Информационное моделирование как метод познания. Урок 49-50

1. Информационное моделирование как метод познания

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ

- ЭТО ПРОЦЕСС ПОСТРОЕНИЯ
МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯИ
ИЗУЧЕНИЯ ОБЪЕКТОВ, ПРОЦЕССОВ,
ЯВЛЕНИЙ

3. МОДЕЛИРОВАТЬ МОЖНО: 1. ОБЪЕКТЫ

Примеры моделей объектов:
копии архитектурных сооружений;
копии художественных произведений;
наглядные пособия;
модель атома водорода или солнечной
системы;
глобус;
детские игрушки;
модель, демонстрирующая одежду…

4. МОДЕЛИРОВАТЬ МОЖНО: 2. ЯВЛЕНИЯ

Примеры моделей явлений:
модели физических явлений: грозового разряда,
магнитных и электрических сил …;
геофизические модели : модель селевого потока,
модель землетрясения, модель оползней…

5. МОДЕЛИРОВАТЬ МОЖНО: 3. ПРОЦЕССЫ

Примеры моделей процессов:
модель развития вселенной;
Модели экономических процессов;
Модели экологических процессов…

6. МОДЕЛИРОВАТЬ МОЖНО: 4. ПОВЕДЕНИЕ

при выполнении человеком какого – либо
действия ему предшествует возникновение в
его сознании модели будущего поведения.

7.

Классификация
моделей
Статические информационные модели –
одномоментный (на данный момент
времени) срез информации по объекту
Динамические информационные модели –
позволяют увидеть изменения состояния
объекта во времени
Системный подход – это метод
исследования какого-либо объекта как
системы.

8.

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ
Материальные модели
Информационные модели
Материальные (натурные)
модели воспроизводят
геометрические и физические
свойства оригинала и всегда
имеют реальное воплощение
(детские игрушки, наглядные
учебные пособия, макеты,
модели автомобилей и
самолетов и пр.)
Слова «объект моделирования» надо понимать в широком смысле. Это может быть
материальный объект: корабль, комета, живая клетка;
явление природы: гроза, солнечное затмение;
процесс: полет ракеты, ядерный взрыв, изменение стоимости акций на фондовой
бирже.
В науке
существует еще одна разновидность моделей: воображаемые
(идеальные) модели – материальная точка, абсолютно твердое тело,
математический маятник, идеальный газ, бесконечность, геометрическая точка и пр.

9.

МОДЕЛИРОВАНИЕ НАТУРНОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
Моделирование — это деятельность человека по созданию модели (натурной
или информационной).
Материальные(натурные)
модели
Информационные модели
Манекен
Фотография
Кукла
Видеофильм
Скульптура
Производственный
робот
Объект
моделирования
Анкета
Медицинская
карточка
Свойства модели зависят от цели моделирования. Модели одного и
того же объекта будут разными, если они создаются для разных целей.

10.

Информационные модели
Информационная
модель – совокупность информации,
характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления,
а также их взаимосвязь с внешним миром
Знаковые модели
Знаковая модель – информационная модель, выраженная
специальными знаками (средствами любого формального языка)
Математические
Графические
Математическое описание соотношений
между количественными характеристиками
объекта моделирования
• карты
• чертежи
• схемы
• графики
• диаграммы
• графы систем
Вербальные модели
Словесное описание на
естественном языке
Табличные
ТАБЛИЦЫ
• объект - свойство
• объект - объект
• двоичные матрицы
• прочие . . .

11.

Знаковые модели
компьютерные
некомпьютерные
Модель, реализованная
средствами
программной среды
Модель, созданная
с помощью традиционных
инструментов инженера,
художника, писателя и др.
Электронные варианты
рисунков, чертежей,
текстов, формул, звуков и их
создание и редактирование
Рисунки, чертежи,
графики, тексты,
созданные вручную.

12. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

1 этап –
создание описательной
информационной модели.
Из условия задачи формулируем следующие основные
предположения:
Мячик мал по сравнению с Землёй, поэтому его
можно считать материальной точкой;
Изменение высоты мячика мало, поэтому ускорение
свободного падения можно считать постоянной
величиной g=9,8м/с2 и движение по оси ОУ можно
считать равноускоренным;
Скорость бросания мячика мала. Поэтому
сопротивлением воздуха можно пренебречь и
движение тела по оси ОХ можно считать
равномерным;

13. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

2 этап –
создание формализованной модели
Для формализации модели используем
известные из курса физики формулы
равномерного и равноускоренного
движения:
x = v0 ·cosα ·t;
y = v0 ·sinα ·t - g·t2/2.

14. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

3 этап –
создание компьютерной модели.
Пути построения компьютерной модели:
Построение алгоритма решения задачи и его
кодирование на одном из языков
программирования;
Построение компьютерной модели с
использованием одного из
приложений(электронных таблиц, СУБД и
др.)

15. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

4 этап –
компьютерный эксперимент.
Если компьютерная модель существует в
виде программы на одном из языков
программирования, её нужно запустить на
выполнение и получить результаты.
Если компьютерная модель исследуется в
приложении, можно провести сортировку или
поиск данных, построить диаграмму или
график… и так далее.

16. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

5 этап –
анализ результатов
и корректировка модели.
Модернизируем проект так, чтобы можно
было получить с заданной точностью для
каждого значения скорости значение
диапазона углов, обеспечивающих
попадание мячика в мишень.