| Modelimi si një metodë e njohjes

Mësimi 2
§ 1.1 Modelimi si metodë e njohjes

Fjalë kyçe:

Model
modelimi
objektiv simulimi
model në shkallë të plotë (material).
model informacioni
formalizimi
klasifikimi i modeleve të informacionit

1.1.1. Modelet dhe Simulimet

Një person kërkon të njohë objektet (objektet, proceset, fenomenet) të botës përreth, domethënë të kuptojë se si është rregulluar një objekt specifik, cilat janë struktura e tij, vetitë themelore, ligjet e zhvillimit dhe ndërveprimit me objektet e tjera. Për të zgjidhur shumë probleme praktike, është e rëndësishme të dini:

Si do të ndryshojnë karakteristikat e një objekti me një ndikim të caktuar mbi të nga objektet e tjera ("Çfarë do të ndodhë nëse ...?");
çfarë ndikimi duhet të ketë në një objekt për të ndryshuar vetitë e tij në përputhje me kërkesat e reja ("Si ta bëjmë atë për ...?");
cili kombinim i karakteristikave të objektit është më i miri në kushtet e dhëna ("Si ta bëjmë më mirë?").

Një nga metodat e njohjes së objekteve të botës përreth është modelimi, i cili konsiston në krijimin dhe kërkimin e zëvendësuesve të thjeshtuar për objektet reale. Objekti i mbajtësit të vendndodhjes zakonisht quhet model, dhe objekti origjinal quhet prototip ose objekti origjinal. Shembuj të modeleve janë paraqitur në Fig. 1.1.

Oriz. 1.1. Shembuj modelesh

Modelimi përdoret kur objekti në studim është shumë i madh (sistemi diellor) ose shumë i vogël (atom), kur procesi vazhdon shumë shpejt (përpunimi i karburantit në një motor me djegie të brendshme) ose shumë ngadalë (proceset gjeologjike), kur studimi i objekti mund të jetë i rrezikshëm për të tjerët (një shpërthim atomik), të çojë në shkatërrimin e tij (kontrollimi i vetive sizmike të një ndërtese të lartë) ose kur krijimi i një objekti real është shumë i shtrenjtë (një zgjidhje e re arkitekturore), etj.

Modeli nuk është një kopje e saktë e objektit origjinal: pasqyron vetëm një pjesë të vetive, marrëdhënieve dhe veçorive të sjelljes. Sa më shumë karakteristika të një objekti të pasqyrojë modeli, aq më i plotë është ai. Sidoqoftë, është e pamundur të pasqyrohen në model të gjitha tiparet e objektit origjinal, dhe më shpesh nuk është e nevojshme. Karakteristikat e objektit origjinal, të cilat duhet të riprodhohen në model, përcaktohen nga qëllimi i modelimit - qëllimi i modelit të ardhshëm. Këto karakteristika quhen thelbësore për këtë model nga pikëpamja e qëllimit të modelimit.

Mendoni se cilat veçori të objektit "teatri" do të jenë thelbësore kur krijoni modelin e tij nga pikëpamja:

1) një kompani ndërtimi e angazhuar në ndërtimin e një ndërtese teatri;
2) regjisori që përgatit prodhimin e një shfaqjeje të re;
3) arkëtari që shet bileta;
4) një shikues që do të marrë pjesë në shfaqje.

Një model është një objekt i ri që pasqyron veçoritë e objektit, procesit ose fenomenit që janë thelbësore nga pikëpamja e qëllimit të modelimit.

Modelimi është një metodë konjitive që konsiston në krijimin dhe kërkimin e modeleve.

Meqenëse çdo model pasqyron gjithmonë vetëm një pjesë të veçorive të origjinalit, mund të krijoni dhe përdorni modele të ndryshme të të njëjtit objekt. Për shembull: një top mund të riprodhojë vetëm një pronë të Tokës - forma e tij, një glob i zakonshëm pasqyron gjithashtu vendndodhjen e kontinenteve, dhe globi, i cili është pjesë e modelit aktual të Sistemit Diellor, pasqyron gjithashtu trajektoren e Toka rreth Diellit.

Karakteristikat e origjinalit mund të pasqyrohen në model në mënyra të ndryshme.

Së pari, shenjat mund të kopjohen, riprodhohen. Ky model quhet natyral (material). Shembuj të modeleve në shkallë të plotë janë dummies dhe modele - kopje të zvogëluara ose të zmadhuara që riprodhojnë pamjen e një objekti të modeluar (globit), strukturën e tij (modelin e sistemit diellor) ose sjelljen (modeli i një makine të kontrolluar nga radio).

Së dyti, tiparet e origjinalit mund të përshkruhen në një nga gjuhët e përfaqësimit (kodimit) të informacionit - për të dhënë një përshkrim verbal, për të dhënë një formulë, diagram ose vizatim, etj. Një model i tillë quhet informues. Në të ardhmen, ne do të shqyrtojmë në mënyrë specifike modele informacioni.

Modeli i informacionit është një përshkrim i objektit origjinal në një nga gjuhët e prezantimit të informacionit (kodimit).

1.1.2. Fazat e ndërtimit të një modeli informacioni

Çdo model është ndërtuar për të zgjidhur disa probleme... Ndërtimi i një modeli informacioni fillon me një analizë të gjendjes së këtij problemi, të shprehur në gjuhën natyrore.

Si rezultat i analizës së gjendjes së problemit, përcaktohet objekti i modelimit dhe qëllimi i modelimit.

Pas përcaktimit objektivat e modelimit në objektin e modelimit janë theksuar vetitë, pjesët kryesore dhe lidhjet ndërmjet tyre, thelbësore nga pikëpamja e këtij qëllimi të veçantë (Fig. 1.2). Në këtë rast, duhet të përcaktohet qartë se çfarë jepet (çfarë të dhënat fillestare dini se cilat të dhëna janë të vlefshme) dhe çfarë dëshironi të gjeni në problemin që zgjidhet. Gjithashtu duhet të specifikohet lidhjet ndërmjet hyrjeve dhe daljeve.

Hapi tjetër në ndërtimin e një modeli informacioni është formalizimi- prezantimi i lidhjeve të identifikuara dhe veçorive thelbësore të zgjedhura të objektit të modelimit në një formë (përshkrim verbal, tabelë, figurë, diagram, vizatim, formula, algoritëm, program kompjuterik etj.).

Formalizimi është zëvendësimi i një objekti real me përshkrimin e tij formal, domethënë modelin e tij të informacionit.

Oriz. 1.2. Fazat e krijimit të një modeli informacioni

Shembull. Një nxënës i klasës së 9-të për një mësim letërsie duhet të mësojë përmendësh tre strofat e para të kapitullit të parë të romanit të Aleksandër Pushkinit "Eugene Onegin", që përmban 42 rreshta. Sa kohë do t'i duhet atij për të përfunduar këtë detyrë nëse ai mund të mësojë përmendësh rreshtin e parë në 5 sekonda, dhe atij i duhen 2 sekonda më shumë për të mësuar përmendësh çdo rresht tjetër sesa për të mësuar përmendësh rreshtin e mëparshëm?

Në këtë rast, objekt i modelimit është procesi i mësimit përmendësh të një poezie nga një student; Qëllimi i simulimit është të përftojë një formulë për llogaritjen e kohës që i duhet nxënësit për të mësuar përmendësh një poezi.

Nga pikëpamja e qëllimit të modelimit, informacioni i mëposhtëm është thelbësor: koha e memorizimit të rreshtit të parë (5 sekonda); diferenca në kohën e memorizimit për rreshtat e radhës dhe ato të mëparshme (2 sekonda); numri i rreshtave që do të memorizohen (42 rreshta). Këto janë të dhënat origjinale. Rezultati duhet të jetë koha që duhet për të mësuar përmendësh të 42 rreshtat e fragmentit të romanit.

Meqenëse koha për memorizimin e çdo rreshti, duke filluar nga e dyta, fitohet duke shtuar një numër konstant në kohën e nevojshme për memorizimin e rreshtit të mëparshëm, është e nevojshme të shtoni numrat që formojnë një sekuencë: 5, 7, 9, 11, etj. Vini re se ndryshimi midis numrave ngjitur të kësaj sekuence është i njëjtë.

Në matematikë, ekziston një formulë për llogaritjen e shumës së një sekuence të tillë:

Këtu n është numri i rreshtave, dhe 1 është anëtari i parë i sekuencës, d është ndryshimi midis numrave ngjitur në sekuencë.

Kjo formulë është modeli i kërkuar i informacionit. Me ndihmën e tij, llogaritni në mënyrë të pavarur kohën që i duhet nxënësit për të mësuar përmendësh poezinë.

Modelet e informacionit ekzistojnë veçmas nga objektet e modelimit dhe mund të përpunohen në mënyrë të pavarur prej tyre. Duke ndërtuar një model informacioni, një person e përdor atë në vend të objektit origjinal për të studiuar këtë objekt, për të zgjidhur problemin.

Aplikacioni gjendet në https://www.google.com/intl/ru/earth/ Google Earth, i cili ofron një mundësi për të udhëtuar rreth planetit tonë pa u ngritur nga një karrige.

Ky është një model tre-dimensional i planetit, duke lëvizur përgjatë të cilit mund të:

shikoni fotografi satelitore të sipërfaqes së tokës;
eksploroni qytete, ndërtesa individuale dhe monumente të famshme botërore në 3D;
eksploroni galaktikat, yjësitë dhe planetët e largët;
udhëtimi pas në kohë, etj.

1.1.3. Klasifikimi i modeleve të informacionit

Ka shumë mundësi për klasifikimin e modeleve të informacionit. Le të hedhim një vështrim në disa prej tyre.

Nëse marrim për baza e klasifikimit fusha lëndore, pastaj mund të dallohen modelet fizike, mjedisore, ekonomike, sociologjike e të tjera.

Varet nga faktori kohe ndajnë dinamike(duke ndryshuar me kalimin e kohës) dhe statike(që nuk ndryshojnë me kalimin e kohës) modelet.

Varet nga prezantimi i informacionit rreth objektit të modelimit dallojnë ikonike, figurative dhe e përzier Llojet (figurative-simbolike) të modeleve të informacionit.

Modele ikonë informacioni ndërtohen duke përdorur gjuhë të ndryshme natyrore dhe formale (sistemet e shenjave). Modeli i informacionit të shenjave mund të paraqitet në formën e një teksti në një gjuhë natyrore ose një programi në një gjuhë programimi, në formën e një formule, etj.

Modelet e informacionit figurativ(vizatimet, fotografitë, etj.) janë imazhe vizuale të objekteve të fiksuara në një lloj bartësi informacioni.

Modelet e përziera të informacionit kombinojnë elemente figurative dhe simbolike. Shembuj të modeleve të informacionit të përzier janë hartat gjeografike, grafikët, diagramet, etj. Të gjitha këto modele përdorin elemente grafike dhe shenja.

GJËJA MË E RËNDËSISHME

Modeli është një objekt i ri, i cili pasqyron veçoritë e lëndës, procesit ose dukurisë së studiuar që janë thelbësore nga pikëpamja e qëllimit të modelimit.

M modelimi - një metodë e njohjes, që konsiston në krijimin dhe studimin e modeleve.

Qëllimi i modelimit(qëllimi i modelit të ardhshëm) përcakton karakteristikat e objektit origjinal që duhet të riprodhohet në model.

Dalloni midis modeleve natyrore dhe atyre të informacionit... Modelet në shkallë të plotë janë objekte reale që, në një formë të zvogëluar ose të zmadhuar, riprodhojnë pamjen, strukturën ose sjelljen e një objekti të modeluar. Modelet e informacionit janë përshkrime të objektit origjinal në një nga gjuhët e kodimit të informacionit.

Formalizimi- procesi i zëvendësimit të një objekti real me përshkrimin e tij formal, domethënë modelin e tij të informacionit.

Sipas formës së paraqitjes dallohen figurative, ikonike dhe të përziera modele informacioni (figurativo-simbolike).

Pyetje dhe detyra

1. Lexoni materialet e prezantimit për paragrafin që përmban bashkëngjitja elektronike e tekstit shkollor. Çfarë mund të thoni për format e paraqitjes së informacionit në prezantim dhe në tekst? Çfarë sllajde mund të shtoni në prezantimin tuaj?

2. Çfarë është një model? Kur përdoret modelimi?

3. Konfirmoni me shembuj vlefshmërinë e pohimeve të mëposhtme:

a) disa modele mund të korrespondojnë me një objekt;
b) një model mund të korrespondojë me disa objekte.

4. Jepni shembuj të modeleve të plota dhe të informacionit.

5. Në listën e mëposhtme të modeleve, tregoni ato që mund të përdoren për:

a) paraqitjet e objekteve të botës përreth;
b) shpjegimet e fakteve të njohura;
c) testimin e hipotezave dhe marrjen e njohurive të reja për objektet në studim;
d) parashikimi;
e) menaxhimi.

Modelet: plan urbanistik i zhvillimit të zonës së banimit; fotografitë e lëvizjes së masave ajrore; orari i trenit; një model i një fluturimi të një avioni të një dizajni të ri në një tunel me erë; diagrami i strukturës së organeve të brendshme të njeriut.

6. Jepni një shembull të një modeli informacioni:

a) një nxënës i klasës suaj;
b) një basketbollist;
c) një pacient i një klinike veterinare;
d) apartamente në një ndërtesë banimi;
e) librat në bibliotekë;
f) një disk me regjistrime audio të veprave muzikore;
g) qytetet.

7. Përshkruani fazat e ndërtimit të një modeli informacioni. Cili është thelbi i fazës së zyrtarizimit?

8. Listoni llojet e modeleve të informacionit në varësi të formës së paraqitjes së informacionit për objektin e modelimit. Jepni shembuj të modeleve të informacionit të secilit lloj.

9. Njihuni me modelet 3D të postuara në Koleksionin e Unifikuar të Burimeve Edukative Dixhitale (http://sc.edu.ru/). Çfarë klase modelesh mund t'i atribuohen?

Në këtë punim, ne propozojmë të analizojmë në detaje temën e modelimit në shkencën kompjuterike. Ky seksion ka një rëndësi të madhe për trajnimin e specialistëve të ardhshëm në fushën e teknologjisë së informacionit.

Për të zgjidhur çdo problem (industrial ose shkencor), informatika përdor zinxhirin e mëposhtëm:

Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet konceptit të "modelit". Pa praninë e kësaj lidhjeje, zgjidhja e problemit nuk do të jetë e mundur. Pse përdoret modeli dhe çfarë nënkuptohet me këtë term? Ne do të flasim për këtë në pjesën tjetër.

Model

Modelimi në shkencën kompjuterike është përpilimi i një imazhi të një objekti të jetës reale që pasqyron të gjitha tiparet dhe vetitë thelbësore. Një model për zgjidhjen e një problemi është i nevojshëm, pasi ai, në fakt, përdoret në procesin e zgjidhjes.

Në kursin e shkencave kompjuterike në shkollë, tema e modelimit fillon të studiohet në klasën e gjashtë. Që në fillim fëmijët duhet të njihen me konceptin e modelit. Cfare eshte?

• Përngjasimi i thjeshtuar i një objekti;
• Kopje e reduktuar e një objekti real;
• Skema e një dukurie a procesi;
• Një imazh i një dukurie ose procesi;
• Përshkrimi i fenomenit ose procesit;
• analog fizik i objektit;
• Analoge informative;
• Një objekt mbajtës vendi që pasqyron vetitë e një objekti real, e kështu me radhë.

Një model është një koncept shumë i gjerë, siç është bërë tashmë e qartë nga sa më sipër. Është e rëndësishme të theksohet se të gjitha modelet zakonisht ndahen në grupe:

• material;
• perfekte.

Një model material kuptohet si një objekt i bazuar në një objekt të jetës reale. Mund të jetë një trup ose një proces. Ky grup zakonisht ndahet në dy lloje të tjera:

• fizike;
• analoge.

Ky klasifikim është i kushtëzuar, sepse është shumë e vështirë të vihet një vijë e qartë midis këtyre dy nënspecieve.

Modeli ideal është edhe më i vështirë për t'u karakterizuar. Ajo është e lidhur me:

• të menduarit;
• imagjinata;
• perceptimi.

Ai përfshin vepra arti (teatër, pikturë, letërsi etj.).

Qëllimet e modelimit

Modelimi në shkencat kompjuterike është një hap shumë i rëndësishëm pasi ka shumë synime. Tani ju ftojmë t'i njihni.

Para së gjithash, modelimi ndihmon për të njohur botën përreth nesh. Që nga kohra të lashta, njerëzit kanë grumbulluar njohuritë e fituara dhe ua kanë përcjellë pasardhësve të tyre. Kështu, u shfaq një model i planetit tonë (globit).

Në shekujt e kaluar, u krye modelimi i objekteve joekzistente, të cilat tani janë ngulitur fort në jetën tonë (ombrellë, mulli, e kështu me radhë). Aktualisht, modelimi synon:

• identifikimi i pasojave të çdo procesi (rritje e kostos së udhëtimit ose asgjësimi i mbetjeve kimike nën tokë);
• sigurimin e efektivitetit të vendimeve të marra.

Detyrat e modelimit

Modeli i informacionit

Tani le të flasim për një lloj tjetër modelesh të studiuara në kursin e shkencave kompjuterike të shkollës. Modelimi kompjuterik, i cili duhet të zotërohet nga çdo specialist i ardhshëm IT, përfshin procesin e zbatimit të një modeli informacioni duke përdorur mjete kompjuterike. Por cili është ky model informacioni?

Është një listë e tërë informacioni për çdo objekt. Çfarë përshkruan ky model dhe çfarë informacioni të dobishëm përmban:

• vetitë e objektit të modeluar;
• gjendjen e tij;
• lidhjet me botën e jashtme;
• marrëdhëniet me objektet e jashtme.

Çfarë mund të shërbejë si model informacioni:

• përshkrim verbal;
• teksti;
• vizatim;
• tavolinë;
• skema;
• vizatim;
• formulë dhe kështu me radhë.

Një tipar dallues i modelit të informacionit është se ai nuk mund të preket, shijohet etj. Nuk mbart mishërim material, pasi paraqitet në formën e informacionit.

Një qasje sistematike për krijimin e një modeli

Në cilën klasë të kurrikulës shkollore studiohet modelimi? Informatika në klasën e 9-të i njeh nxënësit me këtë temë më në detaje. Është në këtë klasë që fëmija mëson për qasjen sistemore ndaj modelimit. Ne propozojmë të flasim për këtë në pak më shumë detaje.

Le të fillojmë me konceptin e "sistemit". Është një grup elementësh të ndërlidhur që punojnë së bashku për të përmbushur një detyrë të caktuar. Për të ndërtuar një model, shpesh përdoret një qasje sistematike, pasi një objekt konsiderohet si një sistem që funksionon në një mjedis të caktuar. Nëse modelohet ndonjë objekt kompleks, atëherë sistemi zakonisht ndahet në pjesë më të vogla - nënsisteme.

Qëllimi i përdorimit

Tani do të shqyrtojmë qëllimet e modelimit (klasa 11 e informatikës). Më parë u tha se të gjitha modelet ndahen në disa lloje dhe klasa, por kufijtë midis tyre janë të kushtëzuar. Ekzistojnë disa shenja me të cilat është zakon të klasifikohen modelet: qëllimi, zona e njohurive, faktori kohë, mënyra e paraqitjes.

Sa i përket qëllimeve, është zakon të dallohen llojet e mëposhtme:

• arsimore;
• me përvojë;
• imitim;
• lojrat;
• shkencore dhe teknike.

Lloji i parë përfshin materialet mësimore. Tek e dyta, kopje të reduktuara ose të zmadhuara të objekteve reale (një model i një strukture, një krah avioni, e kështu me radhë). ju lejon të parashikoni rezultatin e një ngjarjeje. Simulimi përdoret shpesh në mjekësi dhe në fushën sociale. Për shembull, a ju ndihmon modeli të kuptoni se si njerëzit do të reagojnë ndaj një reforme të caktuar? Para se të bëhej një operacion serioz në transplantin e organeve njerëzore, u kryen shumë eksperimente. Me fjalë të tjera, modeli i simulimit e zgjidh problemin me provë dhe gabim. Modeli i lojës është një lloj loje ekonomike, biznesi ose ushtarake. Duke përdorur këtë model, ju mund të parashikoni sjelljen e një objekti në situata të ndryshme. Një model shkencor dhe teknik përdoret për të studiuar një proces ose fenomen (një pajisje që simulon një shkarkesë stuhie, një model i lëvizjes së planetëve të sistemit diellor, e kështu me radhë).

Fusha e dijes

Në cilën klasë nxënësi është më i njohur me modelingun? Shkenca kompjuterike e klasës 9 fokusohet në përgatitjen e studentëve të saj për provimet pranuese në universitet. Meqenëse biletat USE dhe GIA përmbajnë pyetje modelimi, tani është e nevojshme të merret në konsideratë kjo temë sa më shumë që të jetë e mundur. Pra, si bëhet klasifikimi sipas fushës së ekspertizës? Mbi këtë bazë, dallohen llojet e mëposhtme:

• biologjike (për shembull, sëmundje të shkaktuara artificialisht te kafshët, çrregullime gjenetike, neoplazi malinje);
• sjellja e firmës, modeli i formimit të çmimit të tregut, e kështu me radhë);
• historike (pema familjare, modelet e ngjarjeve historike, modeli i ushtrisë romake, etj.);
• sociologjike (modeli i interesit personal, sjellja e bankierëve në përshtatjen me kushtet e reja ekonomike) e kështu me radhë.

Faktori i kohës

Sipas kësaj karakteristike, dallohen dy lloje modelesh:

• dinamike;
• statike.

Tashmë, duke gjykuar vetëm nga emri, nuk është e vështirë të merret me mend se lloji i parë pasqyron funksionimin, zhvillimin dhe ndryshimin e një objekti në kohë. Static, përkundrazi, është i aftë të përshkruajë një objekt në një moment të caktuar në kohë. Ky lloj nganjëherë quhet strukturor, pasi modeli pasqyron strukturën dhe parametrat e objektit, domethënë jep një pjesë të informacionit për të.

Shembuj janë:

• një grup formulash që pasqyrojnë lëvizjen e planetëve të sistemit diellor;
• grafiku i ndryshimit të temperaturës së ajrit;
• pamjet video të një shpërthimi vullkanik dhe kështu me radhë.

Shembuj të një modeli statistikor janë:

• një listë e planetëve të sistemit diellor;
• një hartë e zonës dhe kështu me radhë.

Metoda e prezantimit

Për të filluar, është shumë e rëndësishme të thuhet se të gjitha modelet kanë një formë dhe formë, ato janë bërë gjithmonë nga diçka, disi e paraqitur ose e përshkruar. Mbi këtë bazë, pranohet në këtë mënyrë:

• material;
• jomateriale.

Lloji i parë përfshin kopje materiale të objekteve ekzistuese. Ju mund t'i prekni ato, t'i nuhasni e kështu me radhë. Ato pasqyrojnë vetitë e jashtme ose të brendshme, veprimet e çdo objekti. Për çfarë janë modelet materiale? Ato përdoren për metodën eksperimentale të njohjes (metoda empirike).

Ne kemi trajtuar edhe modele jomateriale më herët. Ata përdorin metodën teorike të njohjes. Modele të tilla zakonisht quhen ideale ose abstrakte. Kjo kategori ndahet në disa nënspecie të tjera: modele imagjinare dhe ato informative.

Modelet e informacionit ofrojnë një listë të informacioneve të ndryshme rreth një objekti. Tabelat, figurat, përshkrimet verbale, diagramet e kështu me radhë mund të veprojnë si një model informacioni. Pse quhet i paprekshëm ky model? Puna është se nuk mund të preket, pasi nuk ka mishërim material. Ndër modelet e informacionit dallohen modele domethënëse dhe vizuale.

Modeli imagjinar është një nga Ky është një proces krijues që zhvillohet në imagjinatën e një personi, i cili i paraprin krijimit të një objekti material.

Hapat e simulimit

Tema e informatikës së klasës së 9-të “Modelimi dhe formalizimi” ka shumë peshë. Është një domosdoshmëri për të mësuar. Në klasat 9-11 mësuesi është i detyruar të njohë nxënësit me fazat e krijimit të modeleve. Kjo është ajo që ne do të bëjmë tani. Pra, dallohen fazat e mëposhtme të modelimit:

• deklarim kuptimplotë i problemit;
• formulimi matematikor i problemit;
• zhvillim duke përdorur kompjuterë;
• funksionimi i modelit;
• marrjen e rezultatit.

Është e rëndësishme të theksohet se në studimin e gjithçkaje që na rrethon, përdoren proceset e modelimit dhe formalizimit. Shkenca kompjuterike është një lëndë që i kushtohet metodave moderne të studimit dhe zgjidhjes së çdo problemi. Rrjedhimisht, theksi vihet në modelet që mund të zbatohen me kompjuter. Vëmendje e veçantë në këtë temë duhet t'i kushtohet pikës së zhvillimit të një algoritmi zgjidhjeje duke përdorur kompjuterë elektronikë.

Marrëdhëniet ndërmjet objekteve

Tani le të flasim pak për marrëdhëniet midis objekteve. Në total, ekzistojnë tre lloje:

• një me një (një lidhje e tillë tregohet nga një shigjetë e njëanshme në një drejtim ose në tjetrin);
• një me shumë (lidhja e shumëfishtë tregohet me një shigjetë të dyfishtë);
• shumë-për-shumë (kjo tregohet me një shigjetë të dyfishtë).

Është e rëndësishme të theksohet se lidhjet mund të jenë të kushtëzuara dhe të pakushtëzuara. Një lidhje e pakushtëzuar përfshin përdorimin e çdo shembulli të një objekti. Dhe në kushtëzimin, përfshihen vetëm elementë individualë.

1) Faza e parë e çdo kërkimi është formulimi i një problemi, i cili përcaktohet nga një qëllim i caktuar.

Problemi është formuluar në gjuhën e zakonshme. Për nga natyra e formulimit, të gjitha detyrat mund të ndahen në dy grupe kryesore. Grupi i parë përfshin detyra në të cilat kërkohet të hetohet se si karakteristikat e një objekti do të ndryshojnë nën njëfarë ndikimi mbi të, "çfarë do të ndodhë nëse? ...". Grupi i dytë i detyrave: çfarë efekti duhet të bëhet në një objekt në mënyrë që parametrat e tij të plotësojnë një kusht të caktuar, "si ta bëjmë në mënyrë që? ..".

2) Faza e dytë është analiza e objektit. Rezultati i analizës së një objekti është identifikimi i përbërësve të tij (objektet elementare) dhe përcaktimi i lidhjeve ndërmjet tyre.

3) Faza e tretë është zhvillimi i një modeli informacioni të objektit. Ndërtimi i modelit duhet të lidhet me qëllimin e simulimit. Çdo objekt ka shumë veti të ndryshme. Në procesin e ndërtimit të një modeli, theksohen vetitë kryesore, më thelbësore që korrespondojnë me qëllimin.

Gjithçka që u përmend më lart është formalizimi.

Formalizimi është procesi i nxjerrjes në pah dhe përkthimit të strukturës së brendshme të një objekti në një strukturë specifike informacioni - një formë.

Duke ndërtuar një model informacioni, një person e përdor atë në vend të objektit origjinal për të studiuar vetitë e këtij objekti, për të parashikuar sjelljen e tij, etj. Përpara se të ndërtojë ndonjë strukturë komplekse, për shembull, një urë, projektuesit bëjnë vizatimet e saj, kryejnë llogaritjet e forcës. ngarkesat e lejuara. Kështu, në vend të një ure të vërtetë, ata merren me përshkrimin e modelit të saj në formën e vizatimeve, formulave matematikore.

Modelimi i çdo sistemi është i pamundur pa formalizimin paraprak. Në fakt, formalizimi është hapi i parë dhe shumë i rëndësishëm në procesin e modelimit.

Ndërtimi dhe përdorimi i modeleve kompjuterike

Në formën e tij më të përgjithshme, procesi i ndërtimit dhe përdorimit të modeleve kompjuterike mund të përfaqësohet si një sekuencë fazash:

1) Deklarata e problemit

a) Përshkrimi i detyrës

b) Qëllimi i simulimit

c) Analiza e objektit

2) Zhvillimi i modelit

a) Modeli i informacionit

b) Modeli ikonë

c) Modeli kompjuterik

3) Eksperiment kompjuterik

4) Analiza e rezultateve të simulimit (rezultati është në përputhje me qëllimin / rezultati nuk është në përputhje me qëllimin).

Çdo herë kur zgjidhet një problem specifik, një skemë e tillë mund të pësojë disa ndryshime: një bllok mund të hiqet ose përmirësohet. Të gjitha fazat përcaktohen nga detyra dhe qëllimet e simulimit.

Modelimi 3D

Një model tredimensional është një kopje e saktë gjeometrike e një objekti të rikrijuar në bazë të dokumentacionit të projektimit të punës.

Grafika 3D është krijimi i një modeli vëllimor duke përdorur programe të veçanta kompjuterike. Bazuar në vizatime, vizatime, përshkrime të hollësishme ose çdo informacion tjetër grafik ose tekstual, një projektues 3D krijon një imazh tredimensional. Në një program të veçantë, modeli mund të shikohet nga të gjitha anët (lart, poshtë, anash), i ngulitur në çdo plan dhe në çdo mjedis.

Grafikat tredimensionale mund të jenë të çdo kompleksiteti. Mund të krijoni një model të thjeshtë 3D me detaje të ulëta dhe formë të thjeshtuar. Ose mund të jetë një model më kompleks, në të cilin ka një studim të detajeve më të vogla, teksturat, përdoren teknika profesionale (hijet, reflektimet, thyerja e dritës, etj.). Sigurisht, kjo ndikon seriozisht në koston e modelit të përfunduar tre-dimensional, megjithatë, lejon zgjerimin e përdorimit të modelit tre-dimensional.

Ka shumë përparësi për modelimin 3D mbi metodat e tjera të vizualizimit. Modelimi tredimensional jep një model shumë të saktë, sa më afër realitetit. Programet moderne ndihmojnë për të arritur detaje të larta. Kjo rrit ndjeshëm dukshmërinë e projektit. Nuk është e lehtë të shprehësh një objekt tre-dimensional në një plan dy-dimensional, ndërsa vizualizimi 3D bën të mundur që të përpunosh me kujdes dhe, më e rëndësishmja, të shikosh të gjitha detajet. Kjo është një mënyrë më e natyrshme për të dhënë.

Është shumë e lehtë të bësh pothuajse çdo ndryshim në një model 3D. Ju mund të ndryshoni projektin, të hiqni disa pjesë dhe të shtoni të reja. Imagjinata juaj është praktikisht e pakufizuar, dhe ju mund të zgjidhni shpejt pikërisht opsionin që ju përshtatet më së miri. modelimi i formalizimit verbal kompjuterik

Sidoqoftë, modelimi 3D nuk është i përshtatshëm vetëm për klientin. Programet profesionale ofrojnë shumë përfitime për prodhuesit. Nga një model tre-dimensionale, ju mund të zgjidhni lehtësisht një vizatim të çdo komponenti ose një strukturë në tërësi. Përkundër faktit se krijimi i një modeli tredimensional është një proces mjaft i mundimshëm, është shumë më e lehtë dhe më e përshtatshme për të punuar me të në të ardhmen sesa me vizatime tradicionale. Si rezultat, koha e shpenzuar për dizajn zvogëlohet ndjeshëm dhe kostot zvogëlohen.

Programet speciale mundësojnë integrimin me çdo softuer tjetër profesional si p.sh. aplikacione për llogaritje inxhinierike, vegla makinerie ose softuer kontabël. Zbatimi i zgjidhjeve të tilla në prodhim siguron një kursim të konsiderueshëm të burimeve, zgjeron ndjeshëm aftësitë e ndërmarrjes, thjeshton punën dhe përmirëson cilësinë e saj.

Programet e modelimit 3D:

Ka mjaft programe të ndryshme për modelimin 3D. Pra, një nga programet e njohura që janë zhvilluar posaçërisht për krijimin e grafikës tredimensionale dhe dizajnit të brendshëm është programi 3D Studio MAX. Kjo ju lejon të jepni realisht objekte me kompleksitet të ndryshëm. Për më tepër, "3D Studio MAX" bën të mundur kompozimin e tyre, vendosjen e trajektoreve të lëvizjeve dhe në fund të fundit edhe krijimin e një videoje të plotë me pjesëmarrjen e modeleve tredimensionale. Edhe pse një punë e tillë, natyrisht, kërkon aftësi serioze nga një specialist, si dhe burime të mëdha kompjuterike, kryesisht memorie dhe shpejtësi të procesorit.

Një program tjetër i përdorur gjerësisht është AutoCAD. Përdoret gjithashtu për modelim dhe vizualizim tredimensional, dizajn profesional arkitektonik dhe vazhdimisht po plotësohet me aftësi të reja. Një numër i madh programesh mund të integrohen me bazën bazë "AutoCAD". Për shembull, një aplikim vizualizimi në zona të tilla si ventilimi, tubacionet, elektrike etj. Ndërsa 3D Studio MAX preferohet nga projektuesit dhe animatorët, AutoCAD përdoret kryesisht nga arkitektë profesionistë për të zbatuar projekte komplekse.

Figura 3 - Një model i zyrës, i bërë në softuerin 3D Studio MAX

Përshkrimi i detyrës
Qëllimi i modelimit
Analiza e objektit
Formulimi i problemit
Në kuptimin më të përgjithshëm të fjalës, një detyrë kuptohet si një problem që duhet zgjidhur. Në fazën e vendosjes së problemit, është e nevojshme të pasqyrohen tre pika kryesore: përshkrimi i detyrës, përcaktimi i qëllimeve të modelimit dhe analiza e objektit ose procesit
Përshkrimi i detyrës
Sipas natyrës së cilësimeve, të gjitha detyrat mund të ndahen në dy grupe kryesore: grupi i parë- si do të ndryshojnë karakteristikat e një objekti ose procesi, me njëfarë ndikimi në të (detyrat e llojit po nese...) dhe grupi i dytë- çfarë efekti duhet bërë për të ndryshuar karakteristikat e një objekti ose procesi në vlera të caktuara ( si te bejme per te...
Qëllimi i modelimit
Njohja e botës përreth, krijimi i objekteve me veti të dhëna, përcaktimi i pasojave të ekspozimit ndaj një objekti, efikasiteti i menaxhimit të një objekti ose procesi.
Analiza e objektit
Rezultati i analizës së një objekti shfaqet në procesin e identifikimit të përbërësve të tij (objekteve elementare) dhe lidhjeve ndërmjet tyre.

Zhvillimi i modelit
Modeli i informacionit
Zgjedhja e informacionit më thelbësor gjatë krijimit të një modeli informacioni dhe kompleksiteti i tij janë për shkak të qëllimit të modelimit Ndërtimi i një modeli informacioni është pika fillestare për zhvillimin e modelit.
Të gjithë parametrat hyrës të objekteve, të theksuara gjatë analizës, renditen në rend në rënie të rëndësisë dhe modeli thjeshtohet në përputhje me qëllimin e modelimit, ndërsa faktorët që janë të parëndësishëm nga pikëpamja e atij që përcakton modelin, hidhen poshtë. . Nëse i shpërfillim faktorët thelbësorë, atëherë modeli mund të rezultojë i gabuar.
Të gjitha objektet elementare të përzgjedhura gjatë analizës duhet të tregohen në ndërlidhje. Në modelin e informacionit, shfaqen vetëm marrëdhënie të pamohueshme dhe veprime të dukshme. Një model i tillë ofron idenë parësore që përcakton rrjedhën e mëtejshme të simulimit.
Modeli ikonë
Modeli i informacionit, si rregull, paraqitet në një ose një tjetër formë simbolike, e cila mund të jetë kompjuterike ose jo kompjuterike.
Modeli kompjuterik
Modeli kompjuterik - një model i zbatuar me anë të një mjedisi softuerësh Kur modeloni në një kompjuter, është e nevojshme të keni një ide për klasat e mjeteve softuerike, qëllimin e tyre, mjetet dhe metodat e punës. Atëherë mund ta shndërroni lehtësisht modelin e shenjës informative në një model kompjuterik dhe të kryeni një eksperiment të përshtatshëm.
mes tyre.

Eksperiment kompjuterik
Plani simulues
Me zhvillimin e teknologjisë kompjuterike, është shfaqur një metodë e re unike kërkimore - një eksperiment kompjuterik. Për të ndihmuar, dhe ndonjëherë për të zëvendësuar mostrat eksperimentale dhe stolat e testimit, në shumë raste erdhën studime kompjuterike të modeleve. Faza e kryerjes së një eksperimenti kompjuterik përfshin dy faza: hartimin e një plani modelimi dhe teknologjinë e modelimit.
Plani simulues duhet të pasqyrojë qartë sekuencën e punës me modelin. Artikulli i parë në plan është shpesh dizajni i testimit, dhe i dyti është testimi i modelit.
Testimi - kontrollimi i korrektësisë së modelit. Test - një grup të dhënash fillestare për të cilat rezultati dihet paraprakisht
Pas testimit, kur ka besim në funksionimin e saktë të modelit, mund të vazhdoni drejtpërdrejt në teknologjinë e modelimit.
Teknologjia e modelimit - një grup veprimesh të qëllimshme të përdoruesit në një model kompjuterik.
Çdo eksperiment duhet të shoqërohet me një kuptim të rezultateve të simulimit, i cili do të bëhet bazë për analizën e rezultateve të simulimit.

Analiza e rezultateve të simulimit
Qëllimi përfundimtar i modelimit është vendimmarrja, e cila duhet të zhvillohet në bazë të një analize gjithëpërfshirëse të rezultateve të marra. Kjo fazë është vendimtare - ose vazhdoni kërkimin ose përfundoni.Nëse rezultati dihet, atëherë mund ta krahasoni atë me rezultatin e fituar të simulimit. Gjetjet shpesh çojnë në një seri eksperimentesh shtesë, dhe ndonjëherë në një ndryshim në model.
Baza për zhvillimin e një zgjidhjeje janë rezultatet e testimit dhe eksperimenteve. Nëse rezultatet nuk i përmbushin qëllimet e simulimit, atëherë janë bërë gabime në hapat e mëparshëm.

Fazat kryesore të ndërtimit të modeleve. Formalizimi i modelimit.

P/R 6. Modelimi dhe formalizimi.

Golat:

Edukative: njohin fazat kryesore të ndërtimit të modeleve;

për të formuar konceptin e "formalizimit"; te jesh i afte te

krijoni një model në përputhje me atë të dhënë

Zhvillimi: zhvillimi i interesave njohëse, aftësitë kompjuterike, vetëkontrolli;

Edukative: edukimi i kulturës së informacionit, vëmendja, saktësia

Plani i mësimit

Momenti organizativ Aktualizimi i njohurive Studimi i materialit të ri Reflektim Punë praktike Rezultati

1. Përshëndetje. Njohja me temën dhe planin e mësimit. Shpallja e notave për s/r (ora e fundit)

2.testim (2 studentë)

kontrolli i detyrave të shtëpisë

Puna frontale

1. Si quhet ngjashmëria e thjeshtuar e një objekti real?

2. Çfarë kuptoni me modelin material të një objekti?

3. Jepni një shembull të modeleve materiale dhe informative të globit.

4. A mund të ketë i njëjti objekt modele të ndryshme informacioni?

5. Cilat veti të objekteve reale riprodhohen nga bedelat e produkteve në një vitrinë?

6. Emërtoni formularët e paraqitjes së modeleve

7. Çfarë është një model informacioni?

3. Sot vazhdojmë të njihemi me një nga temat më të rëndësishme të shkencës kompjuterike - modelimin.

Si të përdoret gjuha e formulave algjebrike për të ndërtuar modele?

Si të ndërtoni saktë një model të një objekti, procesi ose fenomeni?

Çfarë është një eksperiment kompjuterik?

Dhe ne do të fillojmë me ju, se do të njihemi me formën në të cilën objektet përfaqësohen nga modelet e informacionit.

Shih PARAQITJE:

Figurative

(imazhet vizuale janë fiksuar në një lloj transportuesi informacioni)

Foto, video, etj.

Ikonike

(modelet përshkruhen duke përdorur gjuhë të ndryshme)

Teksti, formula, tabela etj.

Gjuhët natyrore dhe formale përdoren për të përfaqësuar modelet e informacionit.

Një nga gjuhët formale më të zakonshme është gjuha algjebrike e formulave në matematikë, e cila ju lejon të përshkruani marrëdhëniet funksionale midis sasive. Modelet e ndërtuara duke përdorur formula dhe koncepte matematikore quhen matematikore. Modeli matematik zakonisht ndjek atë përshkrues. Në modelimin kompjuterik, një redaktues i formulave përdoret për të hartuar formula. Në aplikacionin MS WORD, kjo është MicrosoftEkuacioni

Procesi i ndërtimit të modeleve të informacionit duke përdorur gjuhë zyrtare quhet formalizimi

Formalizimi është një nga fazat më të rëndësishme të modelimit.

Një detyrë është një problem që duhet zgjidhur.

Problemi është formuar në gjuhën e zakonshme. Gjëja kryesore është të përcaktohet objekti i modelimit dhe të paraqitet rezultati.

Qëllimi i modelimit tregon pse ju duhet të krijoni një model. Njerëzit primitivë studiuan botën përreth tyre me qëllim të dijes. Duke akumuluar mjaft njohuri, njerëzimi ka dhënë tekste këngësh. Qëllimi është krijimi i objekteve me veti të dhëna (ide për krijimin e mekanizmave të ndryshëm). Dhe, më në fund, personi filloi të mendojë se çfarë pasojash do të kishin këto ose ato ndikime në objekt dhe si të merrte vendimin e duhur. Për shembull, si të vendoset menaxhimi në një shkollë në mënyrë që mësuesit dhe nxënësit të ndihen rehat brenda mureve të saj?

Analiza e objektit nënkupton një identifikim të qartë të objektit të modeluar dhe vetive të tij. Ky proces quhet analiza e sistemit

(një përshkrim i elementeve të sistemit dhe një tregues i ndërlidhjeve të tyre.)

Për shembull, sist. Analiza e sistemit të aeroplanit:

Elementet e sistemit: trupi, bishti, krahët, etj .;

Karakteristikat e përbërësit: forma, madhësia, ...

Të gjithë komponentët janë të lidhur në një mënyrë të përcaktuar rreptësisht.

Faza 2 - zhvillimi i modelit. Një nga aktivitetet kryesore - mbledhja e informacionit - varet nga qëllimi i simulimit. Për shembull, objekti "bimë" nga këndvështrimi i një biologu, mjeku dhe studenti:

një biolog do të krahasojë bimën me të tjerët, do të studiojë sistemin rrënjor, etj.; mjeku do të ekzaminojë kimistin. kompleks;

nxënësi do të skicojë. pamje,

zgjedhja e informacionit varet nga qëllimi. Ndërtesa informon. Modelet janë pika fillestare për zhvillimin e modelit. Kur mblidhen të kërkuarat. të dhënat, kanë përcaktuar të gjitha lidhjet ndërmjet komponentëve të sistemit, është e mundur të paraqitet inf. model në formë ikonike. Forma simbolike mund të jetë kompjuterike dhe jo kompjuterike. Kur ndërtoni një model kompjuterik, është e nevojshme. zgjidhni mjedisin e duhur të softuerit.

Faza 3 - një eksperiment kompjuterik. Pasi të jetë krijuar modeli, është e nevojshme të zbuloni performancën e tij. Për këtë ju duhet. kryeni një eksperiment kompjuterik. Para ardhjes së PC-së, eksperimentet kryheshin ose në laboratorë ose në një mostër reale të produktit. Shpenzime të mëdha parash dhe kohe. Shpesh mostrat shkatërroheshin - po sikur të ishte një aeroplan? Me zhvillimin e teknologjisë kompjuterike - një metodë e re kërkimore_ eksperiment kompjuterik. Ai bazohet në testimin e modelit.

Testimi është procesi i verifikimit të korrektësisë së ndërtimit dhe funksionimit të modeleve.

Faza 4 - marrja e një vendimi. Ose përfundoni kërkimin ose vazhdoni. Baza për vendimmarrje - rezultatet e testit

4 ... Cilat janë format e paraqitjes së modeleve të informacionit

Cilat gjuhë i përket gjuha matematikore?

Cili është emri i procesit të ndërtimit të modeleve të informacionit duke përdorur gjuhë zyrtare?

Listoni hapat e përfshirë në krijimin e një modeli

5 ... Punë praktike

Ndërtoni një model informacioni të formalizuar për zgjidhjen e një ekuacioni kuadratik. Përdorni redaktuesin e formulës gjatë ekzekutimit MicrosoftEkuacioni

6. Vlerësoni performancën e klasës dhe emërtoni studentët që shkëlqejnë në klasë.