید بر روی شیء ایجاد شود تا خواص آن مطابق با الزامات جدید تغییر کند ("چگونه انجام دهیم که ...؟").
چه ترکیبی از ویژگی های شی در شرایط داده شده بهترین است ("چگونه آن را بهتر انجام دهیم؟").

یکی از روش های شناخت اشیاء دنیای اطراف مدل سازی است که شامل ایجاد و مطالعه جایگزین های ساده شده برای اشیاء واقعی است. شی جایگزین معمولا مدل نامیده می شود و شی اصلی نمونه اولیه یا شی اصلی نامیده می شود. نمونه هایی از مدل ها در شکل نشان داده شده است. 1.1.

برنج. 1.1. نمونه های مدل

زمانی که شی مورد مطالعه خیلی بزرگ (منظومه شمسی) یا خیلی کوچک (اتم) باشد، زمانی که فرآیند بسیار سریع (پردازش سوخت در موتور احتراق داخلی) یا بسیار کند (فرایندهای زمین‌شناسی) پیش می‌رود، به ایجاد مدل‌ها متوسل می‌شود. مطالعه شی ممکن است برای دیگران خطرناک باشد (انفجار اتمی)، منجر به تخریب خود (بررسی خواص لرزه ای یک ساختمان بلند) یا زمانی که ایجاد یک شی واقعی بسیار گران است (راه حل جدید معماری)، و غیره.

مدل یک کپی دقیق از شی اصلی نیست: تنها بخشی از خواص، روابط و رفتار خود را منعکس می کند. هر چه مدل بیشتر ویژگی های یک شی را منعکس کند، کامل تر است. با این حال، منعکس کردن تمام ویژگی های شی اصلی در مدل غیرممکن است و اغلب ضروری نیست. ویژگی های شی اصلی، که باید در مدل بازتولید شود، با هدف مدل سازی - هدف مدل آینده تعیین می شود. این ویژگی ها از نظر هدف مدل سازی برای این مدل ضروری نامیده می شوند.

به این فکر کنید که چه ویژگی هایی از شی "تئاتر" هنگام ایجاد مدل آن از نظر موارد زیر ضروری است:

1) یک شرکت ساختمانی که مشغول ساخت ساختمان تئاتر است.
2) کارگردانی که در حال تدارک تولید یک نمایش جدید است.
3) صندوقدار فروش بلیط؛
4) تماشاگری که قرار است در اجرا حاضر شود.

مدل یک شی جدید است که منعکس کننده ویژگی های شی، فرآیند یا پدیده مورد مطالعه است که از نقطه نظر هدف مدل سازی ضروری است.

مدل سازی روشی از شناخت است که شامل ایجاد و مطالعه مدل ها می شود.

از آنجایی که هر مدلی همیشه تنها بخشی از ویژگی های اصلی را منعکس می کند، می توان مدل های مختلفی از یک شی را ایجاد و استفاده کرد. به عنوان مثال: یک توپ می تواند تنها یک ویژگی از زمین را بازتولید کند - شکل آن، یک کره معمولی همچنین مکان قاره ها را منعکس می کند، و یک کره، که بخشی از مدل فعلی منظومه شمسی است، همچنین مسیر حرکت را منعکس می کند. زمین به دور خورشید.

شما می توانید ویژگی های اصلی را در مدل به روش های مختلف منعکس کنید.

اولا، علائم را می توان کپی کرد، تکثیر کرد. چنین مدلی طبیعی (ماده) نامیده می شود. نمونه‌هایی از مدل‌های تمام‌مقیاس، ساختگی‌ها و مدل‌ها هستند - کپی‌های کوچک‌شده یا بزرگ‌شده که ظاهر شی مدل‌سازی شده (کره زمین)، ساختار آن (مدل منظومه شمسی) یا رفتار آن (مدل ماشین کنترل‌شده با رادیو) را بازتولید می‌کنند.

دوماویژگی‌های نسخه اصلی را می‌توان به یکی از زبان‌های نمایش (کدگذاری) اطلاعات توصیف کرد - توصیف شفاهی، ارائه فرمول، نمودار یا نقاشی و غیره. چنین مدلی اطلاعاتی نامیده می‌شود. در ادامه مدل های اطلاعاتی را بررسی خواهیم کرد.

مدل اطلاعاتی توصیفی از شی اصلی به یکی از زبان ها برای نمایش (کدگذاری) اطلاعات است.

1.1.2. مراحل ساخت مدل اطلاعاتی

هر مدلی برای حل برخی مشکلات ساخته شده است. ساخت یک مدل اطلاعاتی با تجزیه و تحلیل وضعیت این مشکل، که به زبان طبیعی بیان می شود، آغاز می شود.

در نتیجه تجزیه و تحلیل شرایط مسئله، هدف مدل سازی و هدف مدل سازی مشخص می شود.

بعد از تعریف اهداف مدل سازیدر شی شبیه سازی تخصیص داده شده است خواص، اجزای اصلی و روابط بین آنها، از نقطه نظر این هدف خاص ضروری است (شکل 1.2). در عین حال، باید به وضوح تعریف شود که چه چیزی داده می شود (چه اطلاعات اولیهمعلوم است که چه داده‌هایی معتبر هستند) و چه چیزی باید در مشکل حل شده یافت شود. همچنین باید مشخص شود پیوند بین داده های ورودی و نتایج.

قدم بعدی در ساخت مدل اطلاعاتی است رسمی شدن- ارائه روابط شناسایی شده و ویژگی های اساسی شناسایی شده شی مدل سازی به شکلی (توضیح شفاهی، جدول، شکل، نمودار، ترسیم، فرمول، الگوریتم، برنامه کامپیوتری و غیره).

رسمی سازی جایگزینی یک شی واقعی با توصیف رسمی آن، یعنی مدل اطلاعاتی آن است.

برنج. 1.2. مراحل ایجاد مدل اطلاعاتی

مثال.دانش آموز کلاس نهم برای درس ادبیات باید سه بیت اول از فصل اول رمان "یوجین اونگین" اثر A. S. پوشکین را که شامل 42 سطر است حفظ کند. اگر بتواند خط اول را در 5 ثانیه حفظ کند و حفظ هر خط بعدی 2 ثانیه بیشتر از حفظ خط قبلی طول می کشد چقدر طول می کشد؟

در این مورد، هدف الگوبرداری فرآیند حفظ یک شعر توسط دانش آموز است. هدف از شبیه سازی بدست آوردن فرمولی برای محاسبه مدت زمانی است که دانش آموز برای حفظ یک شعر صرف می کند.

از نقطه نظر هدف مدل سازی، اطلاعات زیر ضروری است: زمان حفظ خط اول (5 ثانیه). تفاوت در زمان حفظ سطرهای بعدی و قبلی (2 ثانیه)؛ تعداد خطوطی که باید حفظ شود (42 خط). این داده های اصلی است. نتیجه باید زمانی باشد که برای به خاطر سپردن تمام 42 سطر قطعه رمان لازم است.

از آنجایی که زمان به خاطر سپردن هر خط، با شروع از دوم، با افزودن یک عدد ثابت به زمان لازم برای حفظ سطر قبل به دست می آید، باید اعدادی را که دنباله را تشکیل می دهند اضافه کنیم: 5، 7، 9، 11 و غیره. توجه داشته باشید که تفاوت بین اعداد مجاور این دنباله یکسان است.

در ریاضیات، یک فرمول برای محاسبه مجموع چنین دنباله ای وجود دارد:

در اینجا n تعداد سطرها، و 1 اولین عضو دنباله است، d تفاوت بین اعداد مجاور در دنباله است.

این فرمول مدل اطلاعاتی مورد نظر است. با کمک آن، به طور مستقل زمان مورد نیاز دانش آموز برای حفظ شعر را محاسبه کنید.

مدل های اطلاعاتی جدا از اشیاء مدل سازی وجود دارند و می توانند مستقل از آنها پردازش شوند. با ساختن یک مدل اطلاعاتی، شخص از آن به جای شی اصلی برای مطالعه این شی استفاده می کند تا کار را حل کند.

برنامه در https://www.google.com/intl/ru/earth/ میزبانی می شود "گوگل ارث"، که این فرصت را فراهم می کند تا بدون بلند شدن از روی صندلی خود به دور سیاره خود سفر کنید.

این یک مدل سه بعدی از سیاره است که در اطراف آن می توانید:

مشاهده عکس های ماهواره ای از سطح زمین؛
مشاهده شهرها، ساختمان های فردی و مکان های دیدنی مشهور جهان به صورت سه بعدی؛
کشف کهکشان ها، صورت های فلکی و سیارات دور.
سفر به گذشته و غیره

1.1.3. طبقه بندی مدل های اطلاعاتی

گزینه های زیادی برای طبقه بندی مدل های اطلاعاتی وجود دارد. بیایید برخی از آنها را در نظر بگیریم.

اگر برای اساس طبقه بندیحوزه موضوعی، سپس مدل های فیزیکی، بوم شناختی، اقتصادی، جامعه شناختی و غیره قابل تشخیص است.

بسته به عامل زماناختصاص دهد پویا(تغییر در طول زمان) و استاتیک(در طول زمان تغییر نمی کند) مدل ها.

بسته به فرم های ارائهدر مورد موضوع مدلسازی متمایز می شود علامت، مجازی و مختلط(تصویر-نشانه) انواع مدل های اطلاعاتی.

مدل های اطلاعات نمادینبا استفاده از زبان های مختلف طبیعی و رسمی (سیستم های نشانه) ساخته می شوند. یک مدل اطلاعات نشانه را می توان در قالب یک متن در یک زبان طبیعی یا یک برنامه در یک زبان برنامه نویسی، در قالب یک فرمول و غیره نشان داد.

مدل های اطلاعات تصویری(نقشه ها، عکس ها و غیره) تصاویر بصری از اشیاء ثبت شده بر روی هر حامل اطلاعاتی هستند.

مدل های اطلاعات ترکیبی عناصر نمادین و فیگوراتیو را با هم ترکیب می کنند. نمونه‌هایی از مدل‌های اطلاعات ترکیبی، نقشه‌های جغرافیایی، نمودارها، نمودارها و غیره هستند. همه این مدل‌ها از عناصر گرافیکی و علائم به طور همزمان استفاده می‌کنند.

مهم ترین چیز

مدل یک شی جدید است، که نشان دهنده ویژگی های شی، فرآیند یا پدیده مورد مطالعه است که از نقطه نظر هدف مدل سازی ضروری است.

م مدل سازی - یک روش دانش، که شامل ایجاد و مطالعه مدل ها است.

هدف از شبیه سازی(تخصیص مدل آینده) ویژگی های شی اصلی را که باید در مدل بازتولید شود را مشخص می کند.

تمایز مدل های طبیعی و اطلاعاتی. مدل های تمام مقیاس - اشیاء واقعی، به شکل کوچک یا بزرگ شده، که ظاهر، ساختار یا رفتار شی مورد مدل سازی را بازتولید می کنند. مدل‌های اطلاعاتی توصیفی از شی اصلی در یکی از زبان‌های رمزگذاری اطلاعات هستند.

رسمی شدن- فرآیند جایگزینی یک شی واقعی با توصیف رسمی آن، یعنی مدل اطلاعاتی آن.

طبق فرم ارائه فیگوراتیو، نمادین و ترکیبیمدل های اطلاعاتی (تصویر-نشانه).

سوالات و وظایف

1. با مطالب ارائه پاراگراف موجود در مکمل الکترونیکی کتاب درسی آشنا شوید. در مورد اشکال ارائه اطلاعات در ارائه و کتاب درسی چه می توانید بگویید؟ چه اسلایدهایی را می خواهید به ارائه خود اضافه کنید؟

2. مدل چیست؟ چه زمانی از مدل سازی استفاده می شود؟

3. اعتبار عبارات زیر را با مثال هایی تأیید کنید:

الف) یک شی می تواند با چندین مدل مطابقت داشته باشد.
ب) یک مدل می تواند با چندین شی مطابقت داشته باشد.

4. نمونه هایی از مدل های طبیعی و اطلاعاتی را بیان کنید.

5. در لیست مدل های بالا، مواردی را که می توان برای موارد زیر استفاده کرد را مشخص کنید:

الف) نمایش اشیاء جهان اطراف؛
ب) توضیح حقایق شناخته شده؛
ج) آزمون فرضیه ها و کسب دانش جدید در مورد اشیاء مورد مطالعه.
د) پیش بینی؛
ه) مدیریت.

مدل ها: طرح توسعه منطقه مسکونی. عکس هایی از حرکت توده های هوا؛ جدول زمانی قطار؛ مدل پرواز هواپیما با طراحی جدید در تونل باد. نمودار ساختار اندام های داخلی انسان.

6. مثالی از یک مدل اطلاعاتی بیاورید:

الف) یک دانش آموز در کلاس شما؛
ب) بازیکن تیم بسکتبال؛
ج) بیمار یک کلینیک دامپزشکی؛
د) آپارتمان در یک ساختمان مسکونی؛
ه) کتابهای موجود در کتابخانه؛
و) یک دیسک با ضبط های صوتی آثار موسیقی؛
ز) شهرها.

7. مراحل ساخت یک مدل اطلاعاتی را شرح دهید. ماهیت مرحله رسمی شدن چیست؟

8. انواع مدل های اطلاعاتی را بسته به شکل ارائه اطلاعات در مورد شی مدل سازی فهرست کنید. نمونه هایی از مدل های اطلاعاتی از هر نوع ارائه دهید.

9. مدل های سه بعدی ارسال شده در مجموعه Unified of Digital را بررسی کنید منابع آموزشی(http://sc.edu.ru/). می توان آنها را به چه کلاسی از مدل ها نسبت داد؟

هدف درس: سازماندهی فعالیت های یادگیری مشترک برای شکل گیری و توسعه مهارت های پژوهشی دانش آموزان. ایجاد شرایط برای توسعه فناوری مدل سازی.

باید بداند: مراحل اصلی توسعه و تحقیق مدل ها در رایانه.

باید بتواند: یک مدل از یک شی یا فرآیند مطابق با هدف بسازد.

برنامه کار

1. بررسی تکالیف
2. توضیح موضوع جدید

استفاده از رایانه برای مطالعه مدل های اطلاعاتی اشیا و سیستم های مختلف به شما امکان می دهد تا تغییرات آنها را بسته به مقدار پارامترهای خاص مطالعه کنید. فرآیند توسعه مدل ها و تحقیقات آنها بر روی کامپیوتر را می توان به چند مرحله اصلی تقسیم کرد.

در مرحله اول مطالعه یک شی یا فرآیند، معمولا ساخته می شود مدل اطلاعات توصیفی. چنین مدلی پارامترهای شی را که از نقطه نظر اهداف مطالعه ضروری هستند برجسته می کند و پارامترهای ناچیز را نادیده می گیرد.

مرحله دوم ایجاد می کند مدل رسمی، یعنی مدل اطلاعات توصیفی با استفاده از زبان رسمی نوشته شده است. در چنین مدلی به کمک فرمول ها، معادلات، نابرابری ها و غیره، روابط رسمی بین مقادیر اولیه و نهایی خصوصیات اشیاء ثابت می شود و محدودیت هایی نیز برای مقادیر مجاز این ویژگی ها اعمال می شود. .

با این حال، یافتن فرمول هایی که به صراحت مقادیر مورد نظر را بر حسب داده های اولیه بیان می کنند، همیشه ممکن نیست. در چنین مواردی از روش های ریاضی تقریبی برای به دست آوردن نتایج با دقت معین استفاده می شود.

در مرحله سوم، لازم است مدل اطلاعات رسمی تبدیل به مدل کامپیوتری, یعنی به زبانی قابل فهم برای کامپیوتر بیان شود. دو روش اساسی برای ساخت یک مدل کامپیوتری وجود دارد:

1) ساخت الگوریتمی برای حل مسئله و کدنویسی آن در یکی از زبان های برنامه نویسی.
2) ساخت یک مدل کامپیوتری با استفاده از یکی از برنامه های کاربردی (صفحه گسترده، DBMS و غیره).

در فرآیند ایجاد یک مدل رایانه ای، توسعه یک رابط گرافیکی مناسب که به شما امکان می دهد مدل رسمی را تجسم کنید، و همچنین اجرای یک گفتگوی تعاملی بین یک شخص و یک رایانه در مرحله تحقیق مدل، مفید است.

مرحله چهارم مطالعه مدل اطلاعاتی انجام است آزمایش کامپیوتری اگر مدل کامپیوتریبه عنوان یک برنامه در یکی از زبان های برنامه نویسی وجود دارد، برای اجرا و گرفتن نتیجه باید اجرا شود.

اگر مدل کامپیوتری در برنامه‌ای مانند صفحه‌گسترده کاوش شود، داده‌ها را می‌توان مرتب کرد یا جستجو کرد، نمودار یا نمودار و غیره را ترسیم کرد.

مرحله پنجم شامل تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده و اصلاح مدل مورد مطالعه. اگر نتایج به‌دست‌آمده در مطالعه مدل اطلاعاتی با پارامترهای اندازه‌گیری شده اشیاء واقعی متفاوت باشد، می‌توان نتیجه گرفت که در مراحل قبلی ساخت مدل، خطاها یا نادرستی‌هایی صورت گرفته است. به عنوان مثال، هنگام ساخت یک مدل کیفی توصیفی، ممکن است ویژگی‌های اساسی اشیا به اشتباه انتخاب شوند، ممکن است در فرآیند رسمی‌سازی خطا در فرمول‌ها ایجاد شود و غیره. در این موارد، اصلاح مدل ضروری است و می توان مدل را بارها اصلاح کرد تا زمانی که تجزیه و تحلیل نتایج، مطابقت آنها را با موضوع مورد مطالعه نشان دهد.

سوالاتی برای تأمل

1. در چه مواردی می توان مراحل جداگانه ساخت و تحقیق یک مدل را حذف کرد؟ نمونه هایی از ایجاد مدل در فرآیند یادگیری را بیان کنید.

کار عملی

در درس امروز، من به شما پیشنهاد می کنم که یک مدل اطلاعاتی از ویژگی های شخصیتی خود بسازید و آن را بررسی کنید تا ترجیحات حرفه ای را تعیین کنید.

(مواد جزوه (پیوست 1) در ابتدای درس برای دانش آموزان صادر شد، جدول 2 بر روی "دسکتاپ" رایانه قرار دارد)

1. نوع تفکر

همه افراد به "نیمکره چپ" (L) و "نیمکره راست" (R) تقسیم می شوند. در "نیمکره چپ" غالب است نوع بولیفكر كردن. آنها به طور کلی خوش بین هستند و معتقدند که بیشتر مشکلات خود را به تنهایی حل می کنند.

اگر شما "چپ مغز" هستید، معمولاً بدون مشکل با مردم در تماس هستید. در کار و امور روزمره، بیشتر به محاسبه تکیه می کنید تا شهود. شما به اطلاعات دریافتی از مطبوعات اعتماد بیشتری نسبت به برداشت های خود دارید.

انجام فعالیت هایی که نیاز به تفکر منطقی دارند برای شما آسان تر است. اگر حرفه ای که برای آن تلاش می کنید دقیقاً به توانایی های منطقی نیاز دارد ، پس شما خوش شانس هستید. شما می توانید یک ریاضیدان خوب، یک معلم علوم دقیق، یک طراح، یک مدیر تولید، یک برنامه نویس کامپیوتر، یک خلبان، یک راننده، یک نقشه کش شوید... این لیست را خودتان ادامه دهید.

2. "راست مغز" - این بدان معنی است که شما یک فرد هنری هستید. نماینده این نوع مستعد بدبینی است. ترجیح می دهید بیشتر بر احساسات خود تکیه کنید تا تحلیل منطقی رویدادها و در عین حال اغلب فریب نمی خورید. خیلی اجتماعی نیست، اما می توانید حتی در شرایط نامطلوب (سر و صدا، تداخل های مختلف و غیره) به طور مولد کار کنید. شما در چنین زمینه هایی از فعالیت موفق خواهید بود که توانایی تفکر خلاق مورد نیاز است - یک هنرمند، یک بازیگر، یک معمار، یک پزشک، یک مربی.

3. پیش از فردی که نشانه های تفکر منطقی و هنری را به طور مساوی ترکیب می کند، زمینه فعالیت گسترده ای باز می شود. زمینه های موفقیت او در جایی است که توانایی سازگاری در کار مورد نیاز است و در عین حال به صورت مجازی، با تمام وجود وقایع را درک می کند، به سرعت و با دقت به اعمال خود حتی در یک موقعیت شدید فکر می کند. مدیر و آزمایش کننده مجتمع سیستم های فنی، سخنران و فرمانده - همه این حرفه ها مستلزم تعامل هماهنگ انواع مختلف تفکر است.

همچنین می توان وابستگی خود را به هنرمندان یا متفکران با برخی نشانه های زیست شناختی شناسایی کرد. بیایید یک تحلیل سریع ساده از .

ولی.انگشتان خود را در هم ببندید. آیا شست دست چپ (L) یا راست (R) در بالا بود؟ نتیجه را ثبت کنید.

ب.یک سوراخ کوچک در یک ورق کاغذ ایجاد کنید و از طریق آن با هر دو چشم به یک شی نگاه کنید. به طور متناوب یک یا چشم دیگر را ببندید. آیا اگر چشم راست یا چپ خود را ببندید جسم حرکت می کند؟

که در.با دستان ضربدری روی سینه وارد "ژست ناپلئون" شوید. کدام دست بالاست؟

جی.سعی کنید "تشویق های رعد و برق" را تقلید کنید. کدام کف دست بالاست؟

حالا ببینیم چی گرفتی

PPPP - صاحب این ویژگی محافظه کار است، شکل های رفتاری پذیرفته شده را ترجیح می دهد.

PPPL - خلق و خوی ضعیف است، عدم تصمیم گیری غالب است.

PPLP یک شخصیت قوی، پرانرژی و هنری است. هنگام برقراری ارتباط با چنین شخصی، قاطعیت و حس شوخ طبعی دخالت نمی کند.

PPLL - کاراکتر به نوع قبلی نزدیک است، اما نرم تر، تماس بیشتر، آهسته تر به محیط جدید عادت می کند. به ندرت اتفاق می افتد.

PLPP یک ذهنیت تحلیلی است، ویژگی اصلی نرمی، احتیاط است. از درگیری اجتناب می کند، بردبار و محتاط است، فاصله را در روابط ترجیح می دهد.

PLPL یک نوع ضعیف است که فقط در بین زنان یافت می شود. با حساسیت به تأثیرات مختلف، بی دفاعی، اما در عین حال توانایی وارد شدن به درگیری مشخص می شود.

PLLP - هنر، برخی ناهماهنگی، تمایل به تجربیات جدید. در ارتباطات، او جسور است، می داند چگونه از درگیری اجتناب کند و به یک نوع رفتار جدید روی آورد.

PLLL - و این نوع، برعکس، برای مردان معمولی تر است. با استقلال، عدم ثبات و ذهنیت تحلیلی متمایز می شود.

LPPP یکی از رایج ترین انواع آن است. او احساساتی است، تقریباً با همه به راحتی در تماس است، اما به اندازه کافی پیگیر نیست، تحت تأثیر دیگران است.

LPPL - شبیه به نوع قبلی، اما حتی کمتر پایدار، نرم و ساده لوحانه. نیاز به مراقبت ویژه دارد.

LPLP قوی ترین نوع شخصیت است. پیگیر، پر انرژی، سخت متقاعد کردن. او به دلیل اینکه اغلب از نظرات دیگران غافل می شود، تا حدودی محافظه کار است.

LPLL - یک شخصیت قوی، اما محجوب. پرخاشگری درونی با نرمی بیرونی پوشیده شده است. قادر به تعامل سریع است، اما درک متقابل عقب است.

LLPP - با دوستی، سادگی، برخی پراکندگی علایق مشخص می شود.

LLPL - بی گناهی، ملایمت، زودباوری - اینها ویژگی های اصلی آن است. یک نوع بسیار نادر که تقریباً هرگز در مردان یافت نشد.

LLLP - احساسات همراه با عزم راسخ منجر به اقدامات نسنجیده می شود. پر انرژی

LLLL - این توانایی را دارد که نگاهی تازه به چیزها بیندازد. احساساتی بودن با فردگرایی، پشتکار و مقداری انزوا ترکیب شده است.

لطفاً مشخصات به دست آمده را در جدول شماره 2 واقع در "دسکتاپ" وارد کنید.

همانطور که می بینید، ترکیب LLLLبا نوع هنری مطابقت دارد و PPPPذاتی متفکران اما از زمانی که در شکل خالصاین انواع نادر هستند، ترکیبات دیگر تا حدی نشان دهنده تنوع ساختارهای روانی موجود است. با این حال، طبقه بندی پیشنهادی تنها اولین گام به سوی خودشناسی است. بیایید مورد بعدی را انجام دهیم.

2. تماس بگیرید

حرفه های زیادی روی زمین وجود ندارد که به شما اجازه دهد بدون ارتباط با مردم انجام دهید. بنابراین، اگر به ویژگی هایی مانند جامعه پذیری، تماس توجه کنید، کار درست را انجام خواهید داد. آنها نه تنها برای ستاره های جذاب سینما، بلکه برای هر کسی که می خواهد به درستی از موهبت گفتاری خود استفاده کند نیز مفید است. بنابراین، اجازه دهید این سوال را به این صورت مطرح کنیم: مخاطب شما کجاست - مردم یا خودتان؟ ترجیح می دهید با چه کسی ارتباط برقرار کنید - با خودتان یا با دیگران؟

اگر می خواهید تیپ روانی خود را در رابطه با دیگران مشخص کنید، عبارات فوق را از 0 تا 4 ارزیابی کنید، سپس مقدار را محاسبه کنید.

1. من به راحتی به مردم نزدیک می شوم.
2. من دوستان زیادی دارم که دوست دارم آنها را ببینم.
3. من آدم پرحرفی هستم.
4. با غریبه ها احساس راحتی می کنم
5. اگر امکان ارتباط برای مدت طولانی از بین برود برای من ناخوشایند خواهد بود. -
6. وقتی نیاز به دانستن چیزی دارم، ترجیح می‌دهم بپرسم تا کتاب‌ها را بگردم.
7. من موفق می شوم یک شرکت خسته کننده را احیا کنم.
8. تند حرف میزنم
9. وقتی برای مدت طولانی از مردم دور هستم، واقعاً می خواهم با کسی صحبت کنم.

1-12 امتیاز درونگرا. او که به خودش تبدیل شده است، به سختی ارتباط برقرار می کند، در شرکت می تواند همه را غمگین کند. چنین شخصی عمدتاً بر احساسات خود متمرکز است ، محدود ، خجالتی است ، کتاب را به ارتباط ترجیح می دهد. او در تصمیم گیری ها جدی است، به احساسات اعتماد ندارد، نظم را دوست دارد. بدبین است و بنابراین بعید است که معلم یا سازمان دهنده خوبی باشد. مزاج معمولاً بلغمی یا مالیخولیایی است.

13-24 امتیاز آمباورت. او با آرامش، حتی روابط با مردم، مسئولیت اعمال خود مشخص می شود. دقیقاً این خصوصیات است که به عنوان یک قاعده ، بهترین رهبران ، معلمان دارند - در یک کلام ، همه کسانی که کارشان به توانایی برقراری ارتباط با مردم نیاز دارد.

25-36 امتیاز برون گرا. پرحرف، خوش بین، خوش بین، عاشق سوالات پیچیده، شوخی های تند است. ارتباط با کسی برای او مشکلی نداشت و در اینجا او یک بداهه نواز عالی است. هر کاری که او انجام می دهد آسان و بدون زحمت است. اما او به راحتی با تعهدات خود رفتار نمی کند و بنابراین فقط با کنایه می توان او را ارباب کلام خود نامید. بی بند و باری، زیرا کنترل عواطف و احساسات را لازم نمی داند. چنین فردی معمولاً مبتلا به وبا یا سانگوئن است.

ضمیمه 2) در "Desktop" ویژگی های به دست آمده قرار دارد.

3. تمایلات و ترجیحات

تکنیک های ویژه به شناسایی سریع و در طیف وسیعی از توانایی ها و تمایلات فرد کمک می کند. در حال حاضر صدها روش از این قبیل وجود دارد، اما هنوز کافی نیستند. از این گذشته، همه زمینه های فعالیت انسانی آنقدر ساده نیستند که بتوان الزامات روشن و بدون ابهام را برای آنها تدوین کرد. با این وجود، روانشناس مشهور EA Klimov همه حرفه ها را به پنج گروه تقسیم کرد: به گروه اول حرفه هایی از نوع "انسان - طبیعت" (به عنوان مثال، جنگلبان، کشاورز، زیست شناس)، به دوم - "انسان - فناوری" نسبت داد. (قفل ساز، اپراتور ماشین، نصاب)، به سوم - "نفر - نفر" (معلم، پرستار، مدیر)، به چهارم - "نظام علامت شخص" (تنوگرافی، اپراتور کامپیوتر، ریاضیدان)، به پنجم - "شخص - تصویر هنری" (جواهرساز، عکاس، هنرمند).

با پاسخ به سوالات زیر می توانید مشخص کنید که کدام نوع حرفه را ترجیح می دهید. آیا فعالیت ذکر شده در سمت چپ سوال (ستون الف) را دوست دارید یا خیر؟ چه چیزی برای شما ارجح است؟ پاسخی را انتخاب کنید

میز 1

№	ولی	ب
1	مراقب حیوانات باشید	سرویس ماشین آلات و لوازم
2	مریض را مداوا کنید	برنامه های کامپیوتری بنویسید
3	نظارت بر کیفیت تصاویر کتاب، پوستر	نظارت بر سلامت و رشد گیاهان
4	مواد فرآیند (چوب، پارچه، فلز)	تبلیغات، فروش محصولات
5	در مورد مقالات علمی رایج بحث کنید	درباره نمایشنامه ها، کنسرت ها بحث کنید
6	پرورش حیوانات	به رفقا در کار، ورزش کمک کنید
7	اهنگ آلات موسیقی	با تراکتور، لوکوموتیو دیزلی رانندگی کنید
8	دادن اطلاعات به مردم (در میز اطلاعات، در گردش ها)	نمایشگاه های طراحی، شرکت در آماده سازی کنسرت ها
9	تعمیر چیزها، محصولات	جستجو و تصحیح خطاها در متون، نقاشی ها
10	برای درمان حیوانات	انجام محاسبات، محاسبات
11	پرورش انواع جدید گیاهان	ماشین بسازید، خانه طراحی کنید
12	اختلافات بین مردم را حل کنید، متقاعد کنید، توضیح دهید	درک نقشه ها و نمودارها
13	کار اجراهای آماتور را مشاهده کنید	زندگی میکروب ها را مطالعه کنید
14	تنظیم کنید تجهیزات پزشکی	به مردم خدمات پزشکی ارائه دهید
15	تهیه گزارش در مورد پدیده های مشاهده شده	وقایع را هنرمندانه توصیف کنید
16	آزمایشات آزمایشگاهی را در بیمارستان انجام دهید	بیماران را معاینه کنید، درمان را تجویز کنید
17	رنگ کردن دیوارها، رنگ کردن محصولات	سوار کردن ساختمان ها، مونتاژ ماشین ها
18	سازماندهی سفرهای فرهنگی، گشت و گذار	در کنسرت ها، اجراها شرکت کنید
19	قطعات بسازید، ساختمان بسازید	قرعه کشی، کپی کارت
20	مبارزه با بیماری های گیاهی	روی کامپیوتر کار کنید

لطفا پاسخ های انتخابی خود را در دایره کنید جدول 3

10b 11a 11b 12 الف 126 13a 13 ب 14a 14 ب 15 a 15b 16a 16 ب 17 a 176 18 a 186 19 a 19b ساعت 20 20b

دو ستون "ضربه" بیشترین خواهد بود، آنها ترجیحات شما را در فعالیت نشان می دهند.

لطفاً در جدول 2 وارد کنید (نگاه کنید به ضمیمه 2) واقع در "دسکتاپ" ویژگی های دریافت کرد.

اکنون که کم و بیش قاطعانه تعیین کرده اید که چه نوع حرفه ای را ترجیح می دهید، وقت آن است که به ویژگی های ضروری که در آینده به آن نیاز خواهید داشت فکر کنید.

تکلیف: مراحل مدل سازی را در کار انجام شده برجسته کنید و بر اساس داده های به دست آمده، لیستی از حرفه های مورد علاقه خود را تهیه کنید و تصویر حرفه ای خود را الگو برداری کنید.

نکته: نتایج خود را خیلی جدی نگیرید.

کتاب های مورد استفاده:

1. اوگرینویچ ن.انفورماتیک و ICT. دوره پایه. کتاب درسی پایه نهم. - M.: BINOM، 2006.
2. ژاریکوف ای.، کروسلنیتسکی ای.برای تو و درباره تو - م .: آموزش و پرورش، 1991.

در این مقاله، ما پیشنهاد می‌کنیم موضوع مدل‌سازی در علوم کامپیوتر را به تفصیل تحلیل کنیم. این بخش دارد پراهمیتبرای آموزش متخصصان آینده در زمینه فناوری اطلاعات.

علوم کامپیوتر برای حل هر مشکلی (صنعتی یا علمی) از زنجیره زیر استفاده می کند:

ارزش توجه ویژه به مفهوم "مدل" را دارد. بدون وجود این لینک، حل مشکل امکان پذیر نخواهد بود. چرا از مدل استفاده می شود و منظور از این اصطلاح چیست؟ در بخش بعدی در این مورد صحبت خواهیم کرد.

مدل

مدل‌سازی در علوم کامپیوتر، جمع‌آوری تصویری از یک شی واقعی است که تمام ویژگی‌ها و ویژگی‌های ضروری را منعکس می‌کند. یک مدل برای حل یک مسئله ضروری است، زیرا در واقع در فرآیند حل استفاده می شود.

که در دوره مدرسهانفورماتیک، مبحث مدلسازی از کلاس ششم شروع به مطالعه می کند. در همان ابتدا، کودکان باید با مفهوم مدل آشنا شوند. چیست؟

• شباهت ساده شیء؛
• کپی کاهش یافته از یک شی واقعی.
• طرح یک پدیده یا فرآیند؛
• تصویر یک پدیده یا فرآیند؛
• توصیف پدیده یا فرآیند؛
• آنالوگ فیزیکی جسم؛
• آنالوگ اطلاعات؛
• یک شی مکان نگهدار که ویژگی های شی واقعی و غیره را منعکس می کند.

مدل یک مفهوم بسیار گسترده است، همانطور که قبلاً از موارد بالا مشخص شده است. توجه به این نکته ضروری است که همه مدل ها معمولاً به گروه هایی تقسیم می شوند:

• مواد؛
• ایده آل.

یک مدل مادی به عنوان یک شیء مبتنی بر یک واقعی درک می شود تسهیلات موجود. این می تواند هر بدن یا فرآیندی باشد. این گروهبیشتر به دو نوع تقسیم می شود:

• فیزیکی؛
• آنالوگ

چنین طبقه بندی است مشروط، زیرا ترسیم مرز واضح بین این دو زیرگونه بسیار دشوار است.

توصیف مدل ایده آل حتی دشوارتر است. او با:

• فكر كردن؛
• خیال پردازی؛
• ادراک

این شامل آثار هنری (تئاتر، نقاشی، ادبیات و غیره) است.

اهداف مدلسازی

مدل سازی در علوم کامپیوتر بسیار است نقطه عطفزیرا اهداف زیادی دارد. اکنون شما را به آشنایی با آنها دعوت می کنیم.

اول از همه، مدلینگ به درک دنیای اطراف کمک می کند. از قدیم الایام، مردم دانش کسب شده را انباشته کرده و به فرزندان خود منتقل کرده اند. بنابراین، مدلی از سیاره ما (کره زمین) ظاهر شد.

در قرون گذشته، اشیاء ناموجودی که اکنون در زندگی ما جا افتاده اند (چتر، آسیاب و غیره) الگوبرداری شده اند. در حال حاضر مدل سازی به این هدف می رسد:

• شناسایی پیامدهای هر فرآیند (افزایش هزینه سفر یا دفع زباله های شیمیایی در زیر زمین).
• اطمینان از اثربخشی تصمیمات اتخاذ شده

وظایف شبیه سازی

مدل اطلاعاتی

حال اجازه دهید در مورد نوع دیگری از مدل های مورد مطالعه در دوره علوم کامپیوتر مدرسه صحبت کنیم. مدل سازی کامپیوتریکه هر متخصص فناوری اطلاعات آینده باید بر آن مسلط باشد، شامل فرآیند پیاده سازی یک مدل اطلاعاتی با استفاده از آن است امکانات کامپیوتری. اما مدل اطلاعات چیست؟

این فهرستی از اطلاعات در مورد هر شی است. این مدل چه چیزی را توصیف می کند و چه اطلاعات مفیدی را در خود دارد:

• ویژگی های شی مورد مدل سازی؛
• وضعیت او؛
• ارتباط با دنیای خارج؛
• روابط با نهادهای خارجی

چه چیزی می تواند به عنوان یک مدل اطلاعاتی عمل کند:

• توصیف شفاهی؛
• متن;
• تصویر;
• جدول؛
• طرح؛
• نقاشی؛
• فرمول و غیره

ویژگی بارز مدل اطلاعاتی این است که نمی توان آن را لمس کرد، چشید و غیره. این تجسم مادی ندارد، زیرا در قالب اطلاعات ارائه شده است.

یک رویکرد سیستماتیک برای ایجاد یک مدل

در چه کلاسی برنامه آموزشی مدرسهدر حال مطالعه مدلینگ؟ انفورماتیک پایه نهم دانش آموزان را با جزئیات بیشتری با این موضوع آشنا می کند. در این کلاس است که کودک با رویکرد سیستماتیک مدل سازی آشنا می شود. بیایید در مورد این با کمی جزئیات بیشتر صحبت کنیم.

بیایید با مفهوم "سیستم" شروع کنیم. گروهی از عناصر مرتبط به هم هستند که برای تکمیل یک کار با هم کار می کنند. برای ساخت یک مدل، اغلب از یک رویکرد سیستماتیک استفاده می شود، زیرا یک شی به عنوان سیستمی در نظر گرفته می شود که در یک محیط خاص عمل می کند. اگر هر مدلی هست شی پیچیده، سپس سیستم معمولاً به بخش های کوچکتر - زیر سیستم ها تقسیم می شود.

هدف استفاده

اکنون به اهداف مدل سازی (علوم کامپیوتر درجه 11) خواهیم پرداخت. قبلا گفته شده بود که همه مدل ها به انواع و کلاس های خاصی تقسیم می شوند، اما مرزهای بین آنها مشروط است. چندین ویژگی وجود دارد که طبق آنها مرسوم است مدل ها را طبقه بندی کنیم: هدف، حوزه تخصص، عامل زمان، روش ارائه.

در مورد اهداف، مرسوم است که انواع زیر را تشخیص دهیم:

• آموزشی;
• با تجربه؛
• تقلید؛
• بازی
• علمی و فنی.

نوع اول شامل مواد آموزشی. در مورد دوم، کپی های کوچک یا بزرگ شده از اشیاء واقعی (مدل یک سازه، بال هواپیما و غیره). به شما امکان می دهد نتیجه یک رویداد را پیش بینی کنید. شبیه سازیاغلب در پزشکی استفاده می شود و حوزه اجتماعی. به عنوان مثال، آیا این مدل به درک واکنش مردم به این یا آن اصلاحات کمک می کند؟ قبل از انجام یک عمل جدی روی یک فرد برای پیوند عضو، آزمایشات زیادی انجام شد. به عبارت دیگر، مدل شبیه سازیبه شما اجازه می دهد تا با آزمون و خطا مشکل را حل کنید. مدل بازینوعی بازی اقتصادی، تجاری یا نظامی است. با کمک این مدل می توان رفتار یک شی را در داخل پیش بینی کرد موقعیت های مختلف. یک مدل علمی و فنی برای مطالعه هر فرآیند یا پدیده ای (دستگاه شبیه سازی تخلیه رعد و برق، مدل حرکت سیارات منظومه شمسی و غیره) استفاده می شود.

حوزه دانش

دانش آموزان در کدام کلاس با مدلینگ بیشتر آشنا می شوند؟ علوم کامپیوتر پایه 9 بر آماده سازی دانش آموزان خود برای امتحانات برای پذیرش در بالاتر متمرکز است موسسات آموزشی. از آنجایی که در بلیط های USE و GIA سوالاتی در مورد مدل سازی وجود دارد، اکنون لازم است تا حد امکان این مبحث با جزئیات مورد بررسی قرار گیرد. و بنابراین، طبقه بندی بر اساس حوزه دانش چگونه است؟ بر این اساس، انواع زیر متمایز می شوند:

• بیولوژیکی (به عنوان مثال، بیماری های ناشی از مصنوعی در حیوانات، اختلالات ژنتیکی، نئوپلاسم های بدخیم)؛
• رفتار شرکت، مدل تشکیل قیمت بازار، و غیره)؛
• تاریخی (شجره خانواده، مدل های رویدادهای تاریخی، مدل ارتش روم و غیره)؛
• جامعه شناختی (الگوی علاقه شخصی، رفتار بانکداران هنگام انطباق با جدید شرایط اقتصادی) و غیره.

عامل زمان

با توجه به این ویژگی، دو نوع مدل متمایز می شوند:

• پویا؛
• استاتیک

در حال حاضر، با قضاوت تنها با نام، حدس زدن اینکه نوع اول عملکرد، توسعه و تغییر یک شی را در زمان منعکس می کند دشوار نیست. استاتیک، برعکس، قادر است یک شی را در یک لحظه خاص از زمان توصیف کند. این نمای گاهی ساختاری نامیده می شود، زیرا مدل ساختار و پارامترهای شی را منعکس می کند، یعنی برشی از اطلاعات را در مورد آن ارائه می دهد.

نمونه ها عبارتند از:

• مجموعه ای از فرمول هایی که حرکت سیارات منظومه شمسی را منعکس می کند.
• نمودار تغییر دمای هوا؛
• ضبط ویدئویی از فوران آتشفشانی و غیره.

مثال ها مدل آماریخدمت:

• لیست سیارات منظومه شمسی؛
• نقشه منطقه و غیره

روش ارائه

برای شروع، بسیار مهم است که بگوییم همه مدل ها یک شکل و فرم دارند، آنها همیشه از چیزی ساخته شده اند، به نوعی ارائه یا توصیف می شوند. بر این اساس به شرح زیر پذیرفته شده است:

• مواد؛
• ناملموس

نوع اول شامل کپی های مادی اشیاء موجود است. آنها را می توان لمس کرد، بو کرد و غیره. آنها منعکس کننده ویژگی های خارجی یا داخلی، اعمال یک شی هستند. مدل های متریال برای چیست؟ برای استفاده می شوند روش تجربیدانش (روش تجربی).

همچنین قبلاً به مدل‌های غیر مادی پرداختیم. آنها از روش نظری دانش استفاده می کنند. چنین مدل هایی ایده آل یا انتزاعی نامیده می شوند. این دسته به چندین زیرگونه تقسیم می شود: مدل های خیالی و اطلاعاتی.

لیست مدل های اطلاعاتی اطلاعات مختلفدر مورد شی جداول، شکل ها، توضیحات کلامی، نمودارها و غیره می توانند به عنوان یک مدل اطلاعاتی عمل کنند. چرا این مدلناملموس نامیده می شود؟ نکته این است که نمی توان آن را لمس کرد، زیرا تجسم مادی ندارد. در بین مدل های اطلاعاتی، مدل های نشانه و بصری وجود دارد.

مدل تخیلی یکی از فرآیندهای خلاقانه ای است که در تخیل یک فرد اتفاق می افتد که مقدم بر ایجاد یک شی مادی است.

مراحل مدل سازی

مبحث علوم کامپیوتر پایه نهم ” مدل سازی و رسمی سازی ” وزن زیادی دارد. مطالعه آن الزامی است. در پایه های 9-11 معلم موظف است دانش آموزان را با مراحل ایجاد الگو آشنا کند. این همان کاری است که ما اکنون انجام خواهیم داد. بنابراین، مراحل زیر از مدل سازی متمایز می شود:

• بیان معنادار مسئله؛
• فرمول ریاضی مسئله؛
• تحولات با استفاده از رایانه؛
• عملیات مدل؛
• نتیجه گرفتن

توجه به این نکته ضروری است که هنگام مطالعه هر چیزی که ما را احاطه کرده است، از فرآیندهای مدل سازی و رسمی سازی استفاده می شود. علوم کامپیوتر موضوعی است که به آن اختصاص داده شده است روش های مدرنمطالعه و حل مسائل بنابراین، تاکید بر مدل هایی است که می توان با استفاده از کامپیوتر پیاده سازی کرد. توجه ویژهدر این مبحث باید به توسعه یک الگوریتم حل با استفاده از رایانه های الکترونیکی پرداخت.

پیوند بین اشیاء

حالا بیایید کمی در مورد روابط بین اشیا صحبت کنیم. در کل سه نوع وجود دارد:

• یک به یک (چنین اتصال با یک فلش یک طرفه در یک یا جهت دیگر نشان داده می شود).
• یک به بسیاری ( اتصال چندگانهبا یک فلش دو نشان داده شده است).
• خیلی به چند (چنین رابطه ای با یک فلش دو نشان داده می شود).

توجه به این نکته ضروری است که روابط می توانند مشروط و بدون قید و شرط باشند. یک رابطه بدون قید و شرط شامل استفاده از هر نمونه از یک شی است. و در شرطی فقط عناصر فردی دخیل هستند.