Натурные и информационные модели

Понятие модели. Назначение и свойства моделей. Графические информационные модели

Натурные и информационные модели

| Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 8 классы | Планирование уроков на учебный год | Понятие модели

Что такое моделирование. Натурные и информационные модели

Что такое моделирование. Формализация

Графические информационные модели. Карта, чертежи и схемы

Графические информационные модели. График — модель процесса

Что такое моделирование
Натурные и информационные модели

Изучаемые вопросы: — Модель – упрощённое подобие реального объекта. — Натурные и информационные модели. — Понятие моделирования и формализации. — Карта как информационная модель. — Чертежи, схемы и графики – примеры графических информационных моделей.

Что такое моделирование

Основные темы параграфа: • натурные модели; • информационные модели; • формализация.

Натурные модели

Сейчас речь пойдет об очень важном в науке понятии — понятии модели. Это слово многим знакомо. Возможно, кто-то из вас занимается техническим моделированием — строит модели кораблей, автомобилей или самолетов.

Такие модели воспроизводят некоторые свойства реальных устройств, например, форму, способность плавать, ездить или летать.

Можно привести и другие примеры моделей: глобус — это модель земного шара, манекен в магазине — модель человека, макет в мастерской архитектора — модель застройки города.

Выше перечислены примеры материальных моделей. Их еще называют натурными моделями.

Как правило, моделируемый объект представляет собой сложную систему. Например, автомобиль состоит из корпуса, двигателя, колес, рулевого управления, салона и пр.

Модель автомобиля, построенная школьником, много проще. В ней, например, может отсутствовать двигатель, электропитание, рулевое управление и другие части, размер ее меньше размера настоящего автомобиля.

Любая модель воспроизводит только те свойства оригинала, которые понадобятся человеку при ее использовании. Например, манекен и производственного робота можно назвать моделями человека.

Манекен нужен для того, чтобы на него можно было надеть одежду для рекламы или для удобства работы портного, но способности ходить, мыслить или разговаривать от него не требуется.

Поэтому манекен должен воспроизводить лишь форму и размер человеческого тела.

Цель создания производственного робота совсем другая. Робот должен воспроизводить некоторые физические действия человека: уметь брать и перемещать детали, закручивать и раскручивать болты и пр. Но для достижения этих целей внешнего сходства с человеком совсем не требуется.

Свойства объекта, отраженные в модели, зависят от цели моделирования. Модели одного и того же объекта будут разными, если они создаются для разных целей.

Информационные модели

Кроме натурных существуют еще информационные модели. Нетрудно понять, что для информатики именно они и представляют наибольший интерес .

Если натурная модель объекта моделирования — это его физическое подобие, то информационная модель — это его описание.

Способ описания может быть самым разным: вербальным, т. е. словесным описанием на естественном языке, математическим, графическим и др.

Например, чертеж корабля является его графическим описанием, а стало быть, информационной моделью корабля (рис. 2.1).

Понятие объект моделирования надо понимать в самом широком смысле. Это может быть материальный объект: корабль, комета, живая клетка; явление природы: гроза, солнечное затмение; процесс: полет ракеты, изменение стоимости акций на фондовой бирже.

Моделирование — это деятельность человека по созданию модели (натурной или информационной).

В науке существует еще одна разновидность моделей: воображаемые (идеальные) модели. Например, в физике: материальная точка, абсолютно твердое тело, идеальный газ; в математике: геометрическая точка, бесконечность и пр.

Так же как и натурные, информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для разных целей, могут существенно различаться.

Вот пример. Нередко людям приходится заполнять всевозможные анкеты, личные карточки. Такие документы можно рассматривать как различные информационные модели человека. По форме они одинаковые (анкеты), а по содержанию разные.

Например, в личной карточке работника предприятия, которая хранится в отделе кадров, о нем имеются следующие сведения: фамилия, имя, отчество, пол, год рождения, место рождения, национальность, адрес проживания, образование, семейное положение.

А в медицинскую карточку того же самого человека заносятся следующие данные: фамилия, имя, отчество, пол, год рождения, группа крови, вес, рост, хронические заболевания. В обществе охотников, членом которого является этот же человек, о нем хранится третий набор сведений.

Как видите, разные цели моделирования — разные информационные модели.

Современным инструментом для информационного моделирования является компьютер. С его помощью воспроизводятся самые сложные объекты, процессы, явления. Такая модель обычно отображается на экране в виде статического (неподвижного) или анимированного (подвижного) изображения, может сопровождаться звуком, т. е. использовать технологию мультимедиа.

Модель — это упрощенное подобие реального объекта. Модель отражает лишь некоторые свойства объекта, существенные с точки зрения цели моделирования.

Для обозначения сложных объектов, состоящих из множества взаимосвязанных частей, в науке используется термин система. В большинстве случаев объектами моделирования являются сложные системы: природные, технические, общественные и др.

Модель используется как заменитель реальной системы для воспроизведения отдельных ее функций, для прогноза ее поведения в определенных условиях.

Источник: https://xn----7sbbfb7a7aej.xn--p1ai/informatika_08_sim/informatika_materialy_zanytii_08_11.html

Натурные и информационные модели

Натурные и информационные модели

Способы восприятия внешнего мира человеком можно разделить на:

  • интуитивные;
  • абстрактные.

Определение 1

Интуиция — способность человека понимать смысл событий, ситуаций, объектов посредством подсознательного вывода, основанного на предшествующем опыте, воображении. Иными словами, это проницательность, «чутьё».

Рисунок 1. Дегустаторы вина за работой. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Определение 2

Абстракция — выделение существенных признаков предметов и явлений путем мысленного обособления, отвлечения от некоторых свойств или связей. Иными словами, это теоретическое обобщение опыта.

При интуитивном постижении мира основанием для мыслительной деятельности являются ощущения, рефлексы, эмоции.

Этот способ высшей нервной деятельности роднит человека с животными, которые больше доверяют своим ощущениям, чем логическим умозаключениям, хотя и логическая деятельность некоторым животным не чужда.

Интуитивные модели познания, несмотря на присущую им субъективность, эффективны при экспертных оценках, т.е. оценках, основанных на опыте. Они важны, например, в работе дегустаторов. Интуитивное постижение мира свойственно деятелям культуры музыкантам, писателям, художникам и др.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Абстрактное мышление, напротив, позволяет в мыслительной деятельности отвлечься от субъективных (присущих конкретному индивиду) переживаний и выделить в наблюдаемом мире полезные закономерности. При этом часть информации, полученная в виде ощущений, теряется, зато появляется возможность описывать видение мира с помощью знаковых систем.

В связи с вышесказанным, модели, помогающие понять окружающий мир,можно классифицировать как:

  • основанные на ощущениях натурные (материальные, аналоговые);
  • основанные на знаковых системах информационные (нематериальные, дискретные, цифровые).

Рассмотрим их последовательно.

Натурные модели

Натурные модели применяют там, где для описания оценки окружающей обстановки важна полнота ощущений. Их удобно использовать там, где важно ориентироваться на какой-либо образец. Например, среди доказательств теоремы Пифагора есть варианты, где используются не формулы, а переливающаяся между сосудами соответствующих объемов жидкость.

Рисунок 2. Физическое доказательство теоремы Пифагора. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В качестве примеров натурных моделей можно назвать игрушки, манекены, макеты, фотографии и т.д. Натурные модели-тренажеры применяют при подготовке летчиков, водителей и т.д.

На них отрабатываются методы решения профессиональных проблем.

Это позволяет избежать излишних материальных затрат, связанных с порчей дорогостоящего оборудования, поскольку тренажеры всегда дешевле, чем реальные устройства (самолеты, поезда, танки и т.п.).

Различают также модели-эрзацы, такие, как протезы, выполняющие функции настоящих органов или экзоскелеты, усиливающие возможности человеческого организма.

Свойством аналоговых (натурных) моделей является непрерывность: в них трудно выделить четко описываемые составные части. Примерами непрерывных моделей можно считать математические функции и графики.

Информационные модели

Как уже отмечено, при абстрагировании человеческое мышление способно формировать символьное, знаковое описание действительности. Потери информации при этом таковы, что их можно считать несущественными для практической деятельности.

Например, покупатель, приобретая литровую упаковку молока, не задумывается о деталях производства и доставки этого продукта (абстрагируется от них), хотя товаровед и дегустатор могут сообщить об этом товаре много дополнительных экспертных данных, проанализировав внешний вид, вкус и запах.

Таким образом, информационные модели, в отличие от натурных, всегда предполагают детализацию полученных ощущений в ущерб достоверности. Без этого невозможно формирование символьных (знаковых) систем.

Рисунок 3. Нотная запись как музыкальный алфавит. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Знаковые информационные модели называют также дискретными, поскольку информация в них представлена в посредством набора раздельных символов (алфавита) и формируемого на их основе языка. При этом языки делятся на:

  • неформализованные;
  • формализованные.

К первой группе относятся обычные разговорные языки с гибким синтаксисом. Модели, построенные с использованием такого языка — характеристики, мнения, толкования и пр.

Формализованные языки имеют фиксированный набор лексических единиц и строгий синтаксис фраз. Этим обеспечивается однозначность трактовки и исполнения сформулированных указаний. Примерами моделей, создаваемых посредством формализованных языков, служат математические описания, записи шахматных партий, нотная запись музыки.

Формализованные языки позволяют реализовывать информационные модели в виде компьютерных программ и двоичных данных, поскольку любой конечный алфавит можно преобразовать в цифровую, и, в конечном итоге, в двоичную форму записи.

Источник: https://spravochnick.ru/informatika/informacionnaya_model/naturnye_i_informacionnye_modeli/

«Понятие модели; модели натурные и информационные. Виды информационных моделей»

Натурные и информационные модели

Дата: _________________

Класс: 9

Предмет: информатика

«Понятие модели; модели натурные и информационные.

Виды информационных моделей»

Цели урока:

Обучающие:

  • познакомить с правилами поведения, гигиеной и охраной труда в компьютерном классе; ввести понятия «моделирование», «формализация», «визуализация».

  • обеспечить усвоение учащимися понятий “модель”, “моделирование”;

  • рассмотреть различные классификации моделей;

  • сформировать у учащихся понятие «информационная модель»;

  • научить учащихся описывать информационные модели;

Развивающие:

  • содействовать осознанию учащимися ценности изучаемого предмета;

  • развивать у учащихся умения анализировать, выделять существенные признаки и свойства объектов.

Воспитывающие:

  • осуществление эстетического воспитания;

  • способствовать обогащению внутреннего мира школьников.

Тип урока: Урок объяснения нового материала.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

  • правила поведения в компьютерном классе;

  • правила использования компьютерной техники;

  • основные понятия “модель”, “моделирование”;

  • виды моделей.

  • зависимость между правильным выбором модели и получением верного результата

  • что такое моделирование;

  • понятия «модель», «материальная (натурная) модель», «информационная модель»;

  • что такое формализация;

  • что такое визуализация.

Учащиеся должны уметь:

  • работать с одним из браузеров по поиску требуемой информации в Интернете;

  • приводить примеры моделирования;

  • приводить примеры информационных и натурных моделей объектов; приводить примеры различных моделей;

  • знать отличительные признаки различных моделей;

  • классифицировать модели по различным признакам.

Ход урока:

Организационный этап.

Мотивационная часть:

В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль. Погибли 523 человека. Это было совершенно неожиданно для всех. Для всех, кроме одного человека.

Им был английский ученый-кораблестроитель В.Рид, который предварительно провел исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении.

Но ученому, проделывающему какие-то несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили лорды из Адмиралтейства. И случилось непоправимое…

Постановка урока:

Вопросы, на которые мы сегодня будем искать ответы:

Что такое модель?

Для чего нужны модели?

Что такое моделирование?

Как классифицируют модели?

Изучение нового материала:

С понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками равно как и плюшевый медвежонок или кукла. Дети часто моделируют (играют в кубики, обыкновенная палка им заменяет коня и т.д.).

Никакая модель не может заменить сам объект, но при решении какой-либо проблемы, для изучения свойств объекта модель бывает очень полезна.
Итак, моделирование — это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Модель создается человеком в процессе познания окружающего мира и отражает существенные признаки изучаемого объекта, явления или процесса.

Почему не исследовать сам оригинал?

К созданию моделей прибегают, когда исследуемый объект либо велик (Солнечная система), либо очень мал (атом), когда процесс протекает очень быстро (двигатель внутреннего сгорания), или очень медленно (геологические модели), исследования очень дороги (запуск ракеты), в реальном времени оригинал уже не существует (теория вымирания динозавров).

Примеры моделей:

объектов:

— копии архитектурных зданий;

— копии художественных сооружений;

— наглядные пособия;

— модель атома водорода или солнечной системы;

— глобус;

— детские игрушки;

И т.д.

явлений:

    • землетрясение

    • солнечное затмение

    • цунами

    • и т.д.

процессов:

— модель экологических процессов;

Модель экономических процессов;

-модель развития Вселенной

— модель развития общества;

Классификация моделей:

  • Статические – рост учеников класса в день исследования

  • Дискретные – рост учащихся данного класса за 10 лет

  • Материальные(натурные) — Используются в ситуации, когда объект или явление недоступны для непосредственного исследования (очень маленькие и большие, медленные и быстрые и т. д.).

Примеры: глобус, игрушки, наглядные пособия в школе.

  • Информационные — Образные, знаковые, табличные, графические формы:

  • образные модели (рисунки, фотографии и т. д.). Зрительные образы, зафиксированные на каком-либо носителе;

  • знаковые модели — при их создании используются различные языки (программирование, формулы);

  • таблицы — структурированная информация;

  • блок-схемы — в них используются графические элементы и знаковые системы;

  • иерархические системы — для их наглядного представления используются графы;

  • вербальные – мысленно или устно.

  • Геометрические – графические формы и объемные конструкции, географические карты, план здания, макет местности.

  • Словесные – устные и письменные описания с использованием иллюстраций.

  • Математические – математические формулы, неравенства, системы и т.п.

  • Структурные – схемы, графики, таблицы, деревья, сетевые модели

  • Логические – модели, в которых на основе анализа условий принимают решения.

  • Специальные – ноты, химические формулы и т.п.

Для создания моделей используются различные инструменты. Для создания модели материального объекта используют и фотоаппарат, различные станки, кисть художника, пилу, карандаш и т.д. и т.п. и, самый совершенный в наши дни инструмент – компьютер.

Программное обеспечение – инструменты компьютерного моделирования.

Текст – текстовые редакторы

Графика – графические редакторы

Табличные – электронные таблицы

Звук – программы для работы со звуком

Алгоритмы – языки программирования

Практическая работа

Задание 1. Приведите пример объекта, для которого можно создать несколько моделей.Задание 2. Приведите пример объектов, для которых подойдет одна модель.Задание 3. Постройте иерархическую модель животного мира.

Задание 4. Ознакомьтесь в Интернете по адресу www.college.ru с визуализированными моделями.

Домашнее задание

§6 стр. 42-45. законспектировать, выучить правила.

Ответить на вопросы 1-8 ст. 45-46, письменно

Создать информационную модель станицы Кущевской.

Подведем итоги урока.

Что такое модель?

Для чего нужны модели?

Что такое моделирование?

Как классифицируют модели?

Какие свойства реальных объектов воспроизводят следующие модели:

  • Муляжи продуктов в витрине магазина;

  • Чучело птицы;

  • Заводной игрушечный автомобиль.

Поясните разницу между технической моделью самолета и его информационной моделью (чертежом).

Приведите примеры графических информационных моделей.

Источник: https://infourok.ru/ponyatie_modeli_modeli_naturnye_i_informacionnye.__vidy_informacionnyh_modeley-286096.htm

Booksm
Добавить комментарий