Neste artigo, propomos analisar em detalhes o tema da modelagem em ciência da computação. Esta seção é de grande importância para a formação de futuros especialistas no campo da tecnologia da informação.
Para resolver qualquer problema (industrial ou científico), a informática utiliza a seguinte cadeia:
um objeto | modelo | algoritmo | programa | resultado | objeto real |
Deve-se prestar atenção especial ao conceito"modelo". Sem a presença deste link, a solução do problema não será possível. Por que o modelo é usado e o que significa este termo? Falaremos sobre isso na próxima seção.
Modelar em ciência da computação é compora imagem de qualquer objeto realmente existente que reflita todos os signos e propriedades essenciais. Um modelo para a resolução de um problema é necessário, pois ele é, de fato, utilizado no processo de solução.
No curso de informática escolar, o tema modelagem começa a ser estudado na sexta série. No início, as crianças precisam ser apresentadas ao conceito de modelo. O que é isso?
Um modelo é um conceito muito amplo, como já ficou claro a partir do acima. É importante observar que todos os modelos geralmente são divididos em grupos:
Um modelo material é entendido como um objeto baseado em um objeto da vida real. Pode ser um corpo ou um processo. Este grupo é geralmente subdividido em mais dois tipos:
Essa classificação é condicional, porque é muito difícil traçar uma linha clara entre essas duas subespécies.
O modelo ideal é ainda mais difícil de caracterizar. Ela está associada a:
Inclui obras de arte (teatro, pintura, literatura e assim por diante).
A modelagem em ciência da computação é uma etapa muito importante, pois tem muitos objetivos. Agora convidamos você a conhecê-los.
Em primeiro lugar, a modelagem ajuda a entendero mundo à nossa volta. Desde tempos imemoriais, as pessoas acumulam os conhecimentos adquiridos e os transmitem aos seus descendentes. Assim, surgiu um modelo do nosso planeta (globo).
Nos séculos passados, foi realizada a modelagem de objetos inexistentes, que agora estão firmemente enraizados em nossa vida (guarda-chuva, moinho e assim por diante). Atualmente, a modelagem visa:
Mencionamos no artigo o que é modelagem em ciência da computação. Este processo possui algumas tarefas, que discutiremos nesta seção.
O que é um desafio de simulação?Suponha que temos um problema, várias tarefas precisam ser resolvidas para corrigi-lo. Ou seja, uma tarefa é um problema que precisa ser resolvido. É importante observar que todas as tarefas podem ser divididas em dois grandes grupos.
Tipo de tarefa | Explicação |
Direto | Essas tarefas colocam a seguinte questão para nós:“O que acontecerá se escolhermos esta solução particular do conjunto possível?”. Ao mesmo tempo, vale a pena atentar para o fato de que o problema direto nos dá dados iniciais, condições específicas. |
Inverso | Problemas inversos colocam questões ligeiramente diferentes para nós: "Como maximizar o critério de eficiência? Qual solução dentre as possíveis satisfaz essa condição?" |
Quais são as técnicas de modelagem?A informática usa apenas dois métodos - informativo e matemático. Mas é importante citar mais um tipo de modelo - o verbal. Agora falaremos sobre isso com mais detalhes.
O modelo verbal pertence à categoria de ideal ou abstrato. Esta é uma descrição usando letras, palavras, frases. Esses modelos incluem:
Que outros tipos de modelos são estudados na ciência da computação?Modelagem de informações e matemática (algorítmica) geralmente são separadas. Embora, como mencionado anteriormente, as fronteiras entre os modelos verbais, matemáticos e informativos sejam bastante arbitrárias.
Em termos simples, o matemáticoo modelo descreve qualquer situação do ponto de vista matemático. Sem perceber por nós mesmos, estamos engajados na modelagem matemática todos os dias. Por exemplo: uma mãe manda seu filho buscar pão e leite. Ela sabe quanto custam esses produtos em uma loja localizada ao lado de sua casa. Agora você precisa calcular quanto dinheiro dar à criança. Suponha que o leite custe 75 rublos e 50 copeques, e o pão custe 30 rublos e 20 copeques. A compra total custará 105 rublos e 70 copeques (75,5 + 30,2). Este é um exemplo de modelo matemático.
Agora vamos falar sobre mais um tipo de modelo,estudou no curso de informática da escola. A modelagem computacional, que deve ser dominada por todo futuro especialista em TI, inclui o processo de implementação de um modelo de informação usando ferramentas computacionais. Mas o que é esse modelo de informação?
É uma lista completa de informações sobre qualquer objeto. O que este modelo descreve e quais informações úteis ele contém:
O que pode servir como modelo de informação:
Característica distintiva do modelo de informaçãoé que não pode ser tocado, provado e assim por diante. Não carrega personificação material, visto que é apresentado na forma de informação.
Em que classe do currículo escolar é estudadomodelagem? A informática na 9ª série apresenta aos alunos este tópico com mais detalhes. É nesta aula que a criança aprende sobre a abordagem de sistemas para modelagem. Propomos falar sobre isso um pouco mais detalhadamente.
Vamos começar com o conceito de "sistema".É um grupo de elementos inter-relacionados que trabalham juntos para realizar uma determinada tarefa. Para construir um modelo, uma abordagem sistemática é frequentemente utilizada, uma vez que um objeto é considerado um sistema que funciona em um determinado ambiente. Se algum objeto complexo for modelado, o sistema geralmente será dividido em partes menores - subsistemas.
Agora examinaremos os objetivos da modelagem.(nota 11 de informática). Anteriormente, foi dito que todos os modelos são divididos em alguns tipos e classes, mas os limites entre eles são condicionais. São vários os signos pelos quais se costuma classificar os modelos: finalidade, área do conhecimento, fator tempo, forma de apresentação.
Quanto aos objetivos, costuma-se distinguir os seguintes tipos:
O primeiro tipo inclui materiais didáticos.Para o segundo, cópias reduzidas ou ampliadas de objetos reais (um modelo de uma estrutura, uma asa de avião e assim por diante). O modelo de simulação permite prever o resultado de um evento. A simulação é freqüentemente usada na medicina e no campo social. Por exemplo, o modelo o ajuda a entender como as pessoas reagirão a uma reforma específica? Antes de fazer uma operação séria em um transplante de órgão humano, muitos experimentos foram realizados. Em outras palavras, o modelo de simulação resolve o problema por tentativa e erro. Um modelo de jogo é um tipo de jogo econômico, comercial ou militar. Usando este modelo, você pode prever o comportamento de um objeto em diferentes situações. Um modelo científico e técnico é usado para estudar um processo ou fenômeno (um dispositivo que simula a descarga de um raio, um modelo do movimento dos planetas do sistema solar e assim por diante).
Em que classe, os alunos são apresentados com mais detalhes amodelagem? A ciência da computação do 9º ano concentra-se em preparar seus alunos para os exames de admissão à universidade. Como os tickets USE e GIA contêm questões de modelagem, agora é necessário considerar este tópico com o máximo de detalhes possível. Então, como é feita a classificação por área de atuação? Com base nisso, os seguintes tipos são distinguidos:
De acordo com essa característica, dois tipos de modelos se distinguem:
Já, a julgar apenas pelo nome, não é difícilacho que o primeiro tipo reflete o funcionamento, o desenvolvimento e a mudança de um objeto no tempo. A estática, ao contrário, é capaz de descrever um objeto em um determinado momento no tempo. Esse tipo às vezes é chamado de estrutural, pois o modelo reflete a estrutura e os parâmetros do objeto, ou seja, dá uma fatia de informação sobre ele.
Exemplos de um modelo dinâmico são:
Exemplos de um modelo estatístico são:
Para começar, é muito importante dizer que todos os modelostêm forma e forma, são sempre feitos de algo, de alguma forma apresentados ou descritos. Com base nisso, é comum classificar os modelos da seguinte maneira:
O primeiro tipo inclui cópias de material.instalações existentes. Você pode tocá-los, cheirá-los e assim por diante. Eles refletem propriedades externas ou internas, ações de um objeto. Para que servem os modelos de materiais? Eles são usados para o método experimental de cognição (método empírico).
Já abordamos também os modelos intangíveis.anteriormente. Eles usam o método teórico de cognição. Esses modelos são geralmente chamados de ideais ou abstratos. Esta categoria é dividida em várias outras subespécies: modelos imaginários e modelos informativos.
Os modelos de informação fornecem uma lista de váriosinformações sobre o objeto. Tabelas, figuras, descrições verbais, diagramas e assim por diante podem atuar como um modelo de informação. Por que esse modelo é chamado de intangível? O fato é que ele não pode ser tocado, uma vez que não possui incorporação material. Modelos significativos e visuais são diferenciados entre os modelos de informação.
Um modelo imaginário é uma das etapas da modelagem. Este é um processo criativo que ocorre na imaginação de uma pessoa, que antecede a criação de um objeto material.
Tópico de informática para modelagem eformalização ”tem muito peso. É preciso aprender. Nas séries 9-11, o professor é obrigado a familiarizar os alunos com as etapas de criação de modelos. É isso que vamos fazer agora. Portanto, os seguintes estágios de modelagem são diferenciados:
É importante notar que ao estudar qualquer coisa queque nos rodeia, os processos de modelagem, formalização são usados. A ciência da computação é um assunto dedicado aos métodos modernos de estudo e solução de quaisquer problemas. Consequentemente, a ênfase está nos modelos que podem ser implementados com um computador. Uma atenção particular neste tópico deve ser dada ao ponto de desenvolver um algoritmo de solução usando computadores eletrônicos.
Agora vamos falar um pouco sobre relações entre objetos. No total, existem três tipos:
É importante observar que os links podem ser condicionais e não condicionais. Um link incondicional envolve o uso de todas as instâncias de um objeto. E na condicional, apenas elementos individuais estão envolvidos.
