Слайд 1МОУ ДСОШ №2
Информатика
Моделирование
и
формализация
Учитель информатики
Миронова О.Н.
Слайд 2Моделирование как метод познания
Модель – это некий новый объект, который отражает
некоторые существенные стороны изучаемого объекта, явления или процесса.
Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.
Слайд 3Моделирование как метод познания
Моделировать можно:
1. Объекты
(копии художественных произведений, модель атома, глобус,
детские игрушки)
2. Явления
(грозовые разряды, модель селевого потока, модель оползней)
3. Процессы
(модель развития вселенной, модели экономических процессов, модели экологических процессов)
Слайд 4Моделирование как метод познания
Физика: процессы взаимодействия и движения объектов.
Химия: внутреннее строение
объектов.
Биология: поведение живых организмов.
Слайд 5Моделирование как метод познания
Один и тот же объект может иметь множество
моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.
Слайд 6Классификация моделей
С учетом фактора времени:
Слайд 7Классификация моделей
По способу представления:
Модель
Предметные (материальные)
Знаковые (информационные)
Геометрические свойства
Физические свойства
В материальной форме
(глобус,
муляжи, модель
кристаллической решетки)
Представляют объекты и
процессы в виде:
Рисунков
Схем
Чертежей
таблиц,
Формул
текстов
Слайд 8Классификация моделей
Информационные модели
Знаковые -
выраженная средствами
формального языка
Вербальные –
выраженная в мысленной или
разговорной форме
Рисунки
Тексты
Графики
Схемы и т.д.
Мысленный образ объекта
По способу представления:
Слайд 9Классификация моделей
Знаковые модели
Компьютерные -
модель, реализованная средс-
твами программной среды
Некомпьютерная –
модель, созданная с
помощью
традиционных инструментов
инженера, художника, писателя
Электронные рисунки
Электронные тексты
Электронная графика
Электронные схемы и т.д.
Рисунки
Чертежи
Графики
Тексты
По способу представления:
Слайд 10Понятие система
Система – это целое, состоящее из объектов, взаимосвязанных между собой.
Примеры:
человек, компьютер, дом, дерево, книга и т.д.
Системы бывают:
Материальные (человек, компьютер и т.д.)
Нематериальные (человеческий язык, математика)
Смешанные (школьная система)
Слайд 11Понятие система
Подсистемы
Надсистемы
Слайд 12Системный анализ
Когда вы описываете элементы системы и указываете их взаимосвязи, тем
самым вы проводите системный анализ.
Слайд 13Системный анализ
Системный анализ системы
«Системы счисления»
Позиционные
Непозиционные
Двоичная
Троичная
Десятичная
Римская
Древнеегипетская
Слайд 14Систематизация
Систематизация – это процесс превращения множества объектов в систему.
Неоценима систематизация знаний
в различных науках.
Вместе со своими учениками Аристотель проделал колоссальную работу по классификации накопленных знаний, разделил их на несколько частей и дал каждой свое название. Именно тогда на свет появились физика, биология, экономика, логика и др.
Математические знания классифицировал Евклид в 3 в. до н.э.
Живых существ классифицировал Карл Линней (1735 г.).
Химические вещества классифицировал Д. И. Менделеев.
Слайд 15Систематизируйте перечисленные факты и определите основание систематизации
подвиг Аристотеля
1. «Жи» - «ши»
- пиши с буквой «и».
2. Амазонка – это река.
3. Тела тяжелее воды тонут.
4. Прилагательное выражает свойство.
5. Бермудские острова омываются Атлантическим океаном.
6. Разноименные полюса магнита притягиваются, а одноименные отталкиваются.
7. Высочайшая вершина Эверест.
8. «Мама» - существительное первого склонения.
9. Антарктида покрыта вечным льдом.
10. Для того, чтобы найти время пути, необходимо пройденное расстояние разделить на скорость.
Слайд 16Систематизируйте перечисленные факты и определите основание систематизации
подвиг Карла Линнея
Слайд 17Формы представления информационных моделей
По форме представления можно выделить следующие виды информационных
моделей:
Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций.
Математические модели – математические формулы, отображающие связь различных параметров объекта или процесса.
Геометрические модели – графические формы и объемные конструкции.
Структурные модели – схемы, графики, таблицы и т.д.
Логические модели – модели, в которых представлены различные варианты выбора действий на основе умозаключений и анализа условий.
Специальные модели – ноты, химические формулы и т.п.
Слайд 18Формы представления информационных моделей
Для представления информационных моделей в той или иной
форме используются естественные и формальные языки.
Естественные языки используются для построения словесных, описательных моделей.
Словесные модели могут описывать ситуации, события, происходящие в жизни, с целью их осмысления и использования опыта.
Со словесного описания начинается построение любой модели, так как оно более или менее точно отражает оригинал.
Слайд 19Формы представления информационных моделей
Формальные языки используются для построения формально-логических моделей –
математических, логических и специальных.
Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.
Одним из наиболее распространенных формальных языков является алгебраический язык формул в математике. Модели, построенные с использованием математических формул и понятий, называются математическими.
Математическая модель, как правило, идет вслед за описательной. После формулы принято давать пояснения для буквенных обозначений, используемых в записи.
Слайд 20Практическая работа
Работа 1
Тема: «Построение словесной модели в среде текстового редактора».
Объект моделирования:
одноклассник.
Цель моделирования: построение словесной модели человека.
Параметры моделирования:
Фамилия, имя, отчество объекта.
Черты лица, телосложение (рост и вес).
Любимый учебный предмет объекта.
Хобби объекта.
Инструмент моделирования: текстовый редактор.
Слайд 21Работа 2
Тема: «Построение математической модели средствами редактора формул».
Объект моделирования: математическая формула
прямолинейного равноускоренного движения тела (изменение координаты х) .
Цель моделирования: построение математической модели.
Инструмент моделирования: редактор формул Microsoft Equation.
Практическая работа
Слайд 22Графические модели
Графические (или геометрические) информационные модели являются простейшим видом моделей, которые
передают внешние признаки объекта – размеры, форму и цвет.
Графические модели более информативны:
Чертежи технических устройств, зданий и т.д.
Карты по биологии, географии, военному делу и т.д.
Графики и диаграммы, представляющие числовые и статические данные.
Конструирование – это процесс сбора объекта и элементов. Конструировать можно плоские и объемные объекты.
Слайд 23Практическая работа
Тема: «Построение графических моделей».
Цель моделирования: постройте графическую модель какого-либо исторического
сражения.
Инструмент моделирования: графический редактор формул.
Слайд 24Табличные информационные модели
Таблица – универсальное средство представления информации. В таблице может
содержаться информация о различных свойствах объектов, об объектах одного класса и разных классов, об отдельных объектах и группах объектов.
Объект – это то, о чем идет речь.
Класс объектов – множество объектов, объединенных какими-то общими свойствами.
Свойства – характеристики, признаки объекта.
У каждого свойства есть название и значение.
Слайд 25Табличные информационные модели
Домашняя библиотека
Объект – книги
Класс объектов – книги домашней библиотеки
Свойства
– автор, название, год издания, жанр
Значение свойств: автор – А.Беляев, А. Пушкин и т.д.
название: «Человек-амфибия»
Слайд 26Таблицы типа «объекты-свойства» (ОС)
Порядок построения таблиц ОС:
Выделить объекты и свойства
Назвать класс
объектов
Вписать названия объектов и их свойства
Вписать значения свойств
Пример: см. таблицу «Домашняя библиотека».
Таблица ОС – это таблица, в которой рассматриваются объекты, принадлежащие одному классу.
Слайд 27Таблицы типа «объекты-объекты» (ОО)
Таблица ОО – это таблица, которая описывает пары
объектов и только одно свойство.
Порядок построения таблиц ОС:
Выделить объекты и свойства
Назвать класс первых и вторых объектов
Вписать названия первых и вторых объектов
Вписать значения свойств в ячейки
Слайд 28Таблицы типа «объекты-объекты» (ОО)
Годовые оценки
Слайд 29Информационные модели на графах
Для того, чтобы представить информацию о составе и
структуре системы графически, необходимо в виде чертежа изобразить компоненты системы и соединить их между собой какими-либо линиями. Например структура молекулы воды:
Н – О – Н
Здесь компоненты системы (атомы) соединены между собой линиями. Причем способ соединения выбран определенный, так как при другом варианте соединения получится другое вещество.
Такой чертеж будет называться графом.
Граф – это средство для наглядного представления состава и структуры системы.
Вершины графа – это компоненты системы изображаемые кругами, овалами, прямоугольниками и пр.
Дуги – это направленные линии (стрелки), связывающие компоненты между собой определенным образом.
Ребра – это ненаправленная линия, связывающие компоненты между собой определенным образом.
Слайд 30Информационные модели на графах
Дерево – это граф, предназначенный для отображения вложенности,
подчиненности, наследования и т.п. между объектами. В таком графе нет связанных по замкнутой линии вершин. Каждая вершина связана только с верхней и не связана больше ни с чем.
Корень (единственная вершина 1-го уровня)
Вершины 2-го уровня
Вершины 3-го уровня
Слайд 31Информационные модели на графах
Сеть – это граф, в котором вершины связаны
между собой по принципу «многие ко многим»
Слайд 32Информационные модели на графах
Блок-схема – это граф, отображающий последовательность выполнения действий.
Его вершины отображают отдельные действия и изображаются определенными геометрическим фигурами, а связи изображаются дугами.
начало
Х=(53-3):5
Х=10
конец