Informacinis modelis– objekto modelis, pateikiamas informacijos pavidalu, apibūdinantis šiam svarstymui būtinus objekto parametrus ir kintamus kiekius, ryšius tarp jų, objekto įvestis ir išvestis ir leidžiantis, tiekiant modeliuoti informaciją apie įvesties dydžių pokyčius, imituoti galimas objekto būsenas.
Informacinių modelių negalima paliesti ar pamatyti, jie neturi materialaus įsikūnijimo, nes yra pastatyti tik ant informacijos. Informacinis modelis – informacijos visuma, apibūdinanti esmines objekto, proceso, reiškinio savybes ir būsenas, taip pat santykį su išoriniu pasauliu.
Informacinis modelis yra formalus riboto faktų, sąvokų ar instrukcijų rinkinio modelis, skirtas konkrečiam reikalavimui patenkinti.
Norint sukurti informacinį modelį, reikia pereiti keletą etapų, pateiktų 3 diagramoje. Procesas, vykstantis nuo „žinojimo objekto“ iki „formalios konstrukcijos“, vadinamas „formalizavimu“, o atvirkštinis procesas – „ interpretacija“ – dažniausiai naudojamas pasaulio pažinimui ir mokymuisi .
Informacijos modeliavimas grindžiamas trimis postulatais:
viskas sudaryta iš elementų;
elementai turi savybių;
elementai yra tarpusavyje susiję santykiais.
Objektą, kuriam taikomi šie postulatai, galima pavaizduoti informaciniu modeliu.
Informacinio modelio kūrimo etapai.
F Žinių objektas I
O Pažinimo dalykai N
P Asmeninis pristatymas T
M susiformavo mintis E
Ir žodis „gyvas“ R
L Parašytas žodis P
I Mokslinis tekstas R
Z Formalios konstrukcijos E
Informacinių modelių klasifikacijos:
-pagal aprašymo būdą:
Formalių kalbų naudojimas (matematinė kalba, lentelės, programavimo kalbos, žmogaus natūralios kalbos išplėtimas ir kt.);
Grafika (schemos, diagramos, grafikai ir kt.).
- pagal kūrimo tikslą:
Klasifikacija (medžio pavidalo, šeimos medis, kompiuterinis katalogų medis);
Dinaminiai (paprastai jie yra sukurti remiantis diferencialinių lygčių sprendimu ir naudojami valdymo ir prognozavimo problemoms spręsti).
- pagal modeliuojamo objekto pobūdį:
Deterministinis (apibrėžtas), kuriam žinomi dėsniai, pagal kuriuos objektas kinta ar vystosi;
Tikimybinis (statistinio neapibrėžtumo ir kai kurių rūšių neaiškios informacijos apdorojimas).
Modelio ir analogijos sampratų istorinė kilmė ir metodologinė reikšmė.
Žodis „modelis“ kilęs iš lotyniško žodžio „modulus“, reiškiančio „matą“, „pavyzdys“. Pirminė jo reikšmė buvo siejama su statybos menu, o beveik visose Europos kalbose ji buvo naudojama vaizdui ar prototipui ar daiktui, panašiam į kitą daiktą, žymėti.
Modeliavimas moksliniuose tyrimuose pradėtas naudoti senovėje ir pamažu užfiksavo naujas mokslo žinių sritis: techninį projektavimą, statybą ir architektūrą, astronomiją, fiziką, chemiją, biologiją ir galiausiai socialinius mokslus. XX amžius modeliavimo metodui atnešė didelę sėkmę ir pripažinimą beveik visose šiuolaikinio mokslo srityse. Tačiau modeliavimo metodiką jau seniai kūrė atskiri mokslai nepriklausomai vienas nuo kito. Nebuvo vieningos sąvokų sistemos, vieningos terminijos. Tik pamažu pradėtas suvokti modeliavimo, kaip universalaus mokslo žinių metodo, vaidmuo.
Sąvoka „modelis“ plačiai vartojama įvairiose žmogaus veiklos srityse ir turi daug reikšmių. Šiame skyriuje apžvelgsime tik tuos modelius, kurie yra žinių įgijimo įrankiai.
Taigi, modelis– supaprastinta realaus objekto, proceso ar reiškinio idėja. Modelis yra materialus arba psichiškai įsivaizduojamas objektas, kuris tyrimo procese pakeičia pradinį objektą taip, kad jo tiesioginis tyrimas suteiktų naujų žinių apie pirminį objektą.
Pagal modeliavimą supranta modelių kūrimo, tyrimo ir taikymo procesą. Jis glaudžiai susijęs su tokiomis kategorijomis kaip abstrakcija, analogija, hipotezė ir kt. Modeliavimo procesas būtinai apima abstrakcijų konstravimą, išvedžiojimus pagal analogiją ir mokslinių hipotezių kūrimą. Modeliavimas– objektų, procesų, reiškinių tyrimo ir tyrimo modelių kūrimas.
Objektų modeliai turi atspindėti tai, kas iš tikrųjų egzistuoja. Todėl objektų modeliai dažnai suprantami kaip abstraktus realaus gyvenimo objektų apibendrinimas. Pavyzdžiui, objektų modeliai gali būti architektūrinių struktūrų, saulės sistemos, parlamentinės valdžios šalyje struktūros ir kt. Modelis gali apibūdinti gyvosios ir negyvosios gamtos reiškinius ir ne vieną, o visą klasę reiškinių, turinčių bendrų savybių. Daiktų ar reiškinių modeliai atspindi originalo savybes – jo charakteristikas, parametrus.
Taip pat galite kurti procesų modelius, pvz. imituoti veiksmus su materialiais objektais: progresą, nuoseklius būsenų pokyčius, vieno objekto ar jų sistemos raidos etapus. To pavyzdžiai yra gerai žinomi: tai ekonominių ar aplinkosaugos procesų modeliai, Visatos ar visuomenės raida ir kt.
Metodinis modeliavimo pagrindas.
Modeliavimo teorija remiasi sisteminiu požiūriu. Sisteminis požiūris yra toks, kad tyrėjas bando ištirti visos sistemos elgesį, o ne sutelkti dėmesį į atskiras jos dalis. Šis požiūris pagrįstas pripažinimu, kad net jei kiekvienas elementas ar posistemis turi optimalų dizainą ar funkcines charakteristikas, visos sistemos elgsena gali būti tik neoptimali dėl atskirų jos dalių sąveikos.
Didėjantis organizacinių sistemų sudėtingumas ir poreikis įveikti šį sudėtingumą lėmė, kad sistemų metodas tapo vis reikalingesniu tyrimo metodu.
Tam tikras nagrinėjamos sistemos elementų rinkinys gali būti pavaizduotas kaip jos posistemis. Manoma, kad posistemiai apima kai kurias savarankiškai veikiančias sistemos dalis. Todėl, norint supaprastinti tyrimo procedūrą, iš pradžių reikia teisingai identifikuoti sudėtingos sistemos posistemes, tai yra nustatyti jos struktūrą. Sistemos struktūra yra laiko pastovus ryšių tarp jos komponentų (posistemių) rinkinys. O taikant sisteminį požiūrį, svarbus žingsnis yra nustatyti tiriamos ir aprašomos sistemos struktūrą.
Sistema yra visuma, sudaryta iš dalių. Sistema yra elementų, kurie yra tarpusavyje susiję ir jungiasi ir sudaro tam tikrą vientisumą ir vienybę, visuma.
Kompiuterio modelis.
Kompiuterio modelis– modelis, įgyvendintas naudojant programinę aplinką.
Kai kalbate apie kompiuterį kaip įrankį, turite atsiminti, kad jis veikia su informacija. Todėl reikėtų vadovautis tuo, kokią informaciją ir kokia forma kompiuteris gali suvokti ir apdoroti. Šiuolaikinis kompiuteris gali dirbti su garsu, vaizdo įrašu, animacija, tekstu, diagramomis, lentelėmis ir kt. Tačiau norint naudoti visą informacijos įvairovę, reikia ir aparatinės įrangos (Hardware), ir programinės įrangos (Software). Abu yra kompiuterinio modeliavimo įrankiai. Dabar yra daugybė programų, leidžiančių sukurti įvairaus tipo kompiuterių ikoninius modelius: tekstų rengyklės, formulių redaktoriai, skaičiuoklės, duomenų bazių valdymo sistemos, profesionalaus dizaino sistemos, taip pat įvairios programavimo aplinkos.
Šiuolaikiniai kompiuteriai suteikia plačias galimybes modeliuoti įvairius reiškinius ir procesus. Ugdymo procese kompiuteris neturėtų tiesiog pakeisti lentos, plakato, filmų ir skaidrių projektoriaus ar natūralaus eksperimento. Toks pakeitimas patartinas tik tada, kai naudojimasis kompiuteriu suteiks reikšmingą papildomą efektą, lyginant su kitų mokymo priemonių naudojimu.
Kompiuterinis modeliavimas (CM) yra perspektyvus ugdymo proceso tobulinimo metodas. Ji įgyja vis didesnę reikšmę šiuolaikinėse mokslo žiniose, be to, šiuo metu tampa populiari didaktikos priemone. Panagrinėkime šią kryptį išsamiau.
CM tema yra procesų ir reiškinių tyrimas naudojant kompiuterį, kuris šiuo atveju veikia kaip eksperimentinė sąranka. Naudojant CM uždaviniams spręsti, išskiriami uždavinių formulavimo, modelio kūrimo, kompiuterinio (skaičiuojamojo) eksperimento, modeliavimo rezultatų analizės etapai. Jei modeliavimo rezultatai neatitinka tikslo, reikia grįžti į ankstesnius etapus.
Matematiniai modeliai.
Matematinis modeliavimas leidžia sukurti vykstančio proceso aprašymą naudojant matematinius simbolius ir priklausomybes.
Matematinis modelis yra matematinių objektų ir ryšių tarp jų visuma, adekvačiai atspindinti tiriamo objekto savybes ir elgesį. Modelis laikomas tinkamu, jei jis priimtinu tikslumu atspindi tiriamas savybes. Tikslumas įvertinamas pagal modelio skaičiavimo eksperimento metu numatytų išvesties parametrų verčių ir tikrųjų jų verčių sutapimo laipsnį.
Matematinis modelis apima neapibrėžtų (abstrakčių, simbolinių) matematinių objektų, tokių kaip skaičiai ar vektoriai, klasę ir ryšius tarp šių objektų.
Matematinis ryšys yra hipotetinė taisyklė, jungianti du ar daugiau simbolinių objektų. Daugelį ryšių galima apibūdinti naudojant matematines operacijas, kurios sujungia vieną ar kelis objektus su kitu objektu ar objektų rinkiniu (operacijos rezultatas).
Matematinis modelis atkurs tinkamai parinktus fizinės situacijos aspektus, jei bus galima nustatyti atitikimo taisyklę, susiejančią konkrečius fizinius objektus ir ryšius su konkrečiais matematiniais objektais ir ryšiais. Matematinių modelių, kuriems fiziniame pasaulyje nėra analogų, konstravimas taip pat gali būti pamokantis ir/ar įdomus. Dažniausiai žinomi matematiniai modeliai yra sveikųjų ir realiųjų skaičių sistemos bei Euklido geometrija; apibrėžiančios šių modelių savybės yra daugiau ar mažiau tiesioginės fizikinių procesų abstrakcijos (skaičiavimas, rikiavimas, palyginimas, matavimas).
Bendresnių matematinių modelių objektai ir operacijos dažnai siejami su realiųjų skaičių rinkiniais, kuriuos galima susieti su fizinių matavimų rezultatais.
Skaičiai, kintamieji, aibės, vektoriai, matricos ir kt. veikia kaip matematiniai objektai.
Matematinių modelių klasifikavimas pagal naudojamo matematinio aparato charakteristikas.
Kokius informacinių modelių pavyzdžius galima pateikti švietimo įstaigoms? Kaip mokytojai gali juos panaudoti savo darbe? Pabandykime kartu rasti atsakymus į užduodamus klausimus.
Kas yra modelis
Kas yra ikoniniai informacijos modeliai? Jų pavyzdžius savo darbe naudoja visi šiuolaikines informacines technologijas įvaldę mokytojai. Apskritai modelis yra skirtingi būdai, kaip reprezentuoti analizuojamą tikrovę.
Veislės
Galime pateikti medžiagos ir idealios formos informacinių modelių pavyzdžių.
Natūralios galimybės yra pagrįstos objektyviu pavyzdžiu, jos egzistuoja nepriklausomai nuo žmogaus ir jo sąmonės. Šiuo metu jie skirstomi į fizinius ir analoginius variantus, kurie yra pagrįsti reiškiniais, susijusiais su tiriama tema.
Idealūs modeliai siejami su žmogaus mąstymu, suvokimu ir vaizduote. Tarp jų yra intuityvių, kurios netinka jokiam klasifikavimo variantui.
Pateikdami vaizdinio informacijos modelio pavyzdžius, galime paminėti vieną iš šių modelių. Pažvelkime atidžiau į jų klasifikaciją.
Tekstas idealus modeliai
Žodinius modelius naudoja humanitarinių mokslų mokytojai. Jie padeda apibūdinti tam tikrą sritį, reiškinį, objektą, įvykį nuosekliais sakiniais. Kaip atrodytų toks pamokos informacinis modelis? Paimkime pavyzdį iš literatūros kurso. Studijuodamas L. N. Tolstojaus romaną „Karas ir taika“, mokytojas apibūdina Natašos Rostovos įvaizdį. Norėdami tai padaryti, jis naudoja teksto modelį. Vaikai, klausydami mokytojo, remdamiesi jo suvokimu apie šios herojės įvaizdį kuria savo Tolstojaus herojės įvaizdį.
Jei istorijos mokytojas klausia savo mokinių: „Pateikite Kulikovo mūšio metu įvykusių įvykių vaizdinio informacinio modelio pavyzdžius, remdamiesi jų peržiūrėtais fragmentais“, vaikai sukuria savo to mūšio vaizdą. Jie tai perteikia sakiniais, susietais su istorija.
Galite pateikti žodinės informacijos modelių pavyzdžių iš fizikos kurso. Septintoje klasėje studijuodamas temą „Kietųjų medžiagų slėgis“, mokytoja pasakoja vaikams, kaip sunku judėti ant puraus sniego be slidžių. Tada moksleivių prašoma paaiškinti šio reiškinio priežastį, nustatyti parametrus, nuo kurių priklauso tiriamas fizikinis dydis. Vaizdas, kuris atsiranda vaikų galvose po mokytojo pasakojimo, padeda jiems atsakyti į užduotą klausimą.
Tokio modelio pavyzdžiai yra vadovėlis ir kelių eismo taisyklės.
Matematiniai modeliai
Jie laikomi plačia ikoninių modelių klase. Matematiniai modeliai yra pagrįsti ryšių, palyginimų ir kitų šiame moksle naudojamų metodų naudojimu. Pateikdami matematiniais metodais pagrįstų informacijos modelių pavyzdžius, galime paminėti sprendimą kvadratines lygtis, proporcijų sudarymas. Visi geometrijos skyriai, susiję su teoremų išvedimu ir įrodymu, taip pat yra susiję su matematinio modelio konstravimu. Toks mokyklinis dalykas kaip ekonomika neapsieina be jų.
Informaciniai modeliai
Jie laikomi ikoninių modelių, apibūdinančių bet kokius informacijos procesus: atsiradimą, perdavimą, pasikeitimą, informacijos pritaikymą įvairiose sistemose, klase. Lentelinės informacijos modelių mokykloje pavyzdžių rasite 10 klasės geografijos kurse. Studijuojant ekonominę geografiją, lentelės modelis padeda aiškiai matyti pagrindines šalies ypatybes ir panaudoti medžiagą ištisai istorijai sudaryti.
Be to, lentelės informacijos modelių pavyzdžių galima rasti bet kuriame mokyklos kurse. Chemijoje tai yra junginių tirpumo lentelė, taip pat periodinė Mendelejevo lentelė. Fizikoje be lentelių mokytojui sunku paaiškinti pagrindinius terminus, studijuojamus temoje „Elektra“. Istorijoje jų pagalba sisteminamos žinios, vaikai į vieną stulpelį įrašo svarbias istorines datas, o kitame aprašo jas atitinkančius įvykius.
Ryšys tarp modelių
Tarp informacinių, matematinių ir žodinių modelių yra sąlyginė riba. Visi 3 informacinių modelių pavyzdžiai yra mokyklinėse disciplinose. Taigi matematikos, fizikos, informatikos, matematikos ir informacijos pasirinkimo galimybės laikomos populiariausiomis. Tačiau be verbalinio modelio vaikai negalės paaiškinti reiškinių, algoritmų, lygčių ir nelygybių.
Modeliavimo ypatybės
Prieš svarstydami grafinės informacijos modelių pavyzdžius, išsiaiškinkime modeliavimo ypatybes. Modelis yra dirbtinai sukurtas objektas. Tai būtina norint supaprastinti realaus objekto ar reiškinio idėją. Modelis visiškai atspindi visas paties pradinio proceso ypatybes. Jei duota užduotis: „Pateikite informacinio modelio pavyzdį“, turite suprasti proceso esmę.
Kalbame apie modelio, skirto informaciniams reiškiniams ir procesams tirti, sukūrimą. Informatikos moksle tokiu dalyku galima laikyti programavimą. Naudodami tam tikrą matematinį programavimo kalbą, galite pateikti tekstinę medžiagą grafine forma.
Modeliavimas apima modelio, skirto pirminio objekto, reiškinio, proceso tyrimams ir studijoms, konstravimą. Sukurta kopija suteikiama tik tomis savybėmis ir savybėmis, kurios būdingos originaliam objektui, tačiau leidžia tam tikrus nukrypimus nuo idealo.
Veiklos požiūris
Visaverčiai modeliai gali būti gauti naudojant sisteminį metodą. Tai ypač aktualu švietimo įstaigose. Pastaraisiais metais mokyklas palietusios transformacijos leido užmegzti loginį ryšį tarp atskirų disciplinų.
Ši veikla grįsto mokymosi galimybė prisideda prie harmoningai išsivysčiusios asmenybės, suprantančios gyvojo pasaulio vienovę ir atskirų procesų bei reiškinių tarpusavio ryšį, formavimosi.
Jei mokytojas klausia: „Pateikite informacinio modelio pavyzdį“, jis gali drąsiai pasirinkti bet kurį akademinį dalyką. Nėra disciplinos, kurioje lentelės, grafikai, diagramos ir pateikties nebūtų naudojamos.
Šiuolaikinės mokyklos bruožai
Nauji standartai, kurie buvo įvesti į rusų mokyklas, reikalauja pažvelgti į vieną reiškinį skirtingais požiūriais. Pavyzdžiui, iš fizikos kurso vaikai sužino, kad elektronai yra būtini elektros srovei tekėti metaluose. Jie gauna informaciją apie šios neigiamos dalelės krūvį, nustatydami jų kiekį skirtinguose metaluose. Chemijos pamokose moksleiviams pasakojama apie elektronų patalpinimo tikimybę energijos lygiai.
Studijuodami temą „Oksidacijos-redukcijos reakcijos“, moksleiviai įgyja informacijos apie tai, kas vyksta su šiomis neigiamomis dalelėmis cheminės sąveikos metu. Nepaisant to, kad informacija pateikiama iš skirtingų pozicijų, mes kalbame apie vieną objektą – elektronus. Kaip sisteminis požiūris leidžia moksleivių mintyse suformuoti visišką materijos struktūros ir jos virsmų supratimą.
Pateiktame pavyzdyje tiriamas objektas laikomas užbaigta sistema, vientisa vientisos visumos (medžiagos) dalimi. Priklausomai nuo akademinės disciplinos, naudojamos tam tikros charakteristikos ir papildymai. Sisteminio požiūrio atveju pirmąją vietą užima ne priežastiniai objekto egzistavimo paaiškinimai, o būtinybė įtraukti kitus jo komponentus.
Universalių modelių formavimas ypač svarbus eksperimentinės veiklos metu. Naudodami asmeninį kompiuterį galite apskaičiuoti parametrus, kurie bus susieti su analizuojamu objektu.
Toks modeliavimas svarbus gamtos reiškinių moksliniam pažinimui. Mokykliniame informatikos kurse tokie veiksmai vadinami skaičiavimo eksperimentu, kuris remiasi trimis svarbiomis sąvokomis: modelis, algoritmas, programa.
Yra trys pagrindinės asmeninio kompiuterio naudojimo mokykloje parinktys:
- Tiesioginių skaičiavimų atlikimas kompiuteriu;
- duomenų bazės kūrimas, pavertimas programa ar konkrečiu algoritmu;
- sąsajos tarp kompiuterio ir mokinio palaikymas.
Modelių ženklai
Tarp dažniausiai pasitaikančių savybių, pagal kurias galima klasifikuoti visus modelius, išskiriame: taikymo tikslą, žinių sritį, laiko faktorių, pateikimo variantą.
Atsižvelgiant į modeliui keliamą tikslą, išskiriamos eksperimentinės, edukacinės, žaidimų, simuliacinės, mokslinės ir techninės modelių versijos. Pavyzdžiui, pradiniame mokyklinio ugdymo etape tinkamiausios ir reikšmingiausios yra žaidimų technologijos, leidžiančios vaikams pasijusti mokytojo, gydytojo ar policijos pareigūno vaidmenyje. Septynerių – aštuonerių metų vaikų žaidimo modeliai yra gerai susiformavę, nes ikimokyklinio ugdymo įstaigos jie naudojami kaip privalomas elementas formuojant vaiko asmenines savybes.
Modelių tipai
Atsižvelgiant į žinių sritį, kuriai kuriamas modelis, šiuo metu išskiriami ekonominiai, biologiniai, sociologiniai ir cheminiai tipai. Pavyzdžiui, gamtos mokslų ciklui svarbu suformuoti modelį, kuris leistų paaiškinti gyvojoje ir negyvojoje gamtoje vykstančius reiškinius. Sociologijoje akcentuojami visuomenėje vykstantys procesai.
Remiantis laiko faktoriumi, išskiriamos statinės ir dinaminės modelių versijos. Statinė versija apibūdina objekto parametrus ir struktūrą, leidžia apibūdinti pasirinktą reiškinį (objektą) tam tikru laikotarpiu, padeda gauti patikimą ir savalaikę informaciją apie jį.
Bet kuris modelis turi specifinį forma, išvaizda, pristatymo variantas, aprašymas. Tikimasi, kad mokykla, atsižvelgdama į akademinės disciplinos specifiką, svarstys daugiau materialių ir nematerialių modelių.
Medžiagų modeliai suponuoja realų įsikūnijimą; jie visiškai atkartoja paties objekto vidinę ar išorinę struktūrą. Pavyzdžiui, geografijoje toks sumažintas modelis yra Žemės rutulio (gaublio) modelis, kuriame nubraižytos visos jūros ir vandenynai, žemynai ir salos. Šie modeliai yra tiesiogiai susiję su tyrimo požiūriu mokant šiuolaikinius moksleivius. Jie būtini mokant chemijos, fizikos, biologijos, astronomijos, geografijos.
Nematerialusis modeliavimas apima teorinio pažinimo metodo naudojimą.
Išvada
Bet koks informacinis modelis yra informacijos apie reiškinį, objektą ar procesą rinkinys. Su jo pagalba galite apibūdinti bet kokį procesą, vykstantį gyvoje ir negyvojoje gamtoje. Įvairūs grafikai, žemėlapiai, lentelės, diagramos, kurias aktyviai naudoja visų ugdymo lygių mokytojai, duoda teigiamų rezultatų.
Intuityvus (protinis) modeliavimas padeda susidaryti pirmąjį įspūdį apie procesą, vykstantį chemijoje ar biologijoje. Dėl visų informacinių modelių variantų derinio jaunoji mūsų šalies karta formuoja adekvatų gyvojo ir negyvojo pasaulio vienybės vertinimą. Mokyklos absolventai gali savarankiškai kurti bet kokius modelius ir juos naudoti tirdami, analizuodami, vertindami įvykius ir reiškinius.
Girdėdamas tokius žodžius kaip „modeliavimas“, „modelis“, žmogus įsivaizduoja savo vaikystės vaizdus: namų modelius, mažus automobilius, lėktuvus, gaublį. Tokių supaprastintų parinkčių pagalba atsispindi tikrų objektų ir objektų funkcijos ir savybės. Žvelgiant į informacinių modelių pavyzdžius, daug lengviau suprasti paties originalo esmę ir paskirtį.
Pagrindinis modeliavimo tikslas
Grafinių informacijos modelių pavyzdžiai yra įprasti kasdieniame gyvenime. Būtent jų pagalba galima įsivaizduoti realių procesų sudėtingumą. Jie yra panašūs į tikrus objektus, tačiau turi tik tas savybes, kurios bus paklausios tam tikroje situacijoje. Informacinių modelių pavyzdžiai rodo, kad nėra prasmės jiems suteikti absoliučiai visas realaus objekto savybes. Galų gale, konstrukcija turės būti labai sudėtinga, ją bus nepatogu naudoti.
Svarbu suprasti, koks yra pagrindinis modelio kūrimo tikslas ir kokioje situacijoje jis bus naudojamas. Remiantis šiomis charakteristikomis, sukurta realaus objekto sumažinta kopija yra aprūpinta tam tikrais parametrais. Šiuolaikiniame modeliavime jie stengiasi laikytis aiškios sekos. Tai apima paties objekto sukūrimą, tikslo nustatymą sukurti mažesnę kopiją ir pagrindinių jo savybių nustatymą.
Sistemos analizė
Jei analizuojate informacijos modelių pavyzdžius, turite sutelkti dėmesį į žodines, grafines, matematines ir lentelės parinktis. Pabandykime nustatyti svarbiausius parametrus, kurie būtini modeliavimui, taip pat rasti ryšį tarp jų. Procesas, susijęs su tikrojo objekto savybių rinkinio sudarymu, siekiant sudaryti jo sumažintą kopiją, paprastai vadinamas sistemos analize.
Pristatymo parinktis
Įvairių tipų informacinių modelių pavyzdžiai patvirtina, kaip svarbu rasti optimalią jų vaizdavimo formą. Kaip tik tai siejama su tam tikro vaizdo apie realų objektą formavimu. Tarp pagrindinių reikalavimų projektui pirmaujanti pozicija priklauso matomumui. Ją suteikia informacinis grafinis modelis. Pakalbėkime apie tai išsamiau.
Gana lengva pateikti grafinius pavyzdžius. Tai gali būti tam tikros srities žemėlapiai, elektros schemos, įvairūs brėžiniai, grafikai. Įdomu tai, kad ta pati tiriama reikšmė, pavyzdžiui, vidutinė paros oro temperatūra, gali būti pateikiama įvairiomis formomis. Jis gali būti išreikštas lentelės, koordinačių sistemos arba teksto forma. Informacinio modelio konstravimo naudojant tuos pačius duomenis pavyzdys naudojamas tiek bendrojo lavinimo įstaigose, tiek aukštosiose mokyklose.
Modeliavimo taikymas
Suformavus realaus objekto prototipą, pagal jo parametrus galima susipažinti su originalu, numatyti tiriamo objekto elgseną priklausomai nuo sąlygų, atlikti reikiamus skaičiavimus. Objektų informacijos modelių pavyzdžiai rodo, kad dažnai patogiau naudoti mišrias parinktis. Kur rasti tokią simbiozę? Mišraus vaizdo informacijos modelių pavyzdžiai yra įprasti statybose. Jie leidžia preliminariais matematiniais skaičiavimais nustatyti optimalias apkrovas skirtingoms pastato dalims ir užkirsti kelią pamatų „nusėdimui“.
Ryškūs mišraus tipo grafinės informacijos modelių pavyzdžiai yra įvairūs geografiniai žemėlapiai. Jie papildyti lentelėmis, aiškinamaisiais užrašais, topografiniais specialiaisiais simboliais. Be to, geografijoje jie dažnai naudoja diagramas, grafikus ir diagramas. Pastarieji skirstomi į grafikus, blokus, žemėlapius.
Apie modelių klasifikaciją
Kad būtų patogu dirbti su sukurtais modeliais, jie sąlygiškai suskirstyti į blokus:
- pagal taikymo sritis;
- žinių šakos;
- laiko veiksnys;
- pristatymo tipas.
Be to, pagal konstrukcijos tipą galima skirstyti į tinklinius, hierarchinius ir lentelinius. Priklausomai nuo duomenų pateikimo tipo, yra įvairių simbolinio ar perkeltine simbolinio tipo grafinių informacijos modelių pavyzdžių. Tikras objektas gali būti nagrinėjamas naudojant jo savybių aprašymą arba jo veikimo principo analizę.
Vaizdinės informacijos modelio pavyzdžiai
Tarkime, mokytojas per pamoką mokiniams davė užduotį: pateikite grafinių informacijos modelių pavyzdžių. Ką reikia padaryti dėl to? Pirmiausia galite pasirinkti parinktis, įrašytas ant popieriaus. Jais galima laikyti bet kokius geografinius žemėlapius, brėžinius, fotografijas, grafikus. Panašių pavyzdžių švietimo įstaigose yra gana daug. Juk vienas pagrindinių vizualinio mokymosi būdų – mokomosios medžiagos pateikimas grafine ir lentelės forma.
Ne tik geografijos pamokose mokytojas savo mokiniams siūlo daugybę schemų ir žemėlapių. Tokia tema kaip istorija taip pat glaudžiai susijusi su brėžiniais, grafikais ir įvairiomis lentelėmis. Jei istorijos mokytojas savo mokiniui sako: „Pateikite grafinių informacinių modelių, susijusių su Stalingrado mūšiu, pavyzdžių“, vaikui tereikia atversti atlasą į reikiamą puslapį. Rodyklėmis ir spalvų akcentais žemėlapyje atsispindi visi pagrindiniai šio legendinio įvykio taškai. Be mokymo įstaigų, vaizdinio informacinio modelio variantų yra ir mokslo institucijose, kurios specializuojasi skirstant objektus pagal jų išorines savybes.
Modelių skirstymas pagal laiką
Yra dinaminės ir statinės parinktys. Jie žymiai skiriasi. Statiniai informacijos modeliai daro prielaidą, kad objektas yra tiriamas tam tikru laikotarpiu. Jų pavyzdžių galima rasti statant pastatą. Statyba apima pirminius stiprumo ir atsparumo statinei apkrovai skaičiavimus. Odontologijoje yra statinių galimybių. Apibūdindamas paciento burnos ertmės būklę medicininės apžiūros metu, gydytojas pažymi įvairių defektų buvimą ir plombų skaičių.
Su odontologo pagalba jis išanalizuos žmogaus dantų būklės pokyčių dinamiką per tam tikrą laikotarpį. Pavyzdžiui, už praėjusius metus arba nuo ankstesnio susitikimo. Dinaminiai informacijos modeliai taip pat atsiranda dirbant su charakteristikomis ar veiksniais, kurie reiškia pokyčius laikui bėgant. Tarp tokių parametrų galima paminėti seisminius virpesius, temperatūros šuolius, oro drėgmės pokyčius.
Verbalinės informacijos modeliai
Mokinio informacinio modelio pavyzdys aiškiai paaiškina šią grupę. Atsakydamas į mokytojo siūlomus klausimus, vaikas naudoja žodinį reiškinio ar proceso aprašymą. Pavyzdžiui, kalbėdamas apie pėsčiojo elgesio kelyje taisykles, mokinys savarankiškai modeliuoja situaciją ir pasiūlo savo būdą, kaip ją išspręsti. Šiai kategorijai priskiriamas ir rimas, kurio poetas dar nespėjo perkelti į popieriaus lapą. Verbalinės informacijos modelis yra aprašomojo pobūdžio. To pavyzdys – proza kūriniuose, tekstiniai tam tikrų objektų ir reiškinių aprašymai.
Ikoniniai modeliai
Kaip kitą ypatybę galima įsivaizduoti objekto savybių atvaizdavimą naudojant formalią kalbą. Pateikdami 2 ženklų informacinio modelio pavyzdžius, sutelksime dėmesį į tekstus ir diagramas. Abu daikto vaizdavimo būdai naudojami beveik visose šiuolaikinio žmogaus veiklos srityse. Ikoniniai modeliai skirstomi į struktūrinius, specialiuosius, žodinius, loginius ir geometrinius tipus.
Matematinės formos
Pagrindinis matematinio informacinio modelio bruožas yra kiekybinių charakteristikų sąsajų paieška aprašant objektą. Pavyzdžiui, žinodami atitinkamo kūno masę, galite naudoti formulę, kad apskaičiuotumėte jo judėjimo greitį per tam tikrą laikotarpį. Matematiniai informacijos modeliai skirstomi į tipus: diskretieji, statiniai, simuliaciniai, tęstiniai, dinaminiai, loginiai, algoritminiai, daugkartiniai, žaidimo, tikimybiniai.
Lenteliniai informacijos modeliai
Jei objekto ar modelio savybės pateikiamos sąrašo pavidalu, o reikšmės yra langeliuose, mes kalbame apie lentelės modelį. Tai laikoma vienu iš labiausiai paplitusių informacijos perdavimo būdų. Naudojant lenteles įvairiose taikymo srityse formuojamos dinaminės ir statinės informacijos charakteristikos. Kasdieniame gyvenime žmogus susiduria su panašiomis galimybėmis, analizuodamas priemiestinių traukinių tvarkaraštį, studijuodamas televizijos programą, žiūrėdamas orų prognozes. Yra dvejetainių lentelių, kurios atspindi dvi nagrinėjamo proceso ar reiškinio charakteristikas.
Pavyzdžiui, norint sukurti greičio grafiką, nubraižoma duomenų lentelė. Jame yra judėjimo ir laiko parametrai. „Objektas – objektas“ lentelėse nurodomi jų pavadinimai eilutėse ir stulpeliuose. Pavyzdžiui, gali būti atsiskaitymų nuoroda. Ryšys tarp jų bus kokybinės charakteristikos. Parinkties „Objektas – nuosavybė“ lentelėse pateikiama informacija apie įvykį eilutėje ir informacija apie jo charakteristikas stulpelyje. Naudodami tokias lenteles galite nustatyti oro parametrus: temperatūrą, vėjo stiprumą, kelių dienų kritulius. Patogu naudoti lentelių modelius tais atvejais, kai nagrinėjamas objektas turi nedaug savybių. Jei reikia sukurti metro linijų schemą, kurioje būtų daug atšakų ir perėjimų, reikia tinklo informacinio modelio. Hierarchinio informacijos modelio pavyzdys yra šeimos medis.
Išvada
Daugybė informacinių modelių padeda šiuolaikiniam žmogui susisteminti gamtoje ir technologijose sutinkamų objektų, su kuriais jis susiduria kasdieniame gyvenime, charakteristikas. Būtent jų pagalba galite susidaryti idėją apie kokį nors realų objektą ar reiškinį, kad rastumėte geriausius būdus, kaip jį panaudoti ir valdyti. Be įvairių tipų informacinių modelių daugelio profesijų atstovams dirbti sunku.
Žmogui išgirdus žodžius „modelis“ ir „modeliavimas“, jo protu dažniausiai nubėga vaikystės vaizdai: mažos automobilių ir lėktuvų kopijos, gaublys, manekenas, modelių kūrimas... Šie ir daugelis kitų dalykų dažnai atspindi kai kurios bendrosios realių objektų ar objektų savybės ar funkcijos, tik supaprastinta forma. Naudojant tokius modelius galima lengviau paaiškinti originalo ypatybes. Informaciniam modeliui, kurio pavyzdžiai aiškiai ir aiškiai paaiškina daugelį sunkiai suvokiamų procesų, taip pat taikomi pagrindiniai modeliavimo reikalavimai.
Tikslai
Iš to, kas išdėstyta, galima daryti tokią išvadą: modeliai, būdami panašūs į realius objektus ar procesus, turi atspindėti ne visas originalų savybes, o tik tas charakteristikas, kurios tam tikroje situacijoje yra labiau reikalingos jų taikymui. Nereikia rodyti visos objekto savybių įvairovės – tai gali apsunkinti modelį ir sukelti nepatogumų jį naudojant. Todėl labai svarbu suprasti, kokiu tikslu modelis buvo sukurtas ir kokie jo parametrai turėtų atsispindėti šiuo konkrečiu atveju. Modeliuojant būtina griežtai laikytis tokios loginės grandinės: „objektas – tikslas – modelis“.
Informacinis modelis. Pavyzdžiai. Sistemos analizė
Formuojant modeliavimo tikslą, kyla klausimas, ar teisingas ir išsamus būsimo modelio savybių ir savybių sąrašas. Modeliuojamo objekto aprašymas dažnai vadinamas terminu „informacinis modelis“. Jo panaudojimo pavyzdžius galima pamatyti įvairiomis formomis: grafine, žodine, lentele, matematine ir daugeliu kitų. Kuo tikslesnis informacinis modelis, tuo kokybiškiau ir visapusiškiau jis atspindi pirminio objekto savybių visumą. Todėl modeliavimui reikia parinkti tik būtiniausius parametrus ir tarp jų nustatyti ryšius. Šis procesas vadinamas sistemų analize.
Pristatymo forma
Viena iš informacinio modelio ypatybių – jo pateikimo forma, glaudžiai susijusi su įvaizdžio kūrimo tikslu. Jei vienas iš reikalavimų projektui yra jo matomumas, tuomet naudojamas grafinis informacijos modelis. To pavyzdžių nesunku rasti: elektros schemos, plotų žemėlapiai, įvairūs grafikai ir brėžiniai. Be to, tie patys duomenys, pavyzdžiui, temperatūros pokyčių per mėnesį grafikas, gali būti pateikiami įvairiomis formomis, pavyzdžiui, lentelėje ar tekstu.
Modeliavimo naudojimas
Suformavus informacinį modelį, pagal jo parametrus galima tirti realų objektą, numatyti jo elgesį įvairiomis sąlygomis, atlikti skaičiavimus. Dažnai naudojami mišrūs informacijos modeliai. Šios modeliavimo formos panaudojimo pavyzdžių dažnai galima rasti statyboje, kai formuojamos individualios sudėtingo objekto, pavyzdžiui, pastato, charakteristikos ir atsispindi brėžiniuose, matematiniuose stiprumo ir leistinų apkrovų skaičiavimuose.
Kitas ryškus mišraus informacinio modelio pavyzdys – geografinis žemėlapis su topografiniais simboliais, užrašais ir lentelėmis. Tokį modelį taip pat galima pateikti grafikų, diagramų, lentelių, diagramų pavidalu. Pastarieji paprastai skirstomi į žemėlapius, struktūrines diagramas ir grafikus.
klasifikacija
Kad būtų patogiau dirbti su informaciniais modeliais, jie paprastai skirstomi į kelis didelius blokus: pagal naudojimo sritį, laiko veiksnį, žinių šaką ir pateikimo formą. Jie taip pat gali būti suskirstyti pagal konstrukcijos tipą (lentelė, hierarchinė ir tinklinė), pagal duomenų pateikimo formą (ženklas ir vaizdinis ženklas) ir pagal objektą (objekto ar proceso savybių aprašymas).
Tipiški vaizdinio informacinio modelio pavyzdžiai
Šio tipo modelių formos išsiskiria grafiniu objekto vaizdu, įrašytu į kokią nors laikmeną (plėvelę, popierių, lentą).
Šio tipo modelis apima įvairias nuotraukas, brėžinius ir grafikus. Vaizdinės informacijos modelio pavyzdžiai dažnai aptinkami ugdymo įstaigose, kur plakatai pateikia daug informacijos grafine forma. Kitas jo panaudojimo variantas yra iliustracijos bet kuriame mokykliniame vadovėlyje, pavyzdžiui, kariuomenės formavimo Stalingrado mūšyje schema. Vaizdinės informacijos modelio pavyzdžių galima pamatyti ir mokslo organizacijose, kur objektai skirstomi pagal jų išorines savybes.
Modelių klasifikavimas pagal laiką
Modeliai gali būti statiški ir dinamiški. Objekto charakteristikos tam tikru laiko momentu apibūdinamos statiniais informaciniais modeliais. Jų panaudojimo pavyzdžių galima rasti namo statyboje, kai atsižvelgiama į jo stiprumą ir atsparumą statinei apkrovai. Arba odontologijoje, kur aprašoma paciento burnos ertmės būklė einamojo priėmimo metu: plombų skaičius, defektų buvimas ir kt.
Jei atsižvelgsime į paciento būklės pokyčių dinamiką per kelis apsilankymus ar kelerius metus, tada toms pačioms charakteristikoms apibūdinti bus naudojamas dinaminis modelis.
Dinaminių informacijos modelių pavyzdžiai atsiranda dirbant su veiksniais ar charakteristikomis, kurios keičiasi laikui bėgant. Tai yra temperatūros pokyčiai, seisminės vibracijos ir kt.
Verbaliniai modeliai
Informaciniai modeliai taip pat apima žodinius modelius, kurie pateikiami pokalbio ar minties forma. Jie taip pat vadinami „žodinės informacijos modeliais“. Vairuojant automobilį galima pastebėti tokio modeliavimo pavyzdžių: situaciją kelyje, šviesoforų rodmenis, kaimyninių automobilių greitį ir kt. Tokiu atveju sukuriamas tam tikras elgesio modelis. Jei esama situacija sumodeliuota teisingai, tai ši maršruto atkarpa bus saugi. Jei ne, didelė avarijos tikimybė.
Prie žodinių modelių taip pat priskiriamas poeto smegenyse prasiskverbęs rimas arba menininko proto akimis drobėje dar nenutapyto peizažo vaizdas.
Žodinis tipas taip pat apima aprašomąjį informacijos modelį, kuris yra rašytinis arba žodinis objekto aprašymas naudojant kalbą. Aprašomojo informacinio modelio pavyzdys: proza grožinės literatūros knygose, aprašymai grožinėje literatūroje, tekstiniai įvykių ir objektų aprašymai.
Ikoniniai modeliai
Jei objekto charakteristikos pasirodo specialių ženklų pavidalu ir yra atvaizduojamos formaliąja kalba, tai tai yra ženklų informaciniai modeliai. Tokių pavyzdžių mus supa iš visų pusių: grafikai, diagramos, tekstai ir kt. 
Ženklas ir žodiniai modeliai yra glaudžiai tarpusavyje susiję: mentalinis vaizdas gali būti perkeltas į ženklų formą, o ženklų modelis suformuoja tam tikrą mentalinį vaizdą. Pavyzdžiui, perskaitęs reiškinio aprašymą, žmogus pats susikuria jo modelį ir, gyvenime susidūręs su šiuo reiškiniu, gali jį atpažinti iš suformuoto modelio.
Ženklų informaciniai modeliai gali būti skirstomi į geometrinius, žodinius, matematinius, struktūrinius, loginius ir specialiuosius.
Matematiniai modeliai
Kaip simbolinį variantą galite apsvarstyti matematinį informacijos modelį. Jo ypatumas yra tas, kad charakteristikos, parametrai ar procesai pateikiami matematinėmis formulėmis. Šis tipas taip pat apibūdina ryšius tarp kiekybinių objektų charakteristikų. Pavyzdžiui, žinodami kūno masę, galime apskaičiuoti jo laisvojo kritimo greitį tam tikru laiko momentu. Šiuo atveju informacijos objektai dažniausiai pateikiami matematine forma.
Matematinius modelius galima skirstyti į daugybę tipų: statinius, dinaminius, diskretuosius, tęstinius, simuliacinius, tikimybinius, loginius, daugkartinius, algoritminius, žaidimus ir kt.
Lentiniai modeliai
Modelis, kurio objektai ar savybės pateikiami sąrašo pavidalu, o jų reikšmės yra stačiakampės lentelės langeliuose, vadinamas lenteliniu. Tai vienas iš labiausiai paplitusių informacijos perdavimo būdų. Naudojant lenteles galima kurti statinius ir dinaminius informacijos modelius įvairiose taikymo srityse. Gyvenime tai naudojame, pavyzdžiui, kurdami transporto grafiką, TV programą, orų dienoraštį ir pan.
Lentelinės informacijos modelių tipai
Yra trijų tipų lentelės: dvejetainė, objekto savybė ir objektas-objektas. Norėdami pateikti lentelių informacijos modelių pavyzdžius, turite išanalizuoti jų struktūrą.
Objektų-objektų lentelėse pirmoje eilutėje ir pirmame stulpelyje pateikiami objektai. Likusios ląstelės atspindi ryšį tarp jų. Lentelė, kurios stulpeliuose ir eilutėse yra miestų pavadinimai, o informacijos turinys rodo, kad tarp jų yra kokybinis ryšys (tiesioginio kelio buvimas), gali būti „objekto“ pavyzdys. -objektas“ tipo.
„Objekto-ypatybės“ tipo lentelėse kiekvienoje eilutėje yra vieno objekto ar įvykio parametrai, o stulpeliuose – informacija apie jų charakteristikas ar savybes. Tokio tipo struktūros pavyzdys būtų informacija apie oro sąlygų pokyčius skirtingomis dienomis.
Hierarchiniai ir tinklo informacijos modeliai
Lenteliniai modeliai yra naudingi mažų objektų sistemoms. Kuriant sudėtingą sistemą modelis gali tapti per didelis ir nepatogus naudoti būtent dėl to, kad jis pateikiamas stačiakampės lentelės pavidalu. Pavyzdžiui, jei sukursite metro linijų lentelę su stoties objektais ir nuoroda, ar tarp jų yra perėjimas ar sankryža, tada tokia lentelė turės didžiulį dubliavimą - daugiau nei dešimt tūkstančių reikšmių, ir tai bus labai sunku. naudoti.
Hierarchinės sistemos dažniausiai pateikiamos grafiškai, grafų pavidalu – jungtys tarp objektų, paskirstytų lygiais. Visi viršutinių lygių elementai susideda iš žemesniųjų elementų, o žemesniojo – tik vienam aukštesniojo lygio elementui. Ypatingas tokio tipo modelio pavyzdys yra šeimos medis.
Tinklo modeliai yra kompaktiškesni, nes atspindi svarbiausias jungtis tarp objektų. Dažniausiai jie pateikiami vaizdine grafine forma. Tokio tinklo modelio pavyzdys yra metro linijos diagrama.
Informacinių modelių naudojimas kompiuterinio modeliavimo procese
Patogu atlikti modeliavimą naudojant kompiuterines technologijas. Pats procesas apytiksliai gali būti suskirstytas į kelis etapus.
Pirmiausia konstruojamas informacinis modelis: apibrėžiamas vykdomas tyrimas, parenkami svarbūs objekto parametrai, atitinkantys šį tikslą, pašalinami nesvarbūs parametrai.
Antrajame etape sukuriamas formalizuotas modelis: aprašomasis informacijos modelis išreiškiamas formalia kalba, fiksuojami dydžių santykiai ir nustatomi būtini jų kaitos apribojimai.
Kitame etape formalizuotas modelis paverčiamas kompiuteriniu, tai yra, sudaromas algoritmas, atliekami skaičiavimai, rašomos programos arba naudojama specializuota programinė įranga.
Patikrinus modelio sukūrimo teisingumą ir atitiktį numatytam tikslui, pradedamas tiesioginis naudojimas. Jei reikia, atliekami pataisymai.
Kompiuterinių technologijų naudojimas žymiai supaprastina informacinių modelių kūrimą, jų modifikavimą, taisymą. Imituojamą objektą galima patalpinti į bet kurią aplinką ir išbandyti jo elgesį ar charakteristikų transformaciją įvairiomis sąlygomis, neveikiant jo šiems veiksniams.
