Моделирование и формализация 11 класс

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ УЧИТЕЛЬ: ЩЕРБИНИНА М.В.

Модель – упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. Модель сохраняет наиболее важные характеристики и свойства оригинала. Модель – любой аналог, образ (мысленный или условный: изображение, описание, схема, символ, формула, чертеж, план, таблица, карта и т.п.) какого-либо объекта исследования.

Модель необходима для того, чтобы: понять, как устроен реальный объект: какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром; научиться управлять объектом или процессом: определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация); прогнозировать прямые или косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

Моделирование : построение и изучение моделей с целью получения новых знаний и дальнейшего совершенствования характеристик объектов исследования; метод научного познания объективного мира с помощью моделей.

Классификация моделей По области использования

Классификация моделей С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ

Задание №1 Приведите примеры статистических и динамических моделей.

Классификация моделей ПО ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ Задание №2. Приведите примеры моделей из разных областей знаний.

Классификация моделей ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ Информационная модель – описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорном или формальном).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ Геометрические модели – графические формы и объемные конструкции. Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций. Математические модели – математические формулы, неравенства, системы и т.п. Структурные модели – схемы, графики, таблицы и т.п. Логические модели – модели, в которых на основе анализа различных условий принимаются решения. Специальные модели – ноты, химические формулы и т.п.

Любая информационная модель является системой. Система – это целое, состоящее из элементов взаимосвязанных между собой. Система = элементы + связи между ними Системы бывают: материальные (человек, самолет, дерево); нематериальные (человеческий язык, математика); смешанные (школьная система).

Главное свойство любой системы – возникновение «системного эффекта», или «принцип эмерджентности»: при объединении элементов в систему у системы появляются новые свойства, которыми не обладал ни один из элементов системы. Пример – самолет. Главное его свойство – способность к полёту. Ни одна из составляющих его частей в отдельности этим свойством не обладает. Но если собрать их все вместе и соединить строго определенным образом, самолет полетит.

Задание №3. Приведите примеры: биологических систем ___________ технических систем _____________ систем в информатике ___________ Задание №4. Перечислите элементы системы «компьютер».

Систематизация (классификация) – процесс превращения множества объектов в систему. Структура системы – определенный порядок объединения элементов системы.

Задание №5 Составьте сетевую модель. В первом ряду укажите имена друзей, во втором – их увлечения. Изобразите дугами связи: имя – увлечение.

Строение информационной модели: характеристики (параметры) объекта связи между ними Пример: модель равномерного прямолинейного движения. Параметры: скорость v, время t, путь S. Связь между ними: S=v · t. Задание №6. Укажите параметры и связи для модели «Треугольник». Параметры: _________________________ Связи: ______________________________

Задание №7 Моделью химической реакции является уравнение этой реакции: 2КОН + Н2SO4 = K2SO4 +2H2O Является ли эта модель информа-ционной? _________________ Почему? ___________________ Укажите параметры этой модели. ___________________________ Укажите связи. _______________

Формализация – замена реального объекта его информационной моделью. Задание №8 Предложите параметры для информационной модели вашего класса.

Компьютерные модели Компьютерные модели – это модели, реализованные на компьютере средствами программного обеспечения. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ – ИНСТРУМЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

Задание №9. Приведите примеры программных средств для работы с компьютерными моделями. Задание №10. К каким моделям, изученным вами, можно отнести: рисунок, выполненный на компьютере _________________________________ киноафишу _________________________ анатомический муляж _________________ расписание уроков ____________________

Основные этапы моделирования на компьютере Построение модели ( обычно описание информационной модели). Формализация модели (запись на каком – либо формальном языке). Построение компьютерной модели (на языке программирования или с использованием прикладной программы). Проведение компьютерного эксперимента. Анализ результатов моделирования.