Dans cet article, nous proposons d'analyser en détail le thème de la modélisation en informatique. Cette section est d'une grande importance pour la formation des futurs spécialistes dans le domaine des technologies de l'information.
Pour résoudre tout problème (industriel ou scientifique), l'informatique utilise la chaîne suivante :
un objet | maquette | algorithme | programme | résultat | objet réel |
Il doit porter une attention particulière au concept"maquette". Sans la présence de ce lien, la solution du problème ne sera pas possible. Pourquoi le modèle est-il utilisé et que signifie ce terme ? Nous en parlerons dans la section suivante.
La modélisation en informatique, c'est composerl'image de tout objet réellement existant qui reflète toutes les caractéristiques et propriétés essentielles. Un modèle pour résoudre un problème est nécessaire, puisqu'il est, en fait, utilisé dans le processus de résolution.
Dans le cours d'informatique de l'école, le sujet de la modélisation commence à être étudié en sixième année. Au tout début, les enfants doivent être initiés au concept de modèle. Ce que c'est?
Le modèle est un concept très large, comme il ressort déjà clairement de ce qui précède. Il est important de noter que tous les modèles sont généralement divisés en groupes :
Un modèle matériel est compris comme un objet basé sur un objet réel. Il peut s'agir d'un corps ou d'un processus. Ce groupe est généralement subdivisé en deux autres types :
Cette classification est conditionnelle, car il est très difficile de tracer une ligne claire entre ces deux sous-espèces.
Le modèle idéal est encore plus difficile à caractériser. Elle est associée à :
Il comprend des œuvres d'art (théâtre, peinture, littérature, etc.).
La modélisation en informatique est une étape très importante car elle a de nombreux objectifs. Nous vous invitons maintenant à les connaître.
Tout d'abord, la modélisation permet de comprendreLe monde autour de nous. Depuis des temps immémoriaux, les hommes ont accumulé des connaissances acquises et les ont transmises à leurs descendants. Ainsi, un modèle de notre planète (globe) est apparu.
Au cours des siècles passés, le modelage d'objets inexistants a été réalisé, qui sont désormais solidement ancrés dans notre vie (parapluie, moulin, etc.). A l'heure actuelle, la modélisation vise à :
Nous avons évoqué dans l'article ce qu'est la modélisation en informatique. Ce processus comporte certaines tâches, que nous aborderons dans cette section.
Qu'est-ce qu'un défi de simulation ?Supposons que nous ayons un problème, un certain nombre de tâches doivent être résolues pour le résoudre. Autrement dit, une tâche est un problème qui doit être traité. Il est important de noter que toutes les tâches peuvent être divisées en deux grands groupes.
Type de tâche | Explication |
Direct | Ces tâches nous posent la question suivante :« Que se passera-t-il si nous choisissons cette solution particulière parmi l'ensemble possible ? » Dans le même temps, il convient de prêter attention au fait que le problème direct nous donne des données initiales, des conditions spécifiques. |
Inverse | Les problèmes inverses nous posent des questions légèrement différentes : « Comment maximiser le critère d'efficacité ? Quelle solution des possibles satisfait cette condition ? |
Quelles sont les techniques de modélisation ?L'informatique n'utilise que deux méthodes - informationnelle et mathématique. Mais il est important de mentionner un autre type de modèle - verbal. Nous allons maintenant en parler un peu plus en détail.
Le modèle verbal appartient à la catégorie de l'idéal ou de l'abstrait. Ceci est une description utilisant des lettres, des mots, des phrases. Ces modèles comprennent :
Quels autres types de modèles sont étudiés en informatique ?La modélisation de l'information et les mathématiques (algorithmique) sont généralement séparées. Bien que, comme mentionné précédemment, les frontières entre les modèles verbaux, mathématiques et informationnels soient plutôt arbitraires.
En termes simples, la mathématiquele modèle décrit n'importe quelle situation d'un point de vue mathématique. Sans nous en rendre compte par nous-mêmes, nous nous engageons chaque jour dans la modélisation mathématique. Par exemple : une mère envoie son enfant chercher du pain et du lait. Elle sait combien coûtent ces produits dans un magasin situé à côté de chez elle. Maintenant, vous devez calculer combien d'argent donner à l'enfant. Supposons que le lait coûte 75 roubles et 50 kopecks et que le pain coûte 30 roubles 20 kopecks. L'achat total coûtera 105 roubles, 70 kopecks (75,5 + 30,2). Ceci est un exemple de modèle mathématique.
Parlons maintenant d'un autre type de modèles,étudié dans le cours d'informatique de l'école. La modélisation informatique, qui doit être maîtrisée par tout futur informaticien, comprend le processus de mise en œuvre d'un modèle d'information à l'aide d'outils informatiques. Mais quel est ce modèle d'information ?
C'est toute une liste d'informations sur n'importe quel objet. Que décrit ce modèle et quelles informations utiles il contient :
Ce qui peut servir de modèle d'information :
Particularité du modèle d'informationest qu'il ne peut pas être touché, goûté, etc. Il n'est pas porteur d'une incarnation matérielle, car il est présenté sous forme d'information.
Dans quelle classe du programme scolaire est étudiéla modélisation? L'informatique en 9e année initie les élèves à ce sujet plus en détail. C'est dans cette classe que l'enfant apprend l'approche systémique de la modélisation. Nous vous proposons d'en parler un peu plus en détail.
Commençons par le concept de "système".C'est un groupe d'éléments interdépendants qui travaillent ensemble pour accomplir une tâche donnée. Pour construire un modèle, une approche systématique est souvent utilisée, puisqu'un objet est considéré comme un système qui fonctionne dans un certain environnement. Si un objet complexe est modélisé, le système est généralement divisé en parties plus petites - des sous-systèmes.
Voyons maintenant les objectifs de la modélisation.(informatique 11e année). Auparavant, il a été dit que tous les modèles sont divisés en certains types et classes, mais les limites entre eux sont conditionnelles. Il existe plusieurs signes selon lesquels il est d'usage de classer les modèles : objet, domaine de connaissance, facteur temps, mode de présentation.
Quant aux buts, il est d'usage de distinguer les types suivants :
Le premier type comprend le matériel didactique.Au second, des copies réduites ou agrandies d'objets réels (un modèle de structure, une aile d'avion, etc.). Le modèle de simulation vous permet de prédire l'issue d'un événement. La simulation est souvent utilisée en médecine et dans le domaine social. Par exemple, le modèle vous aide-t-il à comprendre comment les gens réagiront à une réforme particulière ? Avant de faire une opération sérieuse sur une greffe d'organe humain, de nombreuses expériences ont été réalisées. En d'autres termes, le modèle de simulation résout le problème par essais et erreurs. Un modèle de jeu est une sorte de jeu économique, commercial ou militaire. En utilisant ce modèle, vous pouvez prédire le comportement d'un objet dans différentes situations. Un modèle scientifique et technique permet d'étudier un processus ou un phénomène (un appareil qui simule un orage, un modèle du mouvement des planètes du système solaire, etc.).
Dans quelle classe, les étudiants sont initiés plus en détail àla modélisation? L'informatique de 9e année se concentre sur la préparation de ses élèves aux examens d'entrée à l'université. Puisqu'il y a des questions de modélisation dans les tickets USE et GIA, il est maintenant nécessaire d'examiner ce sujet de manière aussi détaillée que possible. Alors, comment se fait le classement par domaine d'expertise ? Sur cette base, on distingue les types suivants :
Selon cette caractéristique, on distingue deux types de modèles :
Déjà, à en juger par le nom seul, ce n'est pas difficilesupposer que le premier type reflète le fonctionnement, le développement et le changement d'un objet dans le temps. La statique, au contraire, est capable de décrire un objet à un moment particulier dans le temps. Ce type est parfois appelé structurel, car le modèle reflète la structure et les paramètres de l'objet, c'est-à-dire qu'il donne une tranche d'informations à son sujet.
Voici des exemples de modèle dynamique :
Voici des exemples de modèle statistique :
Pour commencer, il est très important de dire que tous les modèlesont une forme et une forme, ils sont toujours faits de quelque chose, d'une manière ou d'une autre présenté ou décrit. Sur cette base, il est d'usage de classer les modèles de cette manière :
Le premier type comprend les copies matérielles.installations existantes. Vous pouvez les toucher, les sentir, etc. Ils reflètent les propriétés externes ou internes, les actions d'un objet. A quoi servent les modèles matériels ? Ils sont utilisés pour la méthode expérimentale de la cognition (méthode empirique).
Nous avons déjà abordé les modèles immatériels également.précédemment. Ils utilisent la méthode théorique de la cognition. De tels modèles sont généralement appelés idéaux ou abstraits. Cette catégorie est divisée en plusieurs autres sous-espèces : les modèles imaginaires et les modèles informationnels.
Les modèles d'information fournissent une liste de diversinformations sur l'objet. Des tableaux, des figures, des descriptions verbales, des diagrammes, etc. peuvent servir de modèle d'information. Pourquoi ce modèle est-il appelé immatériel ? Le fait est qu'il ne peut pas être touché, car il n'a pas d'incarnation matérielle. Parmi les modèles d'information, il y en a des signes et des visuels.
Un modèle imaginaire est l'une des étapes de la modélisation. Il s'agit d'un processus créatif qui se déroule dans l'imagination d'une personne, qui précède la création d'un objet matériel.
Sujet d'informatique pour la 9e année "Modélisation etla formalisation « a beaucoup de poids. C'est un must pour apprendre. De la 9e à la 11e année, l'enseignant est tenu de familiariser les élèves avec les étapes de création de modèles. C'est ce que nous allons faire maintenant. Ainsi, on distingue les étapes de modélisation suivantes :
Il est important de noter que lorsqu'on étudie tout ce quinous entoure, les processus de modélisation, de formalisation sont utilisés. L'informatique est une matière consacrée aux méthodes modernes d'étude et de résolution de problèmes. Par conséquent, l'accent est mis sur les modèles qui peuvent être mis en œuvre avec un ordinateur. Une attention particulière dans ce sujet devrait être accordée au point de développer un algorithme de solution utilisant des ordinateurs électroniques.
Parlons maintenant un peu des relations entre les objets. Au total, il en existe trois types :
Il est important de noter que les liens peuvent être conditionnels et inconditionnels. La communication inconditionnelle implique l'utilisation de chaque instance d'un objet. Et au conditionnel, seuls des éléments individuels sont impliqués.
