Типи інформаційних моделей - студопедія

Класифікація моделей за формою подання

Класифікація моделей по фактору часу

Класифікація моделей по області використання

Необхідність створення моделей

РОЗДІЛ 4. МОДЕЛІ РІШЕННЯ функціональних І ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ ЗАВДАНЬ

Лекція № 5. Основи моделювання - 2 год.

Моделювання як метод пізнання. Класифікація та форми представлення моделей. Методи і технології моделювання. Інформаційна модель об'єкта

Самостійна робота студента (СРС) - 8 год. Робота з електронними підручниками [7] - [11]

Модель - спрощене подобу реального об'єкта, процесу або явища, яке відображає його суттєві особливості.

Сутність - узагальнена назва об'єкта, явища або процесу, що вивчається за допомогою моделювання.

Атрибути (параметри) - характеристики сутності, які враховуються в її моделі.

Моделювання - метод пізнання, що складається в створенні і дослідженні моделей досліджуваних сутностей.

Кожному суті можна порівняти кілька моделей в залежності від того, для якої мети вона створюється. Приклад: можливі моделі людини: для відділу кадрів на роботі - це його анкета або резюме, в яких враховуються атрибути, необхідні в професійній діяльності; для поліклініки - медична карта, в якій враховуються атрибути здоров'я; для приятелів - риси характеру і набір його хобі, для кравця - геометричні розміри тіла.

1. Дослідження на оригіналі економічно невигідно.

2. Вивчення призводить до руйнування сутності (моделювання вибухів, методики лікування, зберігання продуктів і т. П.).

3. Оригіналу немає в дійсності (вивчення сутностей минулого чи майбутнього).

4. Необхідно дослідження тільки деяких властивостей оригіналу.

Ознаки класифікацій моделей:

1) по області використання;

2) за фактором часу;

3) по галузі знань;

4) за формою подання.

Навчальні - використовуються при навчанні.

Досвідчені - це зменшені або збільшені копії проектованого об'єкта. Використовують для дослідження і прогнозування його майбутніх характеристик (аеродинамічна труба).

Науково - технічні - створюються для дослідження процесів і явищ.

Ігрові - репетиція поведінки об'єкта в різних умовах.

Імітаційні - відображення реальності в тій чи іншій мірі (це метод проб і помилок).

Статичні - моделі, що описують стан системи в певний момент часу (одноразовий зріз інформації по даному об'єкту). Приклади моделей: класифікація тварин .... будова молекул, список посаджених дерев, звіт про обстеження стану зубів і т. д.

Динамічні - моделі, що описують процеси зміни і розвитку системи (зміни об'єкта в часі). Приклади: опис руху тіл, розвитку організмів, процес хімічних реакцій.

Матеріальні - це предметні (фізичні) моделі. Вони завжди мають реальне втілення. Відображають зовнішні властивості і внутрішній устрій вихідних об'єктів, суть процесів і явищ об'єкта-оригіналу. Це експериментальний метод пізнання навколишнього середовища. Приклади: дитячі іграшки, скелет людини, опудало, макет сонячної системи, шкільні посібники, фізичні та хімічні досліди, авіамодель винищувача, смуга перешкод.

Інформаційні моделі - цілеспрямовано відібрана інформація про об'єкт, яка відображає найбільш істотні для дослідника властивості цього об'єкта.

Формалізація - заміна реального об'єкта або процесу його формальним описом, т. Е. Його інформаційною моделлю.

Форми подання інформаційні моделі:
- вербальна (в уявній або розмовної формі, ідея винахідника, рима в свідомості поета);
- знакова (виражена спеціальними знаками).

Види знакових моделей:
- геометричні;
- математичні;

- структурні (модель кристалічної решітки, модель атома);

За рівнем формалізації:
- добре формалізовані: можна вирішити засобами, прийнятими в даній предметній області, ...
- погано формалізовані: не можна вирішити без залучення експерта в даній області.

Абстрактні (уявні) - при побудові моделі використовуються поняття, яких не існує в реальному житті. Приклад: модель ідеального газу представляє кожну молекулу як матеріальну точку, т. Е. Об'єкт, який має масу, але не має розмірів; в моделі руху планет навколо сонця кожна планета теж представляється як матеріальна точка.

Вербальні - уявні моделі, виражені в розмовній формі за допомогою природних мов. Приклад: інструкція пілоту літака - це вербальна неформалізована модель, так як вона пишеться на природній мові.

знакові (формалізовані) - виражені спеціальними символами, застосовуваними в досліджуваної предметної області (комп'ютерні - реалізована засобами програмного середовища, математичні. хімічні і т. д.).

При побудові інформаційних моделей зазвичай використовують деякі набори символів (формальні мови). Формалізація - процес побудови інформаційних моделей за допомогою формальних мов.

По виду формалізації інформаційні моделі бувають образно-знакові та знакові.

Геометричні - малюнок, піктограма, креслення, карта, план, об'ємне зображення;

Структурні - таблиця, граф, схема, діаграма;

Словесні - опис природними мовами;

Алгоритмічні - нумерований список дій, покрокове перерахування, блок-схема;

Математичні - представлені математичними формулами, що відображають зв'язок параметрів;

Спеціальні - представлені на спеціальних мовах (ноти, хімічні формули).

За способом організації даних інформаційні моделі діляться:

Табличні - перелік об'єктів і їх властивостей оформляється у вигляді таблиці. У перший стовпець (рядок) поміщається печінку однотипних об'єктів, а значення їх властивостей розміщуються в наступних стовпцях (або рядках). Приклад: розклад руху поїздів - це таблична інформаційна модель реального переміщення поїздів по ж / д.

Ієрархічні - об'єкти розподілені за рівнями. Кожен елемент високого рівня складається з елементів нижнього рівня, а елемент нижнього рівня може входити до складу лише одного елемента вищого рівня. Приклади: файлова структура в комп'ютері (система каталогів), класифікації тварин, рослин. Якщо з кожного вузла виходить тільки два нащадка, то така структура називається бінарним деревом.

Мережеві - застосовують для відображення систем, в яких зв'язки між елементами мають складну структуру. Приклади: модель функціонування Інтернет: кожен сервер, підключений до Інтернет, може зв'язатися з будь-яким іншим сервером в Інтернет, і ланцюжки проміжних вузлів, через які здійснюється цей зв'язок, можуть бути різними; модель взаємодії пацієнтів і лікарів в лікарні: кожного хворого обстежує кілька лікарів і в той же час кожен лікар стежить за здоров'ям кількох хворих; модель взаємодії студентів і викладачів в процесі навчання.