| §1.3 Modele grafice de informare

Lecția 4
§1.3 Modele grafice de informare

Cuvinte cheie:

Sistem
Hartă
desen
programa
diagramă
grafic
net
copac

1.3.1. Varietate de modele de informații grafice

În modelele de informații grafice, imaginile grafice convenționale (elementele figurative), adesea completate cu numere, simboluri și texte (elemente semn), sunt folosite pentru a afișa vizual obiectele. Exemplele de modele grafice includ tot felul de diagrame, hărți, desene, grafice și diagrame.

O diagramă este o reprezentare a unui obiect în general, termenii principali folosind simboluri. Cu ajutorul diagramelor se poate reprezenta atât aspectul unui obiect, cât și structura acestuia. O diagramă ca model de informații nu pretinde a fi completă în furnizarea de informații despre un obiect. Cu ajutorul tehnicilor speciale și a simbolurilor grafice, una sau mai multe caracteristici ale obiectului în cauză sunt evidențiate mai clar. Exemple de circuite sunt prezentate în Fig. 1.5.

Orez. 1.5. Exemple de diagrame utilizate în lecții de fizică, biologie, istorie

O imagine generalizată redusă a suprafeței Pământului pe un plan într-unul sau altul sistem de simboluri ne este oferită de o hartă geografică.

Un desen este o imagine grafică convențională a unui obiect cu un raport exact al dimensiunilor acestuia, obținută prin metoda proiecției. Desenul conține imagini, numere dimensionale și text. Imaginile dau idei despre forma geometrică a obiectului, numere - despre dimensiunea obiectului și părțile sale, inscripții - despre nume, scara în care sunt realizate imaginile.

Un grafic este o imagine grafică care oferă o reprezentare vizuală a naturii dependenței unei cantități (de exemplu, cale) de alta (de exemplu, timp). Graficul vă permite să urmăriți dinamica modificărilor datelor.

O diagramă este o imagine grafică care oferă o reprezentare vizuală a relației dintre orice mărime sau mai multe valori ale unei mărimi și modificări ale valorilor acestora. Tipurile de diagrame și metodele de construire a acestora vor fi discutate mai detaliat atunci când studiați foile de calcul.

1.3.2. Grafice

Dacă unele obiecte sunt reprezentate ca vârfuri, iar conexiunile dintre ele ca linii, atunci vom obține un model de informații sub forma unui grafic. Vârfurile graficului pot fi reprezentate ca cercuri, ovale, puncte, dreptunghiuri etc. O linie nedirecționată (fără săgeată) care leagă vârfurile graficului se numește muchie. O linie direcționată (cu o săgeată) se numește arc; în acest caz, vârful din care provine arcul se numește inițial, iar vârful în care intră arcul se numește final.

Graficul se numește nedirecționat, dacă vârfurile sale sunt legate prin muchii (Fig. 1.6, a). Vârfurile unui graf direcționat sunt conectate prin arce (Fig. 1.6, b). O cale este o succesiune de muchii (arce) de-a lungul căreia vă puteți deplasa de la un vârf la altul.

Graficul se numește ponderat, dacă vârfurile sau muchiile sale sunt caracterizate de unele informații suplimentare - ponderile vârfurilor sau muchiilor. În fig. 1.6, în utilizarea unui grafic ponderat nedirecţionat, sunt reprezentate drumuri între cinci aşezări A, B, C, D, E; greutăți de margine - lungimea drumurilor în kilometri.

O cale de-a lungul vârfurilor și muchiilor unui grafic, în care orice margine a graficului apare nu mai mult de o dată, se numește lanț. Un lanț ale cărui vârfuri de început și de sfârșit coincid se numește ciclu.

Orez. 1.6. Grafice

Un grafic cu un ciclu se numește rețea. Dacă personajele unei anumite opere literare sunt reprezentate ca vârfuri ale unui graf, iar conexiunile existente între ele sunt reprezentate ca muchii, atunci obținem un grafic numit rețea semantică.

Grafice ca modele informaţionale sunt utilizate pe scară largă în multe domenii ale vieții noastre. De exemplu, puteți reprezenta casele, clădirile și cartierele existente sau nou proiectate ca vârfuri, iar drumurile, rețelele de utilități, liniile electrice etc. care le conectează ca margini ale graficului. Folosind astfel de grafice, puteți planifica rute optime de transport, cele mai scurte ocoliri, locația punctelor de vânzare cu amănuntul și alte facilități.

Un arbore este un grafic care nu are cicluri, adică în el este imposibil să treci de la un anumit vârf de-a lungul mai multor muchii diferite și să te întorci la același vârf. O caracteristică distinctivă a unui arbore este că există o singură cale între oricare dintre două vârfuri.

Orice sistem ierarhic poate fi reprezentat folosind un arbore. Un copac are un vârf principal, numit rădăcină. Fiecare vârf al arborelui (cu excepția rădăcinii) are un singur strămoș; obiectul desemnat de strămoș este inclus într-o clasă1* de cel mai înalt nivel. Orice vârf al unui arbore poate genera mai mulți descendenți - vârfuri corespunzătoare claselor de nivel inferior. Acest principiu de comunicare se numește „unu-la-mulți”. Nodurile care nu au vârfuri generate se numesc frunze.

Este convenabil să descrieți legăturile de familie dintre membrii familiei folosind un grafic, numit arbore genealogic sau arbore genealogic.

Resursa „Living Pedigree” (145555) este un instrument pentru generarea și analiza arborilor genealogic, care conține exemple de pedigree. Cu ajutorul acestuia, puteți studia arborii genealogici ai multor familii celebre și puteți construi un arbore genealogic pentru familia dvs. (http://sc.edu.ru/).

Clasa - un set de obiecte care au caracteristici comune.

1.3.3. Utilizarea graficelor pentru a rezolva probleme

Graficele sunt convenabile de utilizat atunci când rezolvați anumite clase de probleme.

Exemplul 1. Figura 1.7 prezintă o diagramă a drumurilor care leagă punctele de vânzare cu amănuntul A, B, C, D, E. Vă puteți deplasa de-a lungul fiecărui drum numai în direcția indicată de săgeată. Câte căi diferite există de la punctul A la punctul E?

Orez. 1.7. Harta rutiera reprezentata printr-un grafic orientat

Puteți ajunge la vârful E numai de la vârfurile C și D. Dacă cunoaștem numărul de căi de la vârful A la vârful C și de la vârful A la vârful D, atunci adunându-le obținem numărul necesar de căi de la A la E. Într-adevăr, pentru ca aceasta să ajungă de la vârful A la vârful E, pur și simplu adăugăm toate căile de la vârful A la vârful C cu arcul CE și adăugăm arcul DE la căile de la vârful A la vârful D. Numărul de căi nu se va schimba. Deci, numărul de căi de la vârful A la vârful E este egal cu suma căilor de la A la C și de la A la P.

Putem spune că sarcina noastră s-a împărțit în două sarcini mai simple. Să rezolvăm fiecare dintre ele separat.

Puteți ajunge la vârful C direct de la vârful A și de la vârful B. La rândul său, există o singură cale de la vârful A la vârful B. Astfel, puteți ajunge de la vârful A la vârful C în două moduri: 1 (direct din A ) + 1 (prin B) = 2.

Încercați să demonstrați că există o singură cale de la vârful A la vârful B.

În ceea ce privește vârful D, acesta este vârful final pentru trei arce: BD, AD și CD. Prin urmare, se poate ajunge la vârfurile A, B și C:

Deci, există patru căi de la vârful A la vârful D.

Acum să numărăm căile de la A la E:

2 (prin C) + 4 (prin D) = 6.

Rezolvarea problemei va fi mult mai ușoară dacă treceți de la vârful A (începutul traseului) la vârful E și atribuiți greutățile vârfurilor - numărul de căi de la A la vârful curent (Fig. 1.8). În acest caz, greutatea vârfului A poate fi luată ca 1. Într-adevăr, există o singură modalitate de a ajunge de la A la A - să rămână pe loc.

Orez. 1.8. Harta rutieră reprezentată printr-un grafic orientat ponderat

Exemplul 2. Pentru a nota toate numerele de trei cifre formate din cifre 1 și 2, puteți utiliza graficul (arborele) din Fig. 1.9.

Nu trebuie să construiți un copac dacă nu trebuie să notați toate opțiunile posibile, ci trebuie doar să indicați numărul acestora. În acest caz, trebuie să raționați astfel: în locul sutelor poate fi oricare dintre numerele 1 și 2, în locul zecilor pot exista aceleași două opțiuni, în locul unităților pot exista aceleași două opțiuni. Prin urmare, numărul de opțiuni diferite: 2 2 2 = 8.

Orez. 1.9. Arborele pentru rezolvarea problemei scrierii numerelor din trei cifre

În general, dacă numărul de opțiuni posibile la fiecare pas al construirii unui grafic este cunoscut, atunci pentru a calcula numărul total de opțiuni trebuie să înmulți toate aceste numere. (Amintiți-vă de regula înmulțirii din combinatorică!)

Exemplul 3. Să luăm în considerare o problemă de încrucișare clasică ușor modificată.

Pe malul râului stă un țăran (K) cu o barcă, iar lângă el sunt un câine (S), o vulpe (L) și o gâscă (G). Țăranul trebuie să își facă cruce și să transporte câinele, vulpea și gâsca pe partea cealaltă. Totuși, pe lângă țăran, în barcă poate fi pus fie doar un câine, fie doar o vulpe, fie doar o gâscă. Nu poți lăsa un câine cu o vulpe sau o vulpe cu o gâscă fără supravegherea unui țăran - câinele este un pericol pentru vulpe, iar vulpea este un pericol pentru gâscă. Cum ar trebui să organizeze un țăran o traversare?

Pentru a rezolva această problemă, vom crea un grafic ale cărui vârfuri vor fi așezarea inițială și rezultată a caracterelor pe malurile râului, precum și toate stările intermediare posibile realizate din cele anterioare într-un singur pas de trecere. Notăm fiecare vârf de stare de încrucișare printr-un oval și îl conectăm cu muchii la stările formate din acesta (Fig. 1.10).

Stările invalide în funcție de condițiile problemei sunt evidențiate cu o linie punctată; sunt excluse de la analiza ulterioară. Starile inițiale și finale ale traversării sunt evidențiate cu o linie groasă.

Graficul arată că există două soluții la această problemă. Iată un plan de trecere corespunzător uneia dintre ele:

1) un țăran transportă o vulpe;
2) ţăranul se întoarce;
3) un țăran transportă un câine;
4) ţăranul se întoarce cu vulpea;
5) un țăran transportă o gâscă;
6) ţăranul se întoarce;
7) țăranul transportă o vulpe.

Exemplul 4. Luați în considerare următorul joc: mai întâi sunt 5 chibrituri într-o grămadă; doi jucători elimină meciuri pe rând, iar într-o mișcare poți elimina 1 sau 2 meciuri; Câștigă cel care lasă 1 meci în grămadă. Să aflăm cine câștigă dacă jocul este jucat corect - primul (I) sau al doilea (II) jucător.

Jucătorul I pot elimina un meci (în acest caz vor fi 4) sau 2 deodată (în acest caz vor fi 3).

Dacă jucătorul I a părăsit 4 meciuri, jucătorul II poate lăsa 3 sau 2 meciuri din propria mișcare. Dacă după rândul primului joc - . Când au mai rămas 3 meciuri, al doilea jucător poate câștiga luând două meciuri și lăsând unul.

Dacă jucătorul II mai are 3 sau 2 meciuri, atunci jucătorul I are șansa de a câștiga în fiecare dintre aceste situații.

Astfel, cu strategia de joc corectă, primul jucător va câștiga întotdeauna. Pentru a face acest lucru, el trebuie să ia un meci la prima sa mutare.

În fig. Figura 1.11 prezintă un grafic numit arbore de joc; reflectă toate opțiunile posibile, inclusiv mișcările eronate (pierdetoare) ale jucătorilor.

Orez. 1.11. Arborele jocului

CEL MAI IMPORTANT

În modelele de informații grafice, imaginile grafice convenționale (elementele figurative), adesea completate cu numere, simboluri și texte (elemente semn), sunt folosite pentru a afișa vizual obiectele. Exemplele de modele grafice includ tot felul de diagrame, hărți, desene, grafice și diagrame, grafice.

Graficul este format din vârfuri conectate prin linii - nervuri sau arcuri. Graficul este numit ponderat, dacă vârfurile sau muchiile (arcele) sale sunt caracterizate de unele informații suplimentare - ponderile vârfurilor (muchii, arce).

Graficul unui sistem ierarhic se numește copac. O caracteristică distinctivă a unui arbore este că există o singură cale între oricare dintre două vârfuri.

Întrebări și sarcini

1. Citiți materialele de prezentare pentru paragraful conținute în anexa electronică la manual. Ce puteți spune despre formele de prezentare a informațiilor în prezentare și în manual? Ce diapozitive ai putea adăuga la prezentarea ta?

2. Ce modele de informații sunt clasificate ca grafice?

3. Dați exemple de modele de informații grafice cu care aveți de-a face:

a) când studiază alte discipline;
b) în viața de zi cu zi.

4. Ce este un grafic? Care sunt vârfurile și muchiile graficului din fig. 1.6, în? Dați exemple de circuite și cicluri găsite în acest grafic. Determinați care două puncte sunt cele mai îndepărtate unul de celălalt (două puncte sunt considerate cele mai îndepărtate dacă lungimea căii celei mai scurte dintre ele este mai mare decât lungimea căii celei mai scurte dintre oricare alte două puncte). Specificați lungimea celei mai scurte căi dintre aceste puncte.

5. Dați un exemplu de sistem al cărui model poate fi reprezentat sub forma unui grafic. Desenați graficul corespunzător.

6. Un drum de pământ trece secvenţial prin aşezările A, B, C şi D. În acest caz, lungimea drumului de pământ între A şi B este de 40 km, între B şi C - 25 km, iar între C şi D - 10 km. km. Nu există drum între A și D. Între A și C a fost construită o nouă autostradă asfaltată de 30 km lungime. Estimați timpul minim posibil pentru ca un biciclist să circule din punctul A în punctul B dacă viteza lui pe un drum de pământ este de 20 km/h și pe autostradă de 30 km/h.

7. Figura prezintă o diagramă a drumurilor care leagă punctele de vânzare cu amănuntul A, B, C, D, D, B, K. Vă puteți deplasa de-a lungul fiecărui drum numai în direcția indicată de săgeată. Câte căi diferite există de la punctul A la punctul K?

8. Lucrând în grup, creați o rețea semantică bazată pe una dintre basmele populare rusești: „Kolobok”, „Găina Ryaba”, „Nap”.

9. Ce este un copac? Ce sisteme pot servi arborii ca modele? Dați un exemplu de astfel de sistem.

10. Câte numere din trei cifre pot fi scrise folosind numerele 2, 4, 6 și 8, cu condiția ca numărul să nu conțină cifre identice?

11. Câte numere din trei cifre există, ale căror cifre sunt diferite?

12. Pentru realizarea lanțurilor se folosesc mărgele, marcate cu literele A, B, C, D, E. Pe primul loc în lanț se află una dintre mărgele A, C, E. Pe locul doi se află orice vocală, dacă prima literă este o vocală, iar orice consoană, dacă prima consoană. Pe locul trei se află una dintre margelele C, D, E, care nu se află pe primul loc în lanț. Câte lanțuri pot fi create folosind această regulă?

13. Doi jucători joacă următorul joc. În fața lor se află un morman de 6 pietre. Jucătorii iau pe rând pietre. Într-o singură mișcare poți lua 1, 2 sau 3 pietre. Cel care ia ultima piatră pierde. Cine câștigă dacă ambii jucători joacă corect - jucătorul care face prima mutare sau jucătorul care face a doua mișcare? Care ar trebui să fie prima mutare a jucătorului câștigător? Justificati raspunsul.

Ce exemple de modele de informare pot fi date pentru instituțiile de învățământ? Cum le pot folosi profesorii în munca lor? Să încercăm să găsim împreună răspunsuri la întrebările puse.

Ce este un model

Ce sunt modelele de informații iconice? Toți profesorii care stăpânesc tehnologiile informaționale moderne folosesc exemple ale acestora în munca lor. În termeni generali, un model reprezintă moduri diferite de a reprezenta realitatea analizată.

Soiuri

Putem da exemple de modele de informații de material și formă ideală.

Opțiunile naturale se bazează pe un exemplu obiectiv; ele există independent de o persoană și de conștiința sa. În prezent, acestea sunt împărțite în opțiuni fizice și analogice, care se bazează pe fenomene asociate cu subiectul studiat.

Modelele ideale sunt asociate cu gândirea, percepția și imaginația umană. Printre acestea se numără și cele intuitive care nu se potrivesc cu nicio opțiune de clasificare.

Când dăm exemple de model informativ figurativ, putem menționa unul dintre aceste modele. Să aruncăm o privire mai atentă la clasificarea lor.

Text modele ideale

Modelele verbale sunt folosite de profesorii de științe umaniste. Ele ajută la descrierea unei anumite zone, fenomen, obiect, eveniment în propoziții succesive. Cum ar arăta un astfel de model de informații despre lecție? Să luăm un exemplu dintr-un curs de literatură. Când studiază romanul lui L.N. Tolstoi „Război și pace”, profesorul descrie imaginea lui Natasha Rostova. Pentru a face acest lucru, el folosește modelul text. Copiii, ascultând profesorul, creează, pe baza percepției sale asupra imaginii acestei eroine, propria lor imagine despre eroina lui Tolstoi.

Dacă un profesor de istorie își întreabă elevii: „Dați exemple de model informativ figurativ al evenimentelor care au avut loc în timpul bătăliei de la Kulikovo, pe baza fragmentelor pe care le-au văzut”, copiii își creează propria imagine a acelei bătălii. Ei îl transmit sub formă de propoziții legate într-o poveste.

Puteți da exemple de modele de informații verbale dintr-un curs de fizică. Când studiază subiectul „Presiunea solidelor” în clasa a șaptea, profesorul le spune copiilor cât de dificil este să se deplaseze pe zăpadă afanată fără schiuri. Apoi școlarii sunt rugați să explice motivul acestui fenomen, să identifice parametrii de care depinde mărimea fizică studiată. Imaginea care apare în mintea copiilor după povestea profesorului îi ajută să răspundă la întrebarea pusă.

Exemple de astfel de model includ un manual și regulile de circulație.

Modele matematice

Sunt considerate o clasă largă de modele iconice. Modelele matematice se bazează pe utilizarea relațiilor, a comparațiilor și a altor metode utilizate în această știință. Dând exemple de modele informaționale bazate pe metode matematice, putem aminti rezolvarea ecuațiilor pătratice și întocmirea proporțiilor. Toate secțiunile de geometrie care implică derivarea și demonstrarea teoremelor sunt, de asemenea, asociate cu construcția unui model matematic. O astfel de materie școlară precum economia nu poate lipsi de ele.

Modele de informare

Sunt considerate o clasă de modele iconice care descriu orice procese informaționale: apariția, transmiterea, schimbarea, aplicarea informațiilor în diferite sisteme. Exemple de modele de informații tabelare la școală se găsesc la cursul de geografie de clasa a X-a. Atunci când studiezi geografia economică, un model tabelar ajută să vezi în mod clar principalele caracteristici ale țării și să folosești materialul pentru a compila o poveste completă.

În plus, exemple de modele de informații tabelare pot fi găsite în orice curs școlar. În chimie, acesta este un tabel de solubilitate a compușilor, precum și tabelul periodic al lui Mendeleev. În fizică, fără tabele, este dificil pentru un profesor să explice termenii de bază studiați la tema „Electricitate”. În istorie, cu ajutorul lor, cunoștințele sunt sistematizate; copiii introduc într-o coloană date istorice importante, iar în cealaltă descriu evenimentele care le corespund.

Relația dintre modele

Există o linie condiționată între modelele informaționale, matematice și verbale. Toate cele 3 exemple de modele informaționale se găsesc în disciplinele școlare. Astfel, pentru matematică, fizică, informatică, opțiunile matematice și informaționale sunt considerate cele mai populare. Dar fără un model verbal, copiii nu vor putea explica fenomene, algoritmi, ecuații și inegalități.

Caracteristici de modelare

Înainte de a lua în considerare exemple de modele de informații grafice, să aflăm caracteristicile modelării. Un model este un obiect creat artificial. Acest lucru este necesar pentru a simplifica ideea unui obiect sau fenomen real. Modelul reflectă pe deplin toate caracteristicile procesului original în sine. Dacă sarcina este dată: „Dați un exemplu de model de informații”, trebuie să înțelegeți esența procesului.

Vorbim despre construirea unui model care este conceput pentru a studia fenomenele și procesele informaționale. În informatică, programarea poate fi considerată un astfel de subiect. Folosind un anumit limbaj de programare matematică, puteți reprezenta material text în formă grafică.

Modelarea presupune construirea unui model care este destinat cercetării și studiului obiectului, fenomenului, procesului original. Copia creată este doar înzestrată cu acele calități și proprietăți care sunt caracteristice obiectului original, dar permite unele abateri de la ideal.

Abordarea activității

Modele cu drepturi depline pot fi obținute folosind o abordare sistematică. Acest lucru este valabil mai ales în instituțiile de învățământ. Transformările care au afectat școlile în ultimii ani au făcut posibilă stabilirea unei legături logice între disciplinele individuale.

Această opțiune de învățare bazată pe activități contribuie la formarea unei personalități dezvoltate armonios, care înțelege unitatea lumii vii și interconectarea proceselor și fenomenelor individuale.

Dacă un profesor întreabă: „Dați un exemplu de model de informare”, el poate alege în siguranță orice materie academică. Nu există nicio disciplină în care să nu fie folosite tabele, grafice, diagrame și prezentări.

Caracteristicile unei școli moderne

Noile standarde care au fost introduse în școlile rusești necesită luarea în considerare a unui fenomen din puncte de vedere diferite. De exemplu, de la un curs de fizică, copiii învață că electronii sunt necesari pentru curgerea curentului electric în metale. Ei primesc informații despre sarcina acestei particule negative, determinând cantitatea lor în diferite metale. În lecțiile de chimie, școlarii sunt învățați despre probabilitatea ca electronii să fie plasați în niveluri de energie.

Când studiază subiectul „Reacții de oxidare-reducere”, elevii obțin informații despre ce se întâmplă cu aceste particule negative în timpul interacțiunii chimice. În ciuda faptului că informațiile sunt prezentate din poziții diferite, vorbim despre un singur obiect - electroni. O astfel de abordare sistematică face posibilă formarea în mintea școlarilor a unei înțelegeri complete a structurii materiei și a transformărilor ei.

În exemplul dat, obiectul studiat este considerat ca un sistem complet, parte integrantă a unui singur întreg (substanță). În funcție de disciplina academică, se folosesc anumite caracteristici și completări. În cazul unei abordări sistematice, primul loc nu provine din explicațiile cauzale ale existenței unui obiect, ci din necesitatea includerii altor componente din acesta.

Formarea modelelor universale capătă o importanță deosebită în timpul activităților experimentale. Folosind un computer personal, puteți calcula parametrii care vor fi asociați obiectului analizat.

O astfel de modelare este importantă pentru cunoașterea științifică a fenomenelor naturale. Într-un curs școlar de informatică, astfel de acțiuni sunt numite experiment de calcul, care se bazează pe trei concepte importante: model, algoritm, program.

Există trei opțiuni principale pentru utilizarea unui computer personal în cadrul unei școli:

• Efectuarea de calcule directe folosind un calculator;
• crearea unei baze de date, transformarea acesteia într-un program sau un algoritm specific;
• menţinerea unei interfeţe între calculator şi elev.

Semne de modele

Dintre cele mai comune caracteristici după care pot fi clasificate toate modelele, evidențiem: scopul aplicației, domeniul de cunoaștere, factorul timp, opțiunea de prezentare.

În funcție de scopul stabilit pentru model, se disting versiuni experimentale, educaționale, de joc, de simulare, științifice și tehnice ale modelelor. De exemplu, în stadiul inițial al educației școlare, cele mai aplicabile și semnificative sunt tehnologiile de jocuri care le permit copiilor să se simtă în rolul unui profesor, medic sau ofițer de poliție. Modelele de joc pentru copiii cu vârsta de șapte până la opt ani sunt bine formate, deoarece în instituțiile de învățământ preșcolar sunt folosite ca element obligatoriu în formarea calităților personale ale copilului.

Tipuri de modele

În funcție de domeniul de cunoaștere pentru care se elaborează modelul, se disting în prezent tipuri economice, biologice, sociologice și chimice. De exemplu, pentru ciclul științelor naturii este important să se formeze un model care să facă posibilă explicarea fenomenelor care apar în natura vie și neînsuflețită. În sociologie, accentul este pus pe procesele care au loc în societate.

Pe baza factorului timp, se disting versiunile statice și dinamice ale modelelor. Versiunea statică caracterizează parametrii și structura obiectului, vă permite să descrieți fenomenul (obiectul) selectat într-o anumită perioadă de timp și vă ajută să obțineți informații fiabile și în timp util despre acesta.

Orice model are o anumită formă, aspect, opțiune de prezentare și descriere. Se așteaptă ca școala să ia în considerare mai multe modele materiale și intangibile, în funcție de specificul disciplinei academice.

Modelele materiale presupun întruchiparea reală; ele reproduc pe deplin structura internă sau externă a obiectului însuși. De exemplu, în geografie, un astfel de model redus este un model al globului (glob), pe care sunt trasate toate mările și oceanele, continentele și insulele. Aceste modele sunt direct legate de abordarea de cercetare a predării elevilor moderni. Ele sunt necesare atunci când predați chimie, fizică, biologie, astronomie și geografie.

Modelarea intangibilă presupune utilizarea unei metode teoretice de cunoaștere.

Concluzie

Orice model de informații este o colecție de informații despre un fenomen, obiect sau proces. Cu ajutorul lui, puteți caracteriza orice proces care are loc în natura vie și neînsuflețită. O varietate de grafice, hărți, tabele, diagrame, care sunt utilizate în mod activ de profesorii de la toate nivelurile de învățământ, dau rezultate pozitive.

Modelarea intuitivă (mentală) ajută la crearea unei prime impresii despre un proces care are loc în chimie sau biologie. Datorită combinării tuturor opțiunilor pentru modelele de informare, tânăra generație a țării noastre dezvoltă o evaluare adecvată a unității lumii vii și neînsuflețite. Absolvenții școlii pot construi în mod independent orice model și le pot folosi pentru a studia, analiza și evalua evenimente și fenomene.

Auzind cuvinte precum „modeling”, „model”, o persoană își imaginează imagini din copilărie: modele de case, mașini mici, avioane, un glob. Cu ajutorul unor astfel de opțiuni simplificate sunt reflectate funcțiile și caracteristicile obiectelor și obiectelor autentice. Privind exemple de modele de informații, este mult mai ușor de înțeles esența și scopul originalului în sine.

Scopul principal al modelării

Exemplele de modele de informații grafice sunt comune în viața de zi cu zi. Cu ajutorul lor se poate vizualiza complexitatea proceselor reale. Sunt similare cu obiectele reale, dar au doar acele caracteristici care vor fi solicitate într-o anumită situație. Exemplele de modele informaționale arată că nu are rost să le oferim absolut toate caracteristicile unui obiect real. La urma urmei, structura va trebui să fie semnificativ complicată; va fi incomod de utilizat.

Este important să înțelegeți care este scopul principal al creării modelului și în ce situație va fi utilizat. Pe baza acestor caracteristici, copia redusă creată a obiectului real este dotată cu anumiți parametri. În modelarea modernă, ei încearcă să adere la o secvență clară. Include crearea obiectului în sine, stabilirea unui obiectiv pentru crearea unei copii mai mici și determinarea principalelor caracteristici ale acestuia.

Analiza de sistem

Dacă analizați exemple de modele de informații, trebuie să vă concentrați pe opțiunile verbale, grafice, matematice și tabelare. Să încercăm să identificăm cei mai importanți parametri care sunt necesari pentru modelare și, de asemenea, să găsim relația dintre ei. Procesul de compilare a unui set de proprietăți ale unui obiect real pentru a forma copia sa redusă este de obicei numit analiză de sistem.

Opțiune de prezentare

Exemplele de modele informaţionale de diverse tipuri confirmă importanţa găsirii formei optime de reprezentare a acestora. Tocmai aceasta este asociată cu formarea unei anumite imagini despre un obiect real. Printre principalele cerințe ale proiectului, poziția de lider aparține vizibilității. Este oferit de un model grafic informativ. Să vorbim despre asta mai detaliat.

Este destul de ușor să dai exemple grafice. Ele pot fi hărți ale unei anumite zone a zonei, scheme electrice, diferite desene și grafice. Poate fi considerat interesant faptul că aceeași valoare studiată, de exemplu, temperatura medie zilnică a aerului, poate fi prezentată sub diferite forme. Poate fi exprimat sub forma unui tabel, a unui sistem de coordonate sau a unui text. Un exemplu de construire a unui model informațional folosind aceleași date este folosit atât în ​​instituțiile de învățământ general, cât și în învățământul superior.

Aplicarea simulării

Odată ce s-a format un prototip al unui obiect real, parametrii acestuia pot fi utilizați pentru a se familiariza cu originalul, a prezice comportamentul obiectului studiat în funcție de condiții și pentru a efectua calculele necesare. Exemplele de modele de informații despre obiect indică faptul că este adesea mai convenabil să folosiți opțiuni mixte. Unde poți găsi o astfel de simbioză? Exemple de modele de informații cu vizualizare mixtă sunt comune în construcții. Ele fac posibilă determinarea, prin calcule matematice preliminare, a sarcinilor optime pe diferite părți ale clădirii și prevenirea „tasării” fundației.

Exemple vii de modele de informații grafice de tip mixt sunt diferite hărți geografice. Ele sunt completate cu tabele, inscripții explicative și simboluri topografice speciale. În plus, în geografie folosesc adesea diagrame, grafice și diagrame. Acestea din urmă sunt împărțite în grafice, blocuri, hărți.

Despre clasificarea modelelor

Pentru a facilita lucrul cu modelele create, există o împărțire condiționată a acestora în blocuri:

• pe domenii de aplicare;
• ramuri ale cunoașterii;
• factorul timp;
• tip de prezentare.

În plus, este posibilă împărțirea în funcție de tipul construcției în tipuri de rețea, ierarhice și tabelare. În funcție de tipul de prezentare a datelor, există diverse exemple de modele de informații grafice de tip simbolic sau figurat simbolic. Un obiect real poate fi considerat folosind o descriere a proprietăților sale sau o analiză a principiului funcționării sale.

Exemple de model informativ figurativ

Să presupunem că profesorul le-a dat elevilor o sarcină în timpul lecției: dați exemple de modele de informații grafice. Ce trebuie făcut pentru asta? Pentru început, puteți selecta opțiunile înregistrate pe hârtie. Ele pot fi considerate orice hărți geografice, desene, fotografii, grafice. Există destul de multe exemple similare în instituțiile de învățământ. La urma urmei, una dintre principalele modalități de învățare vizuală este prezentarea materialului studiat sub formă grafică și tabelară.

Nu numai la lecțiile de geografie, profesorul oferă elevilor săi numeroase diagrame și hărți. Un subiect precum istoria este, de asemenea, strâns legat de desene, grafice și diverse tabele. Dacă un profesor de istorie îi spune elevului său: „Dați exemple de modele de informații grafice referitoare la Bătălia de la Stalingrad”, copilul trebuie doar să deschidă atlasul la pagina potrivită. Cu ajutorul săgeților și accentelor de culoare, harta reflectă toate punctele principale referitoare la acest eveniment legendar. Pe lângă instituțiile de învățământ, variante ale modelului informațional figurat se găsesc și în instituțiile științifice specializate în împărțirea obiectelor în funcție de caracteristicile lor externe.

Împărțirea modelelor în funcție de timp

Există opțiuni dinamice și statice. Ele sunt semnificativ diferite. Modelele informaționale statice presupun obiectul studiat într-o anumită perioadă de timp. Exemple dintre ele pot fi găsite în timpul construcției unei clădiri. Construcția implică calcule inițiale ale rezistenței și rezistenței la sarcina statică. Există opțiuni statice în stomatologie. Descriind starea cavității bucale a pacientului în timpul unui examen medical, medicul observă prezența diferitelor defecte și numărul de plombe.

Cu ajutorul dentistului, el va analiza dinamica modificărilor stării dinților unei persoane într-o anumită perioadă de timp. De exemplu, pentru ultimul an sau de la numirea anterioară. Modelele informaționale dinamice se întâlnesc și atunci când se lucrează cu caracteristici sau factori care implică schimbări în timp. Printre astfel de parametri putem aminti vibrațiile seismice, salturile de temperatură și modificările umidității aerului.

Modele de informare verbală

Un exemplu de model de informare al unui elev explică clar acest grup. Când răspunde la întrebările propuse de profesor, copilul folosește o descriere verbală a fenomenului sau procesului. De exemplu, când vorbește despre regulile de comportament pentru un pieton pe șosea, un elev modelează în mod independent situația și oferă propriul mod de a o rezolva. În această categorie este inclusă și o rimă pe care poetul nu a reușit încă să o transfere pe o coală de hârtie. Modelul informațional verbal este de natură descriptivă. Un exemplu în acest sens este proza ​​în lucrări, descrierile text ale anumitor obiecte și fenomene.

Modele iconice

Ca o altă caracteristică, se poate imagina afișarea caracteristicilor unui obiect folosind un limbaj formal. Dând 2 exemple de model de informații despre semne, ne vom concentra pe texte și diagrame. Ambele metode de reprezentare a unui obiect sunt folosite în aproape toate domeniile activității umane moderne. Există o împărțire a modelelor iconice în tipuri structurale, speciale, verbale, logice și geometrice.

Forme matematice

Caracteristica principală a modelului informatic matematic este căutarea relațiilor dintre caracteristicile cantitative atunci când descriem un obiect. De exemplu, cunoscând masa corpului în cauză, puteți folosi formula pentru a calcula viteza de mișcare a acestuia într-o anumită perioadă de timp. Modelele informatice matematice sunt împărțite în tipuri: discrete, statice, de simulare, continue, dinamice, logice, algoritmice, multiple, joc, probabilistice.

Modele de informații tabelare

Dacă proprietățile unui obiect sau model sunt prezentate sub forma unei liste, iar valorile sunt în celule, vorbim despre un model tabelar. Este considerată una dintre cele mai comune modalități de transmitere a informațiilor. Folosind tabele, caracteristicile informației dinamice și statice sunt formate într-o varietate de domenii de aplicare. În viața de zi cu zi, o persoană se confruntă cu opțiuni similare, analizând orarul trenurilor de navetiști, studiind programul TV și uitându-se la prognoza meteo. Există tabele binare care reprezintă două caracteristici ale procesului sau fenomenului luat în considerare.

De exemplu, pentru a crea un grafic al vitezei, este desenat un tabel de date. Conține parametrii de mișcare și timp. Tabelele „Obiect - obiect” implică listarea numelor lor în rânduri și coloane. De exemplu, poate exista o indicație de așezări. Relația dintre ele va fi caracteristici calitative. Tabelele opțiunii „obiect - proprietate” conțin informații despre eveniment într-un rând și informații despre caracteristicile acestuia într-o coloană. Folosind astfel de tabele, puteți determina parametrii meteo: temperatură, puterea vântului, precipitații pentru câteva zile. Este convenabil să folosiți modele tabulare în cazurile în care obiectul în cauză are puține caracteristici. Dacă trebuie să creați o diagramă a liniilor de metrou care are o mulțime de ramuri și tranziții, aveți nevoie de un model de informații de rețea. Un exemplu de model de informații ierarhice este un arbore genealogic.

Concluzie

Numeroase modele de informații îl ajută pe omul modern să organizeze caracteristicile obiectelor găsite în natură și tehnologie pe care le întâlnește în viața de zi cu zi. Cu ajutorul lor, vă puteți face o idee despre un obiect sau fenomen real pentru a găsi cele mai bune modalități de a-l utiliza și de a-l controla. Fără modele de informații de diferite tipuri, este problematic pentru reprezentanții multor profesii să lucreze.

Model informativ– un model al unui obiect, prezentat sub formă de informație care descrie parametrii și cantitățile variabile ale obiectului care sunt esențiale pentru această considerație, conexiunile dintre acestea, intrările și ieșirile obiectului și care permite, prin alimentarea modelați informații despre modificările cantităților de intrare, pentru a simula stările posibile ale obiectului.

Modelele informaționale nu pot fi atinse sau văzute; nu au o întruchipare materială, deoarece sunt construite doar pe informație. Un model informațional este un set de informații care caracterizează proprietățile și stările esențiale ale unui obiect, proces, fenomen, precum și relația cu lumea exterioară.

Un model de informare este un model formal al unui set limitat de fapte, concepte sau instrucțiuni concepute pentru a satisface o cerință specifică.

Pentru a construi un model informațional, este necesar să parcurgeți o serie de etape prezentate în Diagrama 3. Procesul desfășurat de la „obiectul cunoașterii” la „construcția formală” se numește „formalizare”, iar procesul invers - „ interpretare” - este cel mai des folosit în cunoașterea lumii și în învățare.

Modelarea informației se bazează pe trei postulate:

totul este alcătuit din elemente;

elementele au proprietăți;

elementele sunt interconectate prin relații.

Obiectul căruia i se aplică aceste postulate poate fi reprezentat printr-un model informaţional.

Etapele construirii unui model informatic.

F Obiectul cunoașterii I

O Cunoașterea subiecților N

P Prezentare personală T

M Gând format E

Și cuvântul „în direct” R

L Cuvânt scris P

I Textul științific R

Z Construcții formale E

Clasificarea modelelor de informații:

-după metoda descrierii:

Utilizarea limbajelor formale (limbaj matematic, tabele, limbaje de programare, extensia limbajului natural uman etc.);

Grafic (organigrame, diagrame, grafice etc.).

-după scopul creației:

Clasificare (ca arbore, arbore genealogic, arbore directoare computer);

Dinamic (de regulă, ele sunt construite pe baza rezolvării ecuațiilor diferențiale și sunt utilizate pentru rezolvarea problemelor de control și prognoză).

- după natura obiectului modelat:

Determinist (definit), pentru care se cunosc legile după care obiectul se modifică sau se dezvoltă;

Probabilistică (prelucrarea incertitudinii statistice și a unor tipuri de informații neclare).

Originea istorică și semnificația metodologică a conceptelor de model și analogie.

Cuvântul „model” provine din cuvântul latin „modulus”, care înseamnă „măsură”, „probă”. Sensul său original a fost asociat cu arta de a construi, iar în aproape toate limbile europene a fost folosit pentru a desemna o imagine sau un prototip sau un lucru similar într-o anumită privință cu un alt lucru.

Modelarea în cercetarea științifică a început să fie folosită din cele mai vechi timpuri și a surprins treptat noi domenii de cunoaștere științifică: proiectare tehnică, construcție și arhitectură, astronomie, fizică, chimie, biologie și, în final, științe sociale. Secolul al XX-lea a adus un mare succes și recunoaștere în aproape toate ramurile științei moderne metodei de modelare. Cu toate acestea, metodologia de modelare a fost dezvoltată de mult timp de științe individuale, independent una de cealaltă. Nu exista un sistem unificat de concepte, nici o terminologie unificată. Numai treptat a început să se realizeze rolul modelării ca metodă universală de cunoaștere științifică.

Termenul „model” este utilizat pe scară largă în diverse domenii ale activității umane și are multe semnificații. În această secțiune vom lua în considerare doar acele modele care sunt instrumente pentru obținerea cunoștințelor.

Prin urmare, model– o idee simplificată a unui obiect, proces sau fenomen real. Un model este un obiect material sau imaginat mental care, în procesul de cercetare, înlocuiește obiectul original, astfel încât studiul său direct să ofere noi cunoștințe despre obiectul original.

Sub simulareînțelege procesul de construire, studiere și aplicare a modelelor. Este strâns legat de categorii precum abstracția, analogia, ipoteza etc. Procesul de modelare include în mod necesar construcția abstracțiilor, inferențe prin analogie și construirea ipotezelor științifice. Modelare– construirea de modele pentru cercetarea și studiul obiectelor, proceselor, fenomenelor.

Modelele de obiecte trebuie să reflecte ceva care există de fapt. Prin urmare, modelele de obiecte sunt adesea înțelese ca o generalizare abstractă a obiectelor din viața reală. De exemplu, modelele de obiecte pot fi copii ale structurilor arhitecturale, ale sistemului solar, ale structurii puterii parlamentare din țară etc. Un model poate descrie fenomene ale naturii vii și neînsuflețite, și nu doar unul, ci o întreagă clasă de fenomene cu proprietăți comune. Modelele de obiecte sau fenomene reflectă proprietățile originalului - caracteristicile, parametrii acestuia.

De asemenea, puteți crea modele de proces, de ex. simuleaza actiuni asupra obiectelor materiale: progres, schimbari succesive de stari, stadii de dezvoltare a unui obiect sau a sistemului lor. Exemple în acest sens sunt binecunoscute: acestea sunt modele de procese economice sau de mediu, dezvoltarea Universului sau a societății etc.

Baza metodologică pentru modelare.

Teoria modelării se bazează pe o abordare sistemică. Abordarea sistemică este că cercetătorul încearcă să studieze comportamentul sistemului ca întreg, mai degrabă decât să se concentreze asupra părților sale individuale. Această abordare se bazează pe recunoașterea faptului că, chiar dacă fiecare element sau subsistem are design optim sau caracteristici funcționale, comportamentul rezultat al sistemului în ansamblu poate fi doar suboptim din cauza interacțiunii dintre părțile sale individuale.

Creșterea complexității sistemelor organizaționale și nevoia de a depăși această complexitate au făcut ca abordarea sistemelor să devină o metodă de cercetare din ce în ce mai necesară.

Un anumit set de elemente ale sistemului luat în considerare poate fi reprezentat ca subsistemul său. Se crede că subsistemele includ unele părți ale sistemului care funcționează independent. Prin urmare, pentru a simplifica procedura de cercetare, inițial este necesar să se identifice corect subsistemele unui sistem complex, adică să se determine structura acestuia. Structura unui sistem este un set stabil în timp de relații între componentele sale (subsistemele). Și cu o abordare de sistem, un pas important este determinarea structurii sistemului care este studiat și descris.

Un sistem este un întreg format din părți. Un sistem este un set de elemente care se află în relații și conexiuni între ele și formează o anumită integritate și unitate.

Model de calculator.

Model de calculator– un model implementat prin intermediul unui mediu software.

Când aveți de-a face cu un computer ca instrument, trebuie să vă amintiți că funcționează cu informații. Prin urmare, ar trebui să se pornească de la ce informații și sub ce formă poate percepe și procesa un computer. Un computer modern este capabil să lucreze cu sunet, video, animație, text, diagrame, tabele etc. Dar pentru a utiliza întreaga varietate de informații, aveți nevoie atât de hardware (Hardware), cât și de software (Software). Ambele sunt instrumente de modelare pe computer. Acum există o gamă largă de programe care vă permit să creați diverse tipuri de modele iconice de computer: procesoare de text, editori de formule, foi de calcul, sisteme de gestionare a bazelor de date, sisteme de proiectare profesionale, precum și diverse medii de programare.

Calculatoarele moderne oferă oportunități ample pentru modelarea diferitelor fenomene și procese. În procesul educațional, un computer nu ar trebui să înlocuiască pur și simplu o tablă, un poster, un proiector de film și diapozitive sau un experiment natural. O astfel de înlocuire este recomandabilă numai atunci când utilizarea unui computer va oferi un efect suplimentar semnificativ în comparație cu utilizarea altor mijloace didactice.

Modelarea computerizată (CM) este o metodă promițătoare pentru îmbunătățirea procesului educațional. Ea capătă din ce în ce mai multă importanță în cunoștințele științifice moderne și, în plus, devine în prezent un instrument didactic popular. Să luăm în considerare această direcție mai detaliat.

Subiectul CM este studiul proceselor și fenomenelor cu ajutorul unui computer, care în acest caz acționează ca o configurație experimentală. Când se utilizează CM pentru a rezolva probleme, se disting etapele formulării problemei, dezvoltarea modelului, experimentul computerizat (computațional) și analiza rezultatelor modelării. Dacă rezultatele simulării nu îndeplinesc obiectivul, atunci este necesar să revenim la etapele anterioare.

Modele matematice.

Modelarea matematică vă permite să creați o descriere a procesului în curs folosind simboluri și dependențe matematice.

Model matematic este un set de obiecte matematice și relații dintre ele care reflectă în mod adecvat proprietățile și comportamentul obiectului studiat. Modelul este considerat adecvat dacă reflectă proprietățile studiate cu o acuratețe acceptabilă. Precizia este evaluată prin gradul de acord între valorile parametrilor de ieșire prezise în timpul unui experiment de calcul pe model și valorile lor adevărate.

Un model matematic acoperă o clasă de obiecte matematice nedefinite (abstracte, simbolice), cum ar fi numere sau vectori, și relațiile dintre aceste obiecte.

O relație matematică este o regulă ipotetică care leagă două sau mai multe obiecte simbolice. Multe relații pot fi descrise folosind operații matematice care conectează unul sau mai multe obiecte cu un alt obiect sau set de obiecte (rezultatul operației).

Un model matematic va reproduce aspecte selectate corespunzător ale unei situații fizice dacă se poate stabili o regulă de corespondență care să leagă anumite obiecte fizice și relații cu obiecte și relații matematice specifice. Construcția de modele matematice pentru care nu există analogi în lumea fizică poate fi, de asemenea, instructivă și/sau interesantă. Cele mai cunoscute modele matematice sunt sistemele de numere întregi și reale și geometria euclidiană; proprietăţile definitorii ale acestor modele sunt abstracţii mai mult sau mai puţin directe ale proceselor fizice (numărare, ordonare, comparare, măsurare).

Obiectele și operațiile modelelor matematice mai generale sunt adesea asociate cu seturi de numere reale care pot fi legate de rezultatele măsurătorilor fizice.

Numerele, variabilele, multimile, vectorii, matricele etc. actioneaza ca obiecte matematice.

Clasificarea modelelor matematice pe baza caracteristicilor aparatului matematic utilizat.