Запись модели с помощью формул уравнений это

Запись модели с помощью формул уравнений это

Понятие модели. Информационная модель. Виды информационных моделей.

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.).

Наглядные модели часто используются в процессе обучения. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель — глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и др.

Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д. Без предварительного создания чертежа невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме.

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез и пр.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов.

Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Более того, практически любое литературное произведение может рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями в художественной форме отражающими реальную действительность, являются также живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и пр.

Моделирование — это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Модель — это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса. Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью. Так, в механике различные материальные тела (от планеты до песчинки) могут рассматриваться как материальные точки, т.е. объекты разные – модель одна.

Предметные и информационные модели

Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные.

Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.).

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Широко используются образные информационные модели в образовании (учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.).

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы (например, второго закона Ньютона F = ma), таблицы (например, периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева) и так далее.

Иногда при построении знаковых информационных моделей используются одновременно несколько различных языков. Примерами таких моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделях используются одновременно как язык графических элементов, так и символьный язык.

На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. В истории науки известны многочисленные описательные информационные модели. Например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась следующим образом:

Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;

орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.

С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков.

Визуализация

В процессе исследования формальных моделей часто производится их визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы: пространственных соотношений между объектами — чертежи, моделей электрических цепей — электрические схемы, логических моделей устройств — логические схемы и так далее.

Так при визуализации формальных физических моделей с помощью анимации может отображаться динамика процесса, производиться построение графиков изменения физических величин и так далее. Визуальные модели обычно являются интерактивными, то есть исследователь может менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели.

Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере

Использование компьютера для исследования информационных моделей различных объектов и систем позволяет изучить их изменения в зависимости от значения тех или иных параметров. Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Часто компьютерные модели проще и удобнее исследовать, они позволяют проводить вычислительные эксперименты, реальная постановка которых затруднена или может дать непредсказуемый результат.

Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько основных этапов:

Построение описательной информационной модели (выделение существенных параметров).

Создание формализованной модели (запись формул).

Построение компьютерной модели.

Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели.

На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится описательная информационная модель. Такая модель выделяет существенные с точки зрения целей проводимого исследования параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает.

На втором этапе создается формализованная модель, то есть описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и пр. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

Однако далеко не всегда удается найти формулы явно выражающие искомые величины через исходные данные. В таких случаях используются приближенные математические методы, позволяющие получать результаты с заданной точностью.

На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную на понятном для компьютера языке. Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели:

1) создание алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования;

2) формирование компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД и т. д.).

В процессе создания компьютерной модели полезно разработать удобный графический интерфейс, который позволит визуализировать формальную модель, а также реализовать интерактивный диалог человека с компьютером на этапе исследования модели.

Четвертый этап исследования информационной модели состоит в проведении компьютерного эксперимента. Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.

Если компьютерная модель исследуется в приложении, например в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и так далее.

Пятый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели. В случае различия результатов, полученных при исследовании информационной модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности. Например, при построении описательной качественной модели могут быть неправильно отобраны существенные свойства объектов, в процессе формализации могут быть допущены ошибки в формулах и так далее. В этих случаях необходимо провести корректировку модели, причем уточнение модели может проводиться многократно, пока анализ результатов не покажет их соответствие изучаемому объекту.

Тестирование по теме моделирование
тест по информатике и икт (11 класс) на тему

2 варианта. 11 тестовых вопросов и одна задача из демо версий ЕГЭ на графы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Могут ли у разных объектов быть одинаковые модели?

Выберите один из 3 вариантов ответа:

2) Да, но только для конструктивных (искусственных, созданных людьми) объектов.

Процесс познания, состоящий в создании и исследовании моделей называется.

Выберите один из 4 вариантов ответа:

В каких редакторах можно построить модель движения мяча, брошенного с некоторой высоты?

Выберите несколько из 4 вариантов ответа:

Анимация движения Земли вокруг Солнца на компьютере является.

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) иерархической моделью

2) динамической моделью

3) описательной моделью

4) материальной моделью

Выбрать пары объектов, о которых можно сказать, что они находятся в отношении «объект — модель»:

Выберите несколько из 5 вариантов ответа:

1) Планета Земля — глобус

2) болт — чертёж болта

3) курица — цыплята

4) страна — её столица

5) компьютер — функциональная схема компьютера

Для одного и того же объекта можно создать:

Выберите один из 3 вариантов ответа:

1) несколько моделей

2) бесконечное множество моделей

Для каждой модели из первой колонки определите, к какому типу она относится.

Укажите соответствие для всех 6 вариантов ответа:

__ Программа на языке программирования

__ Радиоуправляемая модель самолёта

__ Игрушечный автомобиль

__ Чертёж развёртки куба

__ Объёмная модель куба

__ Закон Ньютона

Какие программные средства помогают создавать табличные модели?

Выберите несколько из 4 вариантов ответа:

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) все стороны данного объекта

2) существенные стороны данного объекта

3) только одну сторону данного объекта

4) некоторые стороны данного объекта

Что не является моделями:

Выберите несколько из 4 вариантов ответа:

Расставьте в нужном порядке этапы моделирования на компьютере

Укажите порядок следования всех 5 вариантов ответа:

__ формализация модели

__ построение информационной описательной модели

__ проведение компьютерного эксперимента

__ анализ результатов моделирования

__ построение компьютерной модели

12. У исполнителя Калькулятор две команды, которым присвоены номера:

Выполняя первую из них, Калькулятор прибавляет к числу на экране 1, а

выполняя вторую, утраивает его. Запишите порядок команд в программе

получения из 2 числа 26, содержащей не более 6 команд, указывая лишь

(Например, программа 21211 – это программа

которая преобразует число 1 в 14.)

Запись модели с помощью формул, уравнений, называется

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Информационной моделью какого типа является файловая система компьютера?

Выберите один из 3 вариантов ответа:

Вставьте в предложение наиболее точный термин из предложенного ниже списка.
Если материальная модель объекта — это его физическое подобие, то информационная модель объекта — это его…

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) схематическое представление

3) точное воспроизведение

Построение любой модели начинается …

Выберите один из 3 вариантов ответа:

1) с выбора вида будущей модели.

2) с выделения свойств и признаков объекта;

3) с определения программы для информационного моделирования;

Какая из приведённых ниже моделей является динамической?

Выберите один из 3 вариантов ответа:

1) Программа, имитирующая движение стрелок циферблата на экране монитора.

2) План сочинения

3) Карта местности

Расставьте в нужном порядке этапы моделирования на компьютере

Укажите порядок следования всех 5 вариантов ответа:

__ формализация модели

__ построение информационной описательной модели

__ проведение компьютерного эксперимента

__ анализ результатов моделирования

__ построение компьютерной модели

Материальной моделью является:

Выберите один из 4 вариантов ответа:

3) математическая формула

4) макет из бумаги

Модель содержит информации:

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) меньше, чем моделируемый объект.

2) столько же сколько и моделируемый объект.

3) больше, чем моделируемый объект.

4) не содержит информации.

Укажите информационные модели

Выберите несколько из 9 вариантов ответа:

1) Игрушечный паровоз

2) Эскизы костюмов к театральному спектаклю

3) Макет скелета человека

4) Модель физического опыта на компьютере

5) Формула определения площади квадрата со стороной h: S= h 2

6) Анимация на компьютере движения Луны вокруг Земли

7) Уравнение химической реакции, например CO 2 + 2 NaOH= Na 2 CO 3 +H 2 O

9) Объёмная модель молекулы воды

Таблица Менделеева является:

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) табличной моделью

2) словесной моделью

3) иерархической моделью

4) динамической моделью

Укажите материальные модели

Выберите несколько из 5 вариантов ответа:

1) Модель полусумматора в электронных таблицах

3) Эскизы костюмов к театральному спектаклю

4) Модель Земли в программе GoogleEarth

5) Макет двигателя внутреннего сгорания

12. Решить задачи.

У исполнителя Утроитель две команды, которым присвоены номера:

Первая из них увеличивает число на экране на 1, вторая – утраивает его.

Запишите порядок команд в программе преобразования числа 1 в число 22, содержащей не более 5 команд, указывая лишь номера команд. (Например, 21211 – это программа

которая преобразует число 1 в 14.)

(Если таких программ более одной, то запишите любую из них.)

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Электронный тест по теме «Моделирование»

Тест написан с помощью HTML, пояснительная записка прилагается.

Контрольная работа по теме «Моделирование»

Текст контрольной работы на проверку теоретического материала по теме «Моделирование». Информатика, 8 класс.

Обобщающий урок по теме: «Моделирование и формализация»

закрепление знания общих принципов работы табличного процессора MSExcelи умения составить таблицу для решения конкретной задачи;приобретение навыков в составлении таблиц разного типа, особенно имеющих.

«Система интерактивных тестовых приложений для проверки знаний обучающихся 9 класса по предмету «Информатика и ИКТ» по теме «Моделирование»

Данная система может быть использована учителями информатики и ИКТ для проверки знаний учащихся 9-х классов по теме «Информационное моделирование.Для успешного использования продукта ИОД необходимо на.

Зачётная работа по теме : «Моделирование»

Варианты зачётной работы по информатике по теме : » Моделирование», можно использовать в 9-11 классах.

материал для тестирования на тему материал для тестирования на тему `Сложноподчиненное предложение. Виды придаточных«

материал для тестирования на тему материал для тестирования на тему `Сложноподчиненное предложение. Виды придаточных` `.

План-конспект к уроку по информатике и ИКТ (9 класс) по теме: «Моделирование. Основные понятия. Роль моделирования в деятельности человека»

Урок является первым по теме «Моделирование» и имеет исключительно важное мировоззренческое значение. Урок формирует системный подход к миру, в котором мы живем, формирует представление о моделировани.

Запись модели с помощью формул уравнений это

Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства связаны с процессами управления. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации.

В повседневной жизни мы встречаемся с процессами управления очень часто:
пилот управляет самолетом, а помогает ему в этом автоматическое устройство- автопилот;
директор и его заместители управляют производством, а учитель — обучением школьников;
процессор обеспечивает синхронную работу всех узлов компьютера, каждым его внешним устройством руководит специальный контроллер;

без дирижера большой оркестр не может согласованно исполнить музыкальное произведение, а хоккейная или баскетбольная команда обязательно имеет одного или нескольких тренеров, которые организуют подготовку спортсменов к соревнованиям.

Управление — это целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, а другие — управляемыми.

Модели, описывающие информационные процессы управления в сложных системах, называются информационными моделями процессов управления. В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие 2-х двух объектов — управляющего и управляемого, которые coединены каналами прямой и обратной связи. По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи — информация о состоянии управляемого объекта.

Процесс управления имеет определенные общие закономерности. Их изучением занимается специальная наука, которая называем кибернетикой. Основоположником кибернетики считается американский ученый Норберт Винер. Большой вклад в развитие теоретической и прикладной кибернетики внесли русские ученые: академики A. Берг и В. Глушков.

Разомкнутая схема управления

В простейшем случае управляющий объект посылает свои команды исполнительному объекту, без учета его состояния. В этом случае воздействия передаются только в одном направлении, такая система называется разомкнутой.
Такой процесс не учитывает состояние управляемого объекта и обеспечивает управление по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому). Подобные системы управления называются разомкнутыми. Информационную модель разомкнутой системы управления можно наглядно представить с помощью следующей схемы:

Разомкнутыми системами являются всевозможные информационные табло на вокзалах и аэропортах, которые управляют перемещениями пассажиров. К рассматриваемому классу систем можно стнести и современные программируемые бытовые приборы.

Как правило, описанная схема управления не очень эффективна и нормально работает только до возникновения экстремальных условий. Так, при больших потоках транспорта возникают пробки, в аэропортах и вокзалах приходится дополнительно открывать справочные бюро, в микроволновой печи при неправильной программе может произойти перегрев и. т. п.

Замкнутая схема управления. Обратная связь

Более совершенные системы управления отслеживают результаты деятельности управляемой системы. В таких системах дополнительно появляется ешё один информационный поток — от объекта управления к системе управления; его принято называть обратной связью. Именно по каналу обратной связи передаются сведения о состоянии объекта и степени достижения (или, наоборот, не достижения) цели управления.

В том случае, когда управляющий объект получает информацию о реальном положении управляемого объекта по каналу обратной связи и производит необходимые перемещения по прямому каналу управления, система управления называются замкнутой. Информационная модель замкнутой системы управления наглядно представлена на схеме:

Главным принципом управления в замкнутой системе является выдача управляющих команд в зависимости от получаемых сигналов обратной связи. В такой системе управляющий объект стремится скомпенсировать любое отклонение управляемого объекта от состояния, предусмотренного целями управления.

Обратную связь, при которой управляющий сигнал стремится уменьшить (скомпенсировать) отклонение от некоторой поддерживаемой величины, принято называть отрицательной.
Примеры: Потовыделение у животных.Регулятор температуры в холодильниках

Тип обратной связи, при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое способствует дальнейшему отклонению выходного сигнала от первоначального значения, принято называть положительной.
Пример: Микрофон рядом с динамиком может создать сильный шум.

Примером замкнутых систем управления является хорошо знакомое вам обучение в классе. Здесь управляющую систему представляет учитель, а ученики являются объектом управления. Прямой канал передачи информации — что передача знаний учителем, а обратная связь — ответы учеников, результаты контрольных работ, сочинения и т. п. Благодаря обратной связи в результате анализа проведенной контрольной учитель может, например, провести дополнительный урок по данной теме или, наоборот, особо отличившихся учеников освободить от заданий.

Д.з: Прочитать стр. 152-163 учебника. Устно ответить на вопросы в конце параграфов
Презентация урока