Punë praktike №14
Plotësuar nga nxënësi i grupit Nr.___________F.I._____________________
Tema Hartimi i programeve bazuar në zhvillimin e algoritmeve për procese të natyrave të ndryshme.
Synimi: njihuni me konceptet e modeleve dhe modelimit, mësoni se si të krijoni modele kompjuterike.
Model - Kjoartificialisht objekt i krijuar, duke zëvendësuar disa objekte të botës reale (objekt simulimi) dhe duke riprodhuar numër i kufizuar vetitë e tij. Koncepti i një modeli i referohet koncepteve themelore të përgjithshme shkencore, dhe modelimi është një metodë për të kuptuar realitetin e përdorur nga shkenca të ndryshme.
Një objekt modelues është një koncept i gjerë që përfshin objekte të natyrës së gjallë ose të pajetë, procese dhe fenomene të realitetit. Vetë modeli mund të jetë ose fizik ose objekt ideal. Të parat quhen modele në shkallë të plotë, të dytat - modele informacioni. Për shembull, një plan urbanistik është një model në shkallë të plotë të një ndërtese, dhe një vizatim i së njëjtës ndërtesë është modeli i saj i informacionit, i paraqitur në formë grafike (modeli grafik).
Në eksperimentale kërkimin shkencor Përdoren modele në shkallë të plotë që bëjnë të mundur studimin e modeleve të fenomenit ose procesit që studiohet. Për shembull, në një tunel me erë, procesi i fluturimit të një avioni simulohet duke fryrë ajrin në një avion model. rrjedha e ajrit. Në këtë rast, për shembull, përcaktohen ngarkesat në trupin e avionit që do të ndodhin në një fluturim real.
Modelet e informacionit përdoren në studimet teorike të modelimit të objekteve. Në ditët e sotme mjeti kryesor modelimi i informacionitështë teknologji kompjuterike dhe teknologjisë së informacionit.
Modelimi kompjuterik përfshin përparimin në realizmin e një modeli informacioni në një kompjuter dhe kërkimin duke përdorur këtë model të një objekti modelues - kryerjen e një eksperimenti llogaritës.
Formalizimi
Fusha lëndore e shkencës kompjuterike përfshin mjete dhe metoda të modelimit kompjuterik. Një model kompjuterik mund të krijohet vetëm në bazë të një modeli informacioni të mirëformalizuar. Çfarë është formalizimi?
Formalizimi i informacionit për ndonjë objekt - këtë pasqyrimi i saj në një të caktuarformë. Mund të thuash edhe këtë: formalizimi është reduktimi i përmbajtjes në formë. Formulat që përshkruajnë proceset fizike janë një zyrtarizim i këtyre proceseve. Qarku i radios Pajisje elektronike- ky është një zyrtarizim i funksionimit të kësaj pajisjeje. Notat e shkruara në një fletë muzikore janë një zyrtarizim i muzikës etj.
Një model informacioni i formalizuar është një grup i caktuar shenjash (simbolesh) që ekzistojnë veçmas nga objekti i modelimit dhe mund të transmetohen dhe përpunohen. Zbatimi i një modeli informacioni në një kompjuter zbret në formalizimin e tij në formate të dhënash me të cilat kompjuteri "mund" të punojë.
Por mund të flasim për anën tjetër të formalizimit në lidhje me një kompjuter. Programi për gjuhë specifike programimi është një paraqitje e formalizuar e procesit të përpunimit të të dhënave. Kjo nuk bie ndesh me përkufizimin e mësipërm të një modeli informacioni të formalizuar si një grup shenjash, pasi një program kompjuterik ka një paraqitje të shenjave. Program kompjuterikështë një model i aktivitetit njerëzor në përpunimin e informacionit, i reduktuar në një sekuencë operacionesh elementare që mund të kryejë një procesor kompjuteri. Prandaj, programimi kompjuterik është një zyrtarizim i procesit të përpunimit të informacionit. Dhe kompjuteri vepron si ekzekutor formal programet.
Fazat e modelimit të informacionit
Ndërtimi i një modeli informacioni fillon me analiza e sistemit objekt modelimi (shih "Analiza e sistemit"). Le të imagjinojmë një kompani me rritje të shpejtë, menaxhimi i së cilës përballet me problemin e uljes së efikasitetit të kompanisë ndërsa rritet (që është një situatë e zakonshme) dhe vendos të drejtojë aktivitetet e menaxhimit.
Gjëja e parë që duhet bërë në këtë rrugë është të kryeni analiza e sistemit aktivitetet e kompanisë. Një analist i sistemeve i ftuar në një kompani duhet të studiojë aktivitetet e saj, të identifikojë pjesëmarrësit në procesin e menaxhimit dhe marrëdhëniet e tyre të biznesit, d.m.th. objekti i modelimit analizohet si sistem. Rezultatet e analizave të tilla formalizohen: paraqiten në formën e tabelave, grafikëve, formulave, ekuacioneve, pabarazive, etj. Tërësia e përshkrimeve të tilla është modeli teorik i sistemit.
Faza tjetër e formalizimit - modeli teorik përkthehet në formatin e të dhënave dhe programeve kompjuterike. Për këtë qëllim, ose të gatshme software, ose programues punësohen për ta zhvilluar atë. Në fund rezulton modeli i informacionit kompjuterik, i cili do të përdoret për qëllimin e synuar.
Për shembull me një kompani që përdor model kompjuterik mund te gjendet opsioni më i mirë menaxhimi, në të cilin do të arrihet efikasiteti më i lartë i kompanisë sipas kriterit të përfshirë në model (për shembull, marrja e fitimit maksimal për njësi të fondeve të investuara).
Klasifikimi i modeleve të informacionit mund të bazohet në parime të ndryshme. Nëse i klasifikojmë sipas teknologjisë mbizotëruese në procesin e modelimit, mund të dallojmë modelet matematikore, modele grafike, modelet e simulimit, modele tabelare, modelet statistikore etj.Nëse marrim për bazë klasifikimin fusha lëndore, atëherë mund të dallojmë modelet sistemet fizike dhe proceset, modelet e sistemeve dhe proceseve ekologjike (biologjike), modelet e proceseve optimale të planifikimit ekonomik, modelet aktivitete edukative, modelet e njohurive etj.. Çështjet e klasifikimit janë të rëndësishme për shkencën, sepse ato ju lejojnë të krijoni një pamje sistematike të problemit, por rëndësia e tyre nuk duhet të ekzagjerohet. Qasje të ndryshme klasifikimi i modeleve mund të jetë po aq i dobishëm. Përveç kësaj, model specifik në asnjë mënyrë nuk mund të klasifikohet gjithmonë në një klasë, edhe nëse kufizohemi në listën e mësipërme.
Le të ndalemi në këtë klasifikim më në detaje dhe ta shpjegojmë atë me shembuj.
Duke simuluar lëvizjen e një komete që pushton sistem diellor, përshkruajmë situatën (parashikojmë rrugën e fluturimit të kometës, distancën në të cilën do të kalojë nga Toka etj.), d.m.th. Ne vendosëm qëllime thjesht përshkruese. Ne nuk kemi aftësi të ndikojmë në lëvizjen e kometës ose të ndryshojmë ndonjë gjë gjatë procesit të modelimit.
Në modelet e optimizimit, ne mund të ndikojmë në procese në një përpjekje për të arritur një qëllim. Në këtë rast, modeli përfshin një ose më shumë parametra të disponueshëm për ndikimin tonë. Për shembull, duke ndryshuar regjimin termik në një hambar, ne mund të përpiqemi të zgjedhim atë që do të arrijë sigurinë maksimale të grurit, d.m.th. ne optimizojmë procesin.
Shpesh është e nevojshme të optimizoni një proces përgjatë disa parametrave në të njëjtën kohë, dhe qëllimet mund të jenë mjaft kontradiktore. Për shembull, duke ditur çmimet e ushqimeve dhe nevojën e një personi për ushqim, organizoni vaktet grupe të mëdha njerëz (në ushtri, kamp veror etj.) sa më të dobishëm dhe sa më lirë. Është e qartë se këto synime, në përgjithësi, nuk përkojnë fare, d.m.th. Gjatë modelimit do të ketë disa kritere ndërmjet të cilave duhet të kërkohet një ekuilibër. Në këtë rast, ne flasim për modele me shumë kritere.
Modelet e lojërave mund të lidhen jo vetëm me lojërat e fëmijëve (përfshirë lojërat kompjuterike), por edhe me gjëra shumë serioze. Për shembull, para një beteje, në prani të informacionit jo të plotë për ushtrinë kundërshtare, një komandant duhet të zhvillojë një plan në çfarë rradhe të futë njësi të caktuara në betejë, etj., duke marrë parasysh reagimin e mundshëm të armikut. Në matematikën moderne ekziston një seksion i veçantë - teoria e lojës, e cila studion metodat e vendimmarrjes në kushtet e informacionit jo të plotë.
Së fundi, ndodh që modeli të imitojë në masë të madhe procesin real, d.m.th. e imiton atë. Për shembull, kur modeloni dinamikën e numrit të mikroorganizmave në një koloni, mund të merrni parasysh një grup objektesh individuale dhe të monitoroni fatin e secilit prej tyre, duke vendosur kushte të caktuara për mbijetesën, riprodhimin e tij, etj. Në këtë rast, ndonjëherë nuk përdoret një përshkrim i qartë matematikor i procesit, duke u zëvendësuar me disa kushte verbale (për shembull, pas një periudhe të caktuar kohore, mikroorganizmi ndahet në dy pjesë, dhe gjatë një periudhe tjetër ai vdes). Një shembull tjetër është modelimi i lëvizjes së molekulave në një gaz, kur secila molekulë përfaqësohet si një top dhe specifikohen kushtet për sjelljen e këtyre topave kur përplasen me njëri-tjetrin dhe me mure (për shembull, një ndikim absolutisht elastik); nuk ka nevojë të përdoret asnjë ekuacion i lëvizjes.
Mund të thuhet se më shpesh simulimi përdoret në përpjekje për të përshkruar vetitë sistem i madh me kusht që sjellja e objekteve përbërëse të tij të jetë shumë e thjeshtë dhe e formuluar qartë. Më pas, përshkrimi matematik kryhet në nivelin e përpunimit statistikor të rezultateve të modelimit gjatë gjetjes së karakteristikave makroskopike të sistemit. Një eksperiment i tillë kompjuterik në fakt pretendon të riprodhojë një eksperiment në shkallë të plotë. Në pyetjen "pse e bëni këtë?" mund të japim përgjigjen e mëposhtme: simulimi na lejon të theksojmë “në formë e pastër» pasojat e hipotezave të ngulitura në idetë tona për mikro-ngjarjet, duke i pastruar ato nga ndikimi i pashmangshëm i faktorëve të tjerë në një eksperiment natyror që ne as nuk mund ta dyshojmë. Nëse një modelim i tillë përfshin gjithashtu elementë të një përshkrimi matematikor të ngjarjeve në nivel mikro, dhe nëse studiuesi nuk vendos detyrën për të gjetur një strategji për rregullimin e rezultateve (për shembull, kontrollin e numrit të një kolonie të mikroorganizmave), atëherë ndryshim model simulimi nga përshkrues është mjaft i kushtëzuar; është më tepër një çështje terminologjie.
Një tjetër qasje ndaj klasifikimit modele matematikore i ndan në përcaktuese dhe stokastike (probabiliste). Në modelet përcaktuese, parametrat e hyrjes mund të maten në mënyrë të paqartë dhe me çdo shkallë saktësie, d.m.th. janë madhësi përcaktuese. Prandaj, përcaktohet procesi i evolucionit të një sistemi të tillë. Në modelet stokastike, vlerat e parametrave të hyrjes njihen vetëm me një shkallë të caktuar probabiliteti, d.m.th. këta parametra janë stokastikë; Prandaj, procesi i evolucionit të sistemit do të jetë i rastësishëm. Në të njëjtën kohë, parametrat e prodhimit të një modeli stokastik mund të jenë vlera probabiliste dhe të përcaktuara në mënyrë unike.
Në këtë fazë, vetitë, gjendjet, veprimet dhe karakteristikat e tjera të objekteve elementare sqarohen në çdo formë: me gojë, në formën e diagrameve, tabelave. Formohet një ide për objektet elementare që përbëjnë objektin origjinal, d.m.th., një model informacioni.
Modelet duhet të pasqyrojnë tiparet, vetitë, gjendjet dhe marrëdhëniet më thelbësore të objekteve në botën objektive. Janë ata që japin informacion të plotë rreth objektit. Mund të jetë i gjithanshëm dhe shumë i gjerë.
Nuk duhet të ketë shumë informacion. Është e rëndësishme që ai të jetë "për meritat", domethënë, në përputhje me qëllimin për të cilin përdoret.
Për të studiuar një objekt, një person mbledh informacione rreth tij.Në varësi të qëllimit për të cilin studiohet, çfarë mjetesh dhe njohurish ka personi, do të merren informacione me vëllime të ndryshme. I njëjti objekt mund të shihet me pika të ndryshme vizion dhe, në përputhje me rrethanat, përshkruajeni atë ndryshe. Disa veti të një objekti mund të shkruhen në formën e formulave që lidhin parametra të ndryshëm. Për shembull, ligji i ruajtjes së masës në reaksionet kimike ose ligjet e përthyerjes së dritës, etj. Për të përshkruar objektet, vetitë dhe marrëdhëniet e tyre, mund të përdorni diagrame, vizatime, sisteme shenjash dhe karakteristika numerike të ndryshme. Dhe megjithëse informacioni nuk mund të zëvendësojë një objekt real, çdo përshkrim i tillë do ta karakterizojë atë me shkallë të ndryshme saktësie.
Në modelin e informacionit, parametrat e objektit dhe përbërësve të tij paraqiten në formë numerike, tekstuale ose në formë tjetër dhe veprimet gjatë studimit paraqiten në formën e proceseve të përpunimit të informacionit.
Modelet e informacionit luajnë shumë rol i rendesishem Në jetën e njeriut.
Njohuritë që merrni në institut marrin formën e një modeli informacioni të destinuar për qëllime të studimit të objekteve dhe fenomeneve.
Një model informacioni nuk karakterizon kurrë plotësisht një objekt dhe nuk duhet ta bëjë këtë. Për të njëjtin objekt, ju mund të ndërtoni modele të ndryshme informacioni.
Le të zgjedhim një objekt të tillë si "person" për modelim. Një person mund të shihet nga këndvështrime të ndryshme: si individ dhe si person në përgjithësi.
Nëse keni parasysh person specifik, atëherë mund të ndërtoni modele që janë paraqitur në tabelë. 2.1-2.3.
Tabela 2.1. Modeli i informacionit kadet
Tabela 2.2. Modeli i informacionit të një vizitori mjekësor. zyrë
Tabela 2.3. Modeli i informacionit të një punonjësi të ndërmarrjes
Nëse e konsiderojmë një person si një specie biologjike, atëherë është e mundur të ndërtohen modele informacioni që përshkruajnë strukturën ose funksionimin e sistemeve të ndryshme të trupit, për shembull, sistemin nervor ose sistemin e qarkullimit të gjakut.
Le të shqyrtojmë shembuj të tjerë të modeleve të ndryshme informacioni për të njëjtin objekt.
Dëshmitarë të shumtë të krimit dhanë një sërë informacionesh për sulmuesin e supozuar - këto janë modelet e tyre të informacionit. Përfaqësuesi i policisë duhet të zgjedhë nga rrjedha e informacionit ato më të rëndësishmet që do të ndihmojnë në gjetjen e kriminelit dhe ndalimin e tij. Një përfaqësues i ligjit mund të ketë më shumë se një model informacioni të një banditi. Suksesi i biznesit varet nga sa saktë janë zgjedhur tiparet thelbësore dhe sa janë hedhur poshtë ato dytësore.
Përzgjedhja e informacionit më thelbësor kur krijimmodeli i informacionit dhe kompleksiteti i tij përcaktohen nga qëllimi i modelimit.
Ndërtimi i një modeli informacioni është pika fillestare e fazës së zhvillimit të modelit.
Të gjithë parametrat e hyrjes së objekteve të identifikuara gjatë analizës janë renditur në rend zbritës të rëndësisë dhe modeli është thjeshtuar në përputhje me qëllimin e modelimit. Në këtë rast, faktorët që nuk janë domethënës nga pikëpamja e atij që përcakton modelin, hidhen poshtë. Nëse hedhim poshtë faktorët më të rëndësishëm, atëherë modeli do të rezultojë i pasaktë.
Në varësi të numrit të faktorëve përcaktues, mund të ndërtohen disa modele. Shumë studime përdorin teknikën e krijimit të modeleve për një objekt, duke filluar nga ato më të thjeshtat - me grup minimal përcaktimin e parametrave. Më tej, modelet bëhen më komplekse, d.m.th., futen ato parametra që më parë ishin hedhur poshtë.
Ndonjëherë detyra fillimisht mund të formulohet në një formë të thjeshtuar. Ai përcakton qartë qëllimet dhe përcakton parametrat e modelit që duhet të merren parasysh.
Të gjitha objektet elementare të identifikuara gjatë analizës duhet të tregohen në ndërlidhje. Modeli i informacionit shfaq vetëm lidhje të pamohueshme dhe veprime të dukshme. Një model i tillë jep idenë parësore që përcakton rrjedhën e mëtejshme të modelimit.
Modeli ikonë
Një model informacioni, si rregull, paraqitet në një formë simbolike, e cila mund të jetë ose kompjuterike ose jo kompjuterike. Para se të merret me modelimin kompjuterik, një person bën skica paraprake të vizatimeve ose diagrameve në letër dhe nxjerr formulat e llogaritjes. Procesi i krijimtarisë dhe kërkimit përfshin gjithmonë kërkime të dhimbshme dhe shporta me skica të hedhura. Dhe vetëm për detyra të thjeshta që janë të njohura në përmbajtje, nuk nevojiten modele simbolike jo kompjuterike. Sot, kur kompjuteri është bërë mjeti kryesor i kërkimit, shumë njerëz preferojnë të bëjnë skica paraprake dhe menjëherë të shkruajnë formula në të.
Modeli kompjuterik
Tani që është formuar modeli i shenjës së informacionit, mund të filloni modelimin aktual të kompjuterit - duke krijuar një model kompjuterik. Menjëherë lind pyetja për mjetet që janë të nevojshme për këtë, d.m.th. instrumentet modelimi .
Ka paketa të panumërta softuerësh që ju lejojnë të kryeni kërkime (modelime) të modeleve të informacionit. Secili mjedisi i softuerit ka mjetet e veta dhe ju lejon të punoni me lloje të caktuara të objekteve të informacionit. Prandaj, studiuesi përballet me pyetjen e vështirë të zgjedhjes së mjedisit më të përshtatshëm dhe efektiv për zgjidhjen e problemit.
Disa mjedise softuerike përdoren nga njerëzit si një mjet efektiv ndihmës për realizimin e planeve të tyre. Me fjalë të tjera, personi tashmë e di se cili do të jetë modeli dhe përdor kompjuterin për t'i dhënë atij një formë simbolike. Për shembull, mjediset grafike përdoren për të ndërtuar modele dhe diagrame gjeometrike, dhe një mjedis redaktues teksti përdoret për përshkrime verbale ose tabelare.
Mjedise të tjera softuerike përdoren si mjet për përpunimin e informacionit fillestar dhe marrjen dhe analizimin e rezultateve. Këtu kompjuteri vepron si një asistent inteligjent. Kështu përpunohen sasi të mëdha informacioni në një mjedis bazë të dhënash ose llogaritjet kryhen në tabela.
Në procesin e zhvillimit të një modeli kompjuterik, modeli fillestar i simbolit të informacionit do të pësojë disa ndryshime në formën e paraqitjes, pasi ai duhet të orientohet drejt një mjedisi dhe veglash softuerike specifike.
Për shembull, nëse jeni duke eksploruar një model gjeometrik të përbërë nga objekte elementare grafike, një mjedis redaktues grafik është i përshtatshëm për modelim. Megjithatë, për të zhvilluar modele gjeometrike, në disa raste mund t'ju duhet një mjedis programimi me mjete grafike.
Për modelet verbale përdoren përpunues teksti me mundësi të gjera për hartimin e dokumentit dalës - redaktues i formulës, grafika e integruar e biznesit, elementë tabele.
Ka programe të ndryshme që ju lejojnë të përfshini në përshkrim skemat e rrjedhës së algoritmeve, qarqeve elektronike, diagrameve, etj.
Modelet e informacionit, të cilat shfaqin jo vetëm informacione rreth objekteve, por gjithashtu tregojnë marrëdhëniet e tyre, zbatohen në sistemet e menaxhimit të bazës së të dhënave.
Nëse jeni duke eksploruar një model matematikor, atëherë as një mjedis redaktues grafik, as një mjedis bazë të dhënash, as një mjedis përpunues teksti nuk është i përshtatshëm për ju. Një mjet efektiv për studimin e modeleve matematikore është një mjedis programimi, ku një model kompjuterik paraqitet në formën e një programi. Një mjet tjetër i fuqishëm për të eksploruar modele të tilla është mjedisi i fletëllogaritjes. Këtu modeli i shenjës së informacionit fillestar paraqitet në formën e një tabele që lidh objektet elementare sipas rregullave për ndërtimin e lidhjeve në këtë mjedis.
Një model kompjuterik është një model i zbatuar duke përdorur një mjedis softuerësh.
Bazuar në sa më sipër, mund të konkludojmë se kur modeloni në një kompjuter, është e nevojshme të keni një ide për klasat e softuerit, qëllimin e tyre, mjetet dhe metodat teknologjike të punës.
Prezantimi:2. Çfarë është një model? Në cilat raste përdoret modelimi? Një model është një objekt i ri që pasqyron veçoritë thelbësore të subjektit, procesit ose fenomenit që studiohet nga pikëpamja e qëllimit të modelimit.
Simulimi përdoret në rastet kur objekti është shumë i madh ose shumë i vogël, procesi është shumë i shpejtë ose shumë i ngadalshëm, studimi i objektit mund të jetë i rrezikshëm për të tjerët, etj.3. Konfirmoni me shembuj vlefshmërinë e pohimeve të mëposhtme:
a) një objekt mund të korrespondojë me disa modele;
b) një model mund të korrespondojë me disa objekte.
Shembuj: a - Objekti: Makinë, modele: vend parkimi, vizatim, shenjë rrugore, makinë e kontrolluar me radio.
b - Modeli: Diagrami, objektet: diagrami i metrosë, diagrami i ndërtesës, diagramet e radios
4. Jepni shembuj të modeleve në shkallë të plotë dhe të informacionit.
Modelet e jetës: lodër, manekin, fotografi etj.Modelet e informacionit: tabela, grafiku, formula etj.
5. Në listën e dhënë të modeleve, tregoni ato që mund të përdoren për:
a - paraqitjen e zonës së banimit; fotografitë e lëvizjes së masave ajrore.b - fotografi të lëvizjes së masave ajrore; modeli i fluturimit të një modeli të ri avioni në një tunel me erë; diagrami i strukturës organet e brendshme person.
c - fotografi të lëvizjes së masave ajrore; modeli i fluturimit të një modeli të ri avioni në një tunel me erë; diagrami i strukturës së organeve të brendshme të njeriut.
d - fotografi të lëvizjes së masave ajrore; orari i trenit; model fluturimi i një dizajni të ri avioni në një tunel me erë.
d - orari i trenave.
6. Jepni një shembull të një modeli informacioni
a - djalë, lartësia 173 cm, sy kafe, brune.b - një djalë i gjatë, flokëbardhë, atletik, i shkathët, i shpejtë.
c - i sjellshëm, me gëzof, mjaullion vazhdimisht.
g - Kati i 3-të, apartament i gjerë me 3 dhoma.
d - mbulesë e fortë
e - Disku CD-R me kapacitet 700 MB, muzikë e regjistruar rock.
g - qytet rus, shumëkombësh, i vendosur në rajonin e Nizhny Novgorod.
7. Përshkruani fazat e ndërtimit të një modeli informacioni. Cili është thelbi i fazës së zyrtarizimit?
Ndërtimi i një modeli informacioni fillon me një analizë të kushteve të problemit. Pas analizës përcaktohet objekti dhe qëllimi i modelimit. Më pas identifikohen tiparet thelbësore të modelit dhe në fund formalizohen.Formalizimi është zëvendësimi i një objekti real me përshkrimin e tij formal, domethënë modelin e tij të informacionit.
8. Listoni llojet e modeleve të informacionit në varësi të formës së paraqitjes së informacionit për objektin modelues. Jepni shembuj të modeleve të informacionit të secilit lloj.
Skema - harta e metrosë, harta rrugore etj.Tabela - revistë cool, lista e çmimeve të produkteve, etj.
Modeli hierarkik - klasifikimi i llojeve të kafshëve, rregullimi i librave në bibliotekë, etj.
Gjatë historisë, njerëzimi ka përdorur mënyra të ndryshme dhe mjetet për krijimin e modeleve të informacionit. Aktualisht, modelet e informacionit zakonisht ndërtohen dhe studiohen duke përdorur teknologji moderne kompjuterike.
Modelimi kompjuterik është një nga metoda efektive duke studiuar sisteme komplekse. Modelet kompjuterike janë shpesh më të thjeshta dhe më të përshtatshme për t'u studiuar; ato bëjnë të mundur kryerjen e eksperimenteve llogaritëse, zbatimi real i të cilave është i vështirë ose mund të japë një rezultat të paparashikueshëm.
Përdorimi i një kompjuteri për të studiuar modele informacioni të objekteve dhe sistemeve të ndryshme bën të mundur studimin e ndryshimeve të tyre në varësi të vlerës së parametrave të caktuar.
Procesi i zhvillimit të modeleve dhe studimit të tyre në një kompjuter mund të ndahet në disa faza kryesore:
1. Deklarata e problemit. Ndërtimi i një modeli informacioni përshkrues (identifikimi i parametrave thelbësorë).
2. Krijimi i një modeli të formalizuar (shkrimi i formulave).
3. Ndërtimi i një modeli kompjuterik.
4. Eksperiment kompjuterik (kompjuterik).
5. Analiza e rezultateve të marra dhe përshtatja e modelit në studim.
Aktiv së pari Në fazën e kërkimit të një objekti ose procesi, zakonisht ndërtohet një model informacioni përshkrues. Një pikë e rëndësishme në këtë fazë është përcaktimi i qëllimit të modelimit. Varet nga qëllimi i zgjedhur se cilat karakteristika të objektit në studim konsiderohen të rëndësishme dhe cilat hidhen poshtë. Në përputhje me qëllimin, mund të zgjidhen mjete, mund të përcaktohen metodat për zgjidhjen e problemit dhe format për shfaqjen e rezultateve.
Aktiv e dyta Në këtë fazë, krijohet një model i formalizuar, domethënë, shkruhet një model informacioni përshkrues duke përdorur një gjuhë zyrtare. Në një model të tillë, me ndihmën e formulave, ekuacioneve, pabarazive, etj., marrëdhëniet formale midis fillestarit dhe vlerat përfundimtare vetitë e objekteve, dhe gjithashtu vendos kufizime në vlerat e vlefshme këto veti. Përveç kësaj, në përputhje me qëllimin, është e nevojshme të theksohen parametrat që dihen (të dhënat fillestare) dhe që duhet të gjenden (rezultatet).
Aktiv e treta Në këtë fazë, është e nevojshme të konvertohet modeli i formalizuar i informacionit në një model kompjuterik në një gjuhë të kuptueshme për kompjuterin.
Ekzistojnë dy mënyra thelbësisht të ndryshme për të ndërtuar një model kompjuterik:
Krijimi i një algoritmi për zgjidhjen e një problemi dhe kodimi i tij në një nga gjuhët e programimit;
Formimi i një modeli kompjuterik duke përdorur një nga aplikacionet ( spreadsheets, DBMS, etj.).
Në procesin e krijimit të një modeli kompjuterik, është e dobishme të zhvillohet një i përshtatshëm GUI, i cili do t'ju lejojë të vizualizoni një model formal, si dhe të zbatoni një dialog ndërveprues midis një personi dhe një kompjuteri në fazën e studimit të modelit.
Së katërti Faza e hulumtimit të modelit të informacionit konsiston në kryerjen e një eksperimenti kompjuterik.
Eksperimentoniështë një përvojë që bëhet me një objekt ose model. Ai konsiston në kryerjen e veprimeve të caktuara dhe përcaktimin se si mostra eksperimentale reagon ndaj këtyre veprimeve.
Faza e eksperimentit kompjuterik përfshin dy faza:
Hartimi i një plani eksperimental;
Kryerja e hulumtimit.
Plani eksperimental duhet të pasqyrojë qartë sekuencën e punës me modelin. Pika e parë e një plani të tillë është gjithmonë testimi i modelit. Duke testuar- procesi i kontrollit të korrektësisë së konstruksionit të modelit. Për të kontrolluar korrektësinë e konstruksionit të modelit, përdoret një grup të dhënash fillestare, për të cilat rezultati përfundimtar dihet paraprakisht. Pas testimit, kur të jeni të sigurt në korrektësinë e modelit të ndërtuar, mund të vazhdoni drejtpërdrejt në hulumtim.
Plani duhet të përfshijë një eksperiment ose seri eksperimentesh që plotësojnë objektivat e modelimit. Çdo eksperiment duhet të shoqërohet nga një kuptim i rezultateve, i cili shërben si bazë për analizimin e rezultateve të modelimit dhe marrjen e vendimeve.
E pesta Faza konsiston në analizimin e rezultateve të marra dhe përshtatjen e modelit në studim. Nëse rezultatet e testimit dhe eksperimenteve nuk korrespondojnë me qëllimet e detyrës, do të thotë se janë bërë gabime në fazat e mëparshme. Ky mund të jetë ose një formulim i gabuar i problemit, ose një ndërtim tepër i thjeshtuar i një modeli informacioni, ose një zgjedhje e pasuksesshme e një metode ose mjedisi modelimi, ose një shkelje e teknikave teknologjike gjatë ndërtimit të një modeli. Nëse identifikohen gabime të tilla, atëherë modeli duhet të rregullohet, domethënë një kthim në një nga fazat e mëparshme. Procesi përsëritet derisa rezultatet eksperimentale të përmbushin qëllimet e modelimit. Qëllimi përfundimtar i modelimit është marrja e një vendimi, i cili duhet të merret në bazë të një analize gjithëpërfshirëse të rezultateve të modelimit.
Këshillohet që procesi i modelimit të ndahet në faza, secila prej të cilave duhet të përfundojë me një rezultat specifik të matshëm:
■ faza 0 – vendosja e subjektit të kërkimit dhe kufijve të modelit;
■ faza 1 – përcaktimi i klasave të subjekteve;
■ faza 2 – përcaktimi i klasave të marrëdhënieve që ekzistojnë ndërmjet klasave të entitetit të krijuara në fazën e mëparshme;
■ Faza 3 – përcaktimi i klasave kyçe për secilën klasë të entitetit dhe çdo klasë atributi që përdoret nga klasa e çelësit;
■ faza 4 – shpërndarja e klasave të atributeve jo kyç nëpër klasat e entitetit dhe Përshkrimi i plotë klasa të tilla të atributeve.
Krijimi i një modeli informacioni duket të jetë një proces përsëritës ciklik, që konsiston në mbledhjen e të dhënave, ndërtimin e një modeli të bazuar në të dhe eliminimin e komenteve të rishikuesve. Ndërsa studioni objektin e studimit dhe merrni informacion shtese Modeluesi mund të kthehet në mënyrë të përsëritur në fazat e mëparshme të projektimit për të bërë ndryshime, përmirësime dhe shtesa. Modeli i informacionit duhet t'i nënshtrohet një rishikimi gjithëpërfshirës përpara se të merren përfundime dhe vendime bazuar në analizën e tij.
Aktiv faza 0 Zgjidhen çështjet themelore organizative: përcaktohen tema, qëllimet dhe kufijtë e modelimit, metodat e mbledhjes dhe burimet e informacionit, plani i punës dhe shpërndarja e tyre midis interpretuesve, të cilat regjistrohen në dokumentet përkatëse. Informacioni për burimet e të dhënave dhe të dhënat specifike regjistrohen në forma tabelare.
Detyrë faza 1është përcaktimi dhe përshkrimi i klasave të entitetit të modelit të informacionit. Duke studiuar dokumentet që përdoren në proceset e organizatës dhe duke intervistuar punonjësit, analisti formon një grup klasash entiteti. Pasi të përcaktohen klasat e entitetit, ato duhet të përshkruhen, kështu që hapi tjeter Kjo fazë e modelimit është formimi i një fjalori ose fjalori të klasave të entiteteve.
Aktiv faza 2 përcaktohen klasat e marrëdhënieve që ekzistojnë ndërmjet klasave të entitetit të modelit. Marrëdhëniet ndërmjet klasave të njësive përshkruhen si diagrame. Më pas, krijohen diagramet e klasave të entitetit. Diagramet IDEF1 përmbajnë imazhe të një numri klasash entiteti të lidhura me linja që përfaqësojnë marrëdhëniet e tyre të ndërsjella. Diagramet e klasave të entitetit krijojnë një paraqitje grafike të informacionit të përdorur në një organizatë. Modeli paraqet strukturën e informacionit në dy mënyra - si një grup instancash të entiteteve brenda secilës klasë entiteti dhe si një grup shembujsh të marrëdhënieve ndërmjet klasave të entitetit.
Qëllimi faza 3është përcaktimi i klasave kyçe për çdo klasë entiteti. Grupet e klasave të atributeve grupohen në një grup të klasës së atributeve nga modeluesi. Klasat e atributeve, ashtu si klasat e entitetit dhe marrëdhënieve më parë, duhet të përshkruhen në detaje. Duke analizuar vetitë e klasave të atributeve, modeluesi përcakton ato që do të përdoren në klasën kryesore. Pasi të përcaktohen klasat kyçe, zhvilluesi vazhdon me ndërtimin e diagrameve të klasave të atributeve. Ashtu si diagramet e klasave të entitetit, diagramet e klasave të atributeve fokusohen në një nga klasat e entitetit, duke vendosur një imazh të tij në qendër të formës së diagramit. Një diagram i klasës së atributeve mund të mendohet si zhvillimin e mëtejshëm Diagramet e klasave të entitetit, pasi ato ndryshojnë vetëm në informacionin e përmbajtur brenda bllokut që përshkruan klasën e entitetit - klasat kryesore dhe klasat e tjera të atributeve përdoren si përmbajtje e bllokut të klasës së entitetit.
Aktiv faza 4 shpërndarja e klasave të atributeve që nuk mund të përdoren në klasat kyçe kryhet ndërmjet klasave përkatëse të entitetit. Aktivitetet e kryera në këtë fazë të zhvillimit të modelit janë kryesisht të ngjashme me ato në fazën e mëparshme. Si rezultat i përfundimit të punës së fazës 4, zhvilluesi merr një model informacioni të strukturuar.
Nëse të gjitha fazat janë kryer në mënyrë korrekte, çdo klasë entiteti do të përfaqësohet nga një grup optimal informacioni dhe secila palë klasa entiteti që ndajnë një klasë marrëdhëniesh do të pasqyrojë me saktësi ndërvarësinë e të dhënave në model.
Kështu, modeli IDEF është një formë e paraqitjes së të dhënave që lehtëson zhvillimin e një baze të dhënash të sistemit të kontrollit. Megjithatë, nuk mund të thuhet se zhvillimi i një modeli informacioni IDEFl është zhvillimi i një baze të dhënash. Modeli IDEFl përfaqëson vetëm një stabile struktura e informacionit dhe një grup i qëndrueshëm rregullash dhe përkufizimesh kundër të cilave mund të zhvillohet baza e të dhënave.
Metodologjia IDEF1X është një mjet për zhvillimin e bazave të të dhënave relacionale. Siç u përmend më herët, IDEF1X synon të ndërtojë një diagram konceptual të strukturës logjike të një baze të dhënash relacionale që do të ishte e pavarur nga platformë softuerike zbatimin përfundimtar të tij.
IDEF1X, si IDEF1, përdor konceptet e entiteteve, atributeve, marrëdhënieve dhe çelësave. Gjuhët imazh grafik Modelet e përdorura nga këto metodologji janë gjithashtu kryesisht të ngjashme. Sidoqoftë, IDEF1X nuk i konsideron objektet e botës reale, por vetëm shfaqjen e informacionit të tyre, pasi në kohën kur zhvillohet baza e të dhënave, të gjitha IR të organizatës duhet të studiohen, set i nevojshëm të dhënat për të pasqyruar aktivitetet e tij përcaktohen dhe kontrollohen për plotësi. Meqenëse IDEF1X është menduar për zhvillimin e bazave të të dhënave relacionale, ai gjithashtu funksionon me një sërë konceptesh, rregullash dhe kufizimesh, të tilla si domenet, pamjet, çelësat kryesorë, të huaj dhe zëvendësues, dhe të tjera që vijnë nga algjebra relacionale dhe që nuk janë të nevojshme në fazat e studimit dhe të përshkrimit të veprimtarive të një organizate .
Metodologjitë dhe standardet e listuara janë baza e mjeteve të shumta për krijimin e një modeli informacioni për IS, të quajtur mjete CASE.
