In dit artikel stellen we voor om het onderwerp modellering in de informatica in detail te analyseren. Deze sectie is van groot belang voor de opleiding van toekomstige specialisten op het gebied van informatietechnologie.
Om elk probleem (industrieel of wetenschappelijk) op te lossen, gebruikt informatica de volgende keten:
een voorwerp | model- | algoritme | programma | resultaat | echt object |
Er moet speciale aandacht worden besteed aan het concept"model". Zonder deze link is de oplossing van het probleem niet mogelijk. Waarom wordt het model gebruikt en wat wordt er met deze term bedoeld? We zullen hierover praten in de volgende sectie.
Modelleren in de informatica is componerenhet beeld van een echt bestaand object dat alle essentiële kenmerken en eigenschappen weerspiegelt. Een model om het probleem op te lossen is nodig, aangezien het in feite wordt gebruikt in het oplossingsproces.
In de school computerwetenschappen begint het onderwerp modellering in de zesde klas te worden bestudeerd. In het begin moeten kinderen kennis maken met het concept van een model. Wat het is?
Het model is een heel breed begrip, zoals uit het bovenstaande al duidelijk is geworden. Het is belangrijk op te merken dat alle modellen meestal in groepen zijn onderverdeeld:
Een materieel model wordt opgevat als een object dat is gebaseerd op een realistisch object. Het kan een lichaam zijn of een proces. Deze groep is meestal onderverdeeld in nog twee typen:
Deze classificatie is voorwaardelijk, omdat het erg moeilijk is om een duidelijke lijn te trekken tussen deze twee ondersoorten.
Het ideale model is nog moeilijker te karakteriseren. Ze wordt geassocieerd met:
Het bevat kunstwerken (theater, schilderkunst, literatuur, enzovoort).
Modelleren in de informatica is een zeer belangrijke stap, omdat het veel doelen heeft. Nu nodigen we je uit om ze te ontmoeten.
Allereerst helpt modellering om te begrijpende wereld om ons heen. Van oudsher hebben mensen opgedane kennis vergaard en doorgegeven aan hun nakomelingen. Zo verscheen er een model van onze planeet (globe).
In de afgelopen eeuwen zijn niet-bestaande objecten gemodelleerd, die nu stevig in ons leven zijn verankerd (paraplu, molen, enzovoort). Op dit moment is het modelleren gericht op:
We noemden in het artikel wat modellering in de informatica is. Dit proces heeft een aantal taken die we in deze sectie zullen bespreken.
Wat is een simulatie-uitdaging?Stel dat we een probleem hebben, dan moeten er een aantal taken worden opgelost om het op te lossen. Dat wil zeggen, een taak is een probleem dat moet worden aangepakt. Het is belangrijk op te merken dat alle taken in twee grote groepen kunnen worden verdeeld.
Taaktype | Uitleg |
Direct | Deze taken stellen ons de volgende vraag:"Wat gebeurt er als we deze specifieke oplossing kiezen uit de mogelijke set?" Tegelijkertijd is het de moeite waard om erop te letten dat de directe taak ons initiële gegevens, specifieke voorwaarden geeft. |
Inverse | Inverse problemen stellen ons iets andere vragen: "Hoe het criterium van efficiëntie maximaliseren? Welke oplossing van het mogelijke voldoet aan deze voorwaarde?" |
Wat zijn de modelleertechnieken?Informatica gebruikt slechts twee methoden: informatief en wiskundig. Maar het is belangrijk om nog een type model te noemen: verbaal. We zullen er nu meer in detail over praten.
Het verbale model behoort tot de categorie ideaal of abstract. Dit is een beschrijving met letters, woorden, zinnen. Deze modellen zijn onder meer:
Welke andere soorten modellen worden in de informatica bestudeerd?Informatiemodellering en wiskundig (algoritmisch) worden meestal gescheiden. Hoewel, zoals eerder vermeld, de grenzen tussen verbale, wiskundige en informatieve modellen nogal arbitrair zijn.
In eenvoudige bewoordingen, het wiskundigehet model beschrijft elke situatie vanuit wiskundig oogpunt. Zonder het zelf te merken, doen we elke dag wiskundige modellen. Bijvoorbeeld: een moeder stuurt haar kind voor brood en melk. Ze weet hoeveel deze producten kosten in een winkel bij haar in de buurt. Nu moet u berekenen hoeveel geld u het kind moet geven. Stel dat melk 75 roebel en 50 kopeken kost, en brood 30 roebel 20 kopeken. De hele aankoop kost 105 roebel, 70 kopeken (75,5 + 30,2). Dit is een voorbeeld van een wiskundig model.
Laten we het nu hebben over nog een type modellen,studeerde in de school informatica cursus. Computermodellering, die elke toekomstige IT-specialist moet beheersen, omvat het proces van het implementeren van een informatiemodel met behulp van computertools. Maar wat is dit informatiemodel?
Het is een hele lijst met informatie over elk object. Wat beschrijft dit model en welke nuttige informatie bevat het:
Wat kan als informatiemodel dienen:
Onderscheidend kenmerk van het informatiemodelis dat het niet kan worden aangeraakt, geproefd, enzovoort. Het draagt geen materiële belichaming, omdat het wordt gepresenteerd in de vorm van informatie.
In welke klas van het schoolcurriculum wordt gestudeerdmodellering? Informatica in groep 9 maakt studenten meer in detail bekend met dit onderwerp. In deze klas leert het kind over de systeembenadering van modellering. We stellen voor om hier wat meer in detail over te praten.
Laten we beginnen met het concept van "systeem". Het is een groep onderling verbonden elementen die samenwerken om een bepaalde taak te volbrengen. Om een model te bouwen wordt vaak een systematische benadering gebruikt, aangezien een object wordt beschouwd als een systeem dat functioneert in een bepaalde omgeving. Als een complex object wordt gemodelleerd, wordt het systeem meestal opgedeeld in kleinere delen - subsystemen.
We zullen nu kijken naar de doelen van modellering(informatica graad 11). Eerder werd gezegd dat alle modellen zijn onderverdeeld in sommige typen en klassen, maar de grenzen daartussen zijn voorwaardelijk. Er zijn verschillende tekens waarmee het gebruikelijk is om modellen te classificeren: doel, kennisgebied, tijdsfactor, presentatiemethode.
Wat betreft de doelen, is het gebruikelijk om de volgende typen te onderscheiden:
Het eerste type omvat lesmateriaal. Op de tweede, verkleinde of vergrote kopieën van echte objecten (model van een constructie, een vliegtuigvleugel, enzovoort). Met het simulatiemodel kun je de uitkomst van een evenement voorspellen. Simulatie wordt vaak gebruikt in de geneeskunde en op sociaal gebied. Helpt het model u bijvoorbeeld te begrijpen hoe mensen op een bepaalde hervorming zullen reageren? Voordat een serieuze operatie aan een menselijke orgaantransplantatie werd uitgevoerd, werden er veel experimenten uitgevoerd. Met andere woorden, het simulatiemodel lost het probleem met vallen en opstaan op. Een spelmodel is een soort economisch, zakelijk of militair spel. Met dit model kun je het gedrag van een object in verschillende situaties voorspellen. Een wetenschappelijk en technisch model wordt gebruikt om een proces of fenomeen te bestuderen (een apparaat dat een onweersbui simuleert, een model van de beweging van de planeten van het zonnestelsel, enzovoort).
In welke klas worden leerlingen in meer detail geïntroduceerdmodellering? Graad 9 informatica richt zich op het voorbereiden van haar studenten op de toelatingsexamens voor de universiteit. Aangezien de USE- en GIA-tickets modelvragen bevatten, is het nu nodig om dit onderwerp zo gedetailleerd mogelijk te bespreken. Dus, hoe wordt de indeling naar expertisegebied gedaan? Op basis hiervan worden de volgende typen onderscheiden:
Volgens dit kenmerk worden twee soorten modellen onderscheiden:
Al te oordelen naar de naam alleen, is het niet moeilijkdenk dat het eerste type de werking, ontwikkeling en verandering van een object in de tijd weerspiegelt. In tegendeel, statisch is in staat om een object op een bepaald moment in de tijd te beschrijven. Dit type wordt soms structureel genoemd, omdat het model de structuur en parameters van het object weerspiegelt, dat wil zeggen, het geeft er een stukje informatie over.
Voorbeelden van een dynamisch model zijn:
Voorbeelden van een statistisch model zijn:
Om te beginnen is het erg belangrijk om te zeggen dat alle modellenhebben een vorm en vorm, ze zijn altijd ergens van gemaakt, op de een of andere manier gepresenteerd of beschreven. Op basis hiervan is het gebruikelijk om modellen op deze manier in te delen:
Het eerste type bevat materiële kopieënbestaande faciliteiten. Je kunt ze aanraken, ruiken enzovoort. Ze weerspiegelen externe of interne eigenschappen, acties van elk object. Waar zijn materiaalmodellen voor? Ze worden gebruikt voor de experimentele methode van cognitie (empirische methode).
We hebben ook al gesproken over immateriële modellen.eerder. Ze gebruiken de theoretische methode van cognitie. Dergelijke modellen worden meestal ideaal of abstract genoemd. Deze categorie is onderverdeeld in nog een aantal ondersoorten: denkbeeldige modellen en informatieve modellen.
Informatiemodellen vermelden verschillendeinformatie over het object. Tabellen, figuren, verbale beschrijvingen, diagrammen enzovoort kunnen als informatiemodel fungeren. Waarom wordt dit model ongrijpbaar genoemd? Het punt is dat het niet kan worden aangeraakt, omdat het geen materiële belichaming heeft. Significante en visuele modellen worden onderscheiden naar informatiemodellen.
Een denkbeeldig model is een van de fasen van het modelleren. Dit is een creatief proces dat plaatsvindt in de verbeelding van een persoon, dat voorafgaat aan het creëren van een materieel object.
Informatica-onderwerp voor graad 9 "Modelleren enformalisering ”heeft veel gewicht. Het is een must om te leren. In de klassen 9-11 is de leraar verplicht om studenten vertrouwd te maken met de fasen van het maken van modellen. Dit is wat we nu gaan doen. Er worden dus de volgende stadia van modellering onderscheiden:
Het is belangrijk op te merken dat bij het bestuderen van iets datom ons heen worden de processen van modellering en formalisatie gebruikt. Computerwetenschappen is een onderwerp dat gewijd is aan moderne methoden om eventuele problemen te bestuderen en op te lossen. Daarom ligt de nadruk op modellen die met een computer kunnen worden geïmplementeerd. Bijzondere aandacht in dit onderwerp moet worden besteed aan het punt van het ontwikkelen van een oplossingsalgoritme met behulp van elektronische computers.
Laten we het nu eens hebben over relaties tussen objecten. In totaal zijn er drie soorten:
Het is belangrijk op te merken dat links voorwaardelijk en onvoorwaardelijk kunnen zijn. Een onvoorwaardelijke link omvat het gebruik van elke instantie van een object. En bij het voorwaardelijke zijn alleen individuele elementen betrokken.
