modeling6

1. Моделирование как метод познания

МОДЕЛИРОВАНИЕ
КАК МЕТОД
ПОЗНАНИЯ
Статистические и
динамические
информационные модели

2. Определения

Моделирование – это метод
познания, состоящий в
создании и исследовании
моделей.
Модель – это некий новый объект,
который отражает существенные
особенности изучаемого объекта,
явления или процесса.

3. Введение

Задачи моделирования
1. Модель нужна, чтобы понять, как
устроен конкретный объект
(понимание);
2. Модель нужна для того, чтобы
научиться управлять объектом или
процессом (управление);
3. Модель нужна для того, чтобы
прогнозировать прямые и косвенные
последствия (прогнозирование).

4. Задачи моделирования

Объект «Человек»
В разных науках
человек исследуется в
различных моделях:
в механике его можно
рассматривать как
материальную точку,
в химии – как объект,
состоящий из различных
химических веществ,
в биологии – как
систему, стремящуюся к
самосохранению и т.д.

5. Объект «Человек»

Один и тот же объект может иметь
множество моделей, а разные объекты
могут описываться одной моделью.
Все модели делятся на два класса:
предметные (материальные, натурные) и
модели информационные (знаковые).

6.

Предметные модели
Предметные модели воспроизводят
геометрические, физические и др.
свойства объектов в материальной
форме (глобус, муляжи в биологии,
модели кристаллических решеток).

7. Предметные модели

Информационные модели
Информационные модели – это
объекты и процессы в форме рисунков,
схем, чертежей, формул (рисунок
цветка, карта, формула, периодическая
система элементов).

8. Информационные модели

Примеры:
в физике – информационная
модель простых механизмов
описывается формулой

9. Примеры:

в биологии – классификация
животного мира описывается
таблицей или схемой

10. Примеры:

в химии –
строение молекул

11. Примеры:

Статистические и
динамические
информационные модели

12. Статистические и динамические информационные модели

Определение
Модели, описывающие систему в
определенный момент времени,
называются статическими
информационными моделями.
Модели, описывающие процессы
изменения и развития систем, называются
динамическими информационными
моделями

13. Определение

Примеры:
в физике
информационные модели
описывают движение тел

14. Примеры:

в биологии –
развитие
организмов

15. Примеры:

в химии – процессы
прохождения химический
реакций

16. Примеры:

ФОРМЫ
ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ
МОДЕЛЕЙ
Структуры информационных
моделей

17. Формы представления информационных моделей

Естественные языки используются для
создания текстовых описательных
информационных моделей
Например, в истории науки имеет место
гелиоцентрическая модель мира, которую
предложил Коперник
Информационная
модель Коперника

18.

Определение
Процесс построения информационных
моделей с помощью формальных языков
называется формализацией.
Пример: формальный язык –
алгебраический язык формул в
математике;
модели, созданные с помощью этих
формул называют
математическими моделями.

19. Определение

Графические информационные модели
представляют собой рисунки, карты, чертежи и
схемы, графики, диаграммы и т.д.
География, военное дело немыслимы без информационных
моделей поверхности Земли в виде карт.
Современные технологии не могут обойтись без
информационных моделей технических устройств, зданий в
виде чертежей.

20.

Одной из наиболее часто встречающихся
структур информационных моделей является
таблица, которая состоит из строк и столбцов
С помощью таблиц могут быть выражены
как статические, так и динамические
информационные модели
Например,
рассмотрим компьютер с
точки зрения стоимости
его отдельных устройств
и изменения его цены во
времени

21.

В иерархической информационной модели
объекты распределены по уровням, причем
элементы нижнего уровня входят в состав одного
из элементов более высокого уровня
Например, для описания исторического процесса
смены поколений семьи используются
динамические модели в форме генеалогического
дерева

22.

Сетевые информационные модели
применяются для отражения таких систем,
в которых связь между элементами имеет
сложную структуру
Например, различные части
глобальной компьютерной
сети Интернет связаны между
собой высокоскоростными
линиями связи.
Для построения модели, отражающей
схему соединения этих частей
(американская, европейская,
российская и т.д.) используют граф.