مراحل اصلی مدل سازی اطلاعات مدل اطلاعات: شرح، ساختار، انواع، انواع مدل های اطلاعاتی، توسعه، ایجاد، استفاده از مدل اطلاعات

کار عملی №14

تکمیل شده توسط یکی از دانش آموزان گروه شماره ___________ F.I ______________________

موضوع طراحی برنامه ها بر اساس توسعه الگوریتم برای فرآیندهای با ماهیت های مختلف.

هدف:برای آشنایی با مفاهیم مدل سازی و مدل سازی، نحوه ایجاد مدل های کامپیوتری را یاد بگیرید.

اطلاعات نظری

مدل - اینیک شیء مصنوعی ایجاد شده که جایگزین برخی از شیء دنیای واقعی (شیء شبیه سازی) می شود و تعداد محدودی از ویژگی های آن را بازتولید می کند.مفهوم مدل به مفاهیم کلی بنیادی علمی اشاره دارد و مدل سازی روشی برای شناخت واقعیت است که توسط علوم مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

شی مدل سازی مفهوم گسترده ای است که شامل اشیاء با طبیعت جاندار یا بی جان، فرآیندها و پدیده های واقعیت است. خود مدل می تواند یک جسم فیزیکی یا یک شی ایده آل باشد. اولی مدل های تمام مقیاس نامیده می شود، دومی - مدل های اطلاعاتی. به عنوان مثال، یک مدل ساختمان، یک مدل تمام مقیاس از یک ساختمان است و یک نقشه از همان ساختمان، مدل اطلاعاتی آن است که به صورت گرافیکی (مدل گرافیکی) ارائه شده است.

در تجربی تحقیق علمیمدل های تمام مقیاس استفاده می شود که امکان مطالعه الگوهای پدیده یا فرآیند مورد مطالعه را فراهم می کند. به عنوان مثال، در یک تونل باد، فرآیند پرواز یک هواپیما با دمیدن یک جریان هوا بر روی یک هواپیمای ماکت شبیه سازی می شود. به عنوان مثال، بار روی بدنه هواپیما که در یک پرواز واقعی انجام می شود، تعیین می کند.

مدل های اطلاعاتی در مطالعات نظری مدل سازی اشیاء استفاده می شود. امروزه ساز اصلی مدل سازی اطلاعاتاست فناوری رایانهو فناوری اطلاعات

مدل سازی کامپیوتریشامل واقع گرایی پیشرفت است مدل اطلاعاتیبر روی کامپیوتر و تحقیق با استفاده از این مدل از شی شبیه سازی - انجام یک آزمایش محاسباتی.

رسمی سازی
حوزه موضوعی انفورماتیک شامل ابزارها و روش های مدل سازی کامپیوتری است. یک مدل کامپیوتری تنها می تواند بر اساس یک مدل اطلاعاتی به خوبی رسمیت یافته ایجاد شود. رسمی شدن چیست؟

رسمی سازی اطلاعاتدر مورد برخی از شی است انعکاس آن در یک معینفرم.شما همچنین می توانید این را بگویید: رسمی شدن، کاهش محتوا به فرم است. فرمول های توصیف کننده فرآیندهای فیزیکی، رسمی سازی این فرآیندها است. مدار رادیویی دستگاه الکترونیکیرسمی کردن عملکرد این دستگاه است. یادداشت های ثبت شده در نت موسیقی، رسمی سازی موسیقی و غیره است.

مدل اطلاعات رسمی مجموعه معینی از نشانه ها (نمادها) است که جدا از شی مدل سازی وجود دارد و قابل انتقال و پردازش است. پیاده سازی یک مدل اطلاعاتی بر روی کامپیوتر به رسمیت بخشیدن به فرمت های داده ای می انجامد که یک کامپیوتر "می تواند" با آنها کار کند.

اما می توان در مورد طرف دیگر رسمی سازی در رابطه با کامپیوتر نیز صحبت کرد. یک برنامه در یک زبان برنامه نویسی خاص، نمایش رسمی فرآیند پردازش داده است. این با تعریف فوق از یک مدل اطلاعات رسمی به عنوان مجموعه ای از نشانه ها در تضاد نیست، زیرا برنامه ماشین دارای یک نمایش علامت است. برنامه کامپیوتری- این مدلی از فعالیت انسان در پردازش اطلاعات است که به دنباله ای از عملیات ابتدایی کاهش می یابد که یک پردازنده کامپیوتر می تواند انجام دهد. بنابراین، برنامه نویسی کامپیوتری رسمی کردن فرآیند پردازش اطلاعات است. و کامپیوتر به عنوان یک مجری رسمی برنامه عمل می کند.

مراحل مدل سازی اطلاعات

ساخت یک مدل اطلاعاتی با شروع می شود تحلیل سیستمشی شبیه سازی (نگاه کنید به "تحلیل سیستم"). بیایید یک شرکت به سرعت در حال رشد را تصور کنیم که مدیریت آن با مشکل کاهش کارایی شرکت در حین رشد (که یک وضعیت رایج است) مواجه می شود و تصمیم می گیرد فعالیت های مدیریتی را ساده کند.

اولین کاری که باید در این مسیر انجام داد، انجام یک تحلیل سیستماتیک از فعالیت های شرکت است. تحلیلگر سیستم دعوت شده به شرکت باید فعالیت های آن را مطالعه کند، شرکت کنندگان در فرآیند مدیریت و روابط تجاری آنها را شناسایی کند. شی مدل سازی به عنوان یک سیستم تجزیه و تحلیل می شود. نتایج چنین تحلیلی رسمی می شود: آنها در قالب جداول، نمودارها، فرمول ها، معادلات، نابرابری ها و غیره ارائه می شوند. مجموع چنین توصیفاتی مدل نظری سیستم

مرحله بعدرسمی سازی - مدل نظری به قالب داده ها و برنامه های رایانه ای ترجمه می شود. برای این کار یا از نرم افزارهای آماده استفاده می شود و یا برنامه نویسان درگیر توسعه آن می شوند که در نهایت معلوم می شود مدل اطلاعات کامپیوتری،که برای هدف مورد نظر استفاده خواهد شد.

برای مثال با یک شرکت با استفاده از مدل کامپیوتریرا می توان یافت بهترین گزینهمدیریتی که در آن بالاترین کارایی شرکت با توجه به معیار تعبیه شده در مدل (مثلاً کسب حداکثر سود به ازای هر واحد وجوه سرمایه گذاری شده) حاصل خواهد شد.

طبقه بندی مدل های اطلاعاتیممکن است بر اساس اصول مختلف. اگر آنها را بر اساس تکنولوژی غالب در فرآیند مدل سازی طبقه بندی کنیم، می توانیم مدل های ریاضی، مدل های گرافیکی، مدل های شبیه سازی، مدل های جدولی، مدل های آماری و غیره را تشخیص دهیم. اگر طبقه بندی را مبنای قرار دهیم. موضوعسپس می‌توان مدل‌های سیستم‌ها و فرآیندهای فیزیکی، مدل‌های سیستم‌ها و فرآیندهای اکولوژیکی (بیولوژیکی)، مدل‌های فرآیندهای برنامه‌ریزی اقتصادی بهینه، مدل‌ها را تشخیص داد. فعالیت های یادگیری، مدل های دانش و غیره مسائل طبقه بندی برای علم مهم است، زیرا آنها امکان شکل گیری یک دیدگاه سیستماتیک از مشکل را فراهم می کنند، اما اهمیت آنها نباید اغراق شود. رویکردهای مختلف برای طبقه بندی مدل می تواند به همان اندازه مفید باشد. بعلاوه، مدل خاصبه هیچ وجه همیشه نمی توان به یک کلاس نسبت داد، حتی اگر خود را به لیست بالا محدود کنیم.

اجازه دهید در مورد این طبقه بندی با جزئیات بیشتر صحبت کنیم و آن را با مثال توضیح دهیم.

با شبیه سازی حرکت یک دنباله دار که به منظومه شمسی حمله کرده است، وضعیت را توصیف می کنیم (مسیر پرواز دنباله دار، فاصله آن از زمین و غیره را پیش بینی می کنیم)، یعنی. ما اهداف صرفاً توصیفی را تعیین می کنیم. ما هیچ فرصتی برای تأثیرگذاری بر حرکت دنباله دار نداریم تا چیزی را در فرآیند شبیه سازی تغییر دهیم.

در مدل‌های بهینه‌سازی، می‌توانیم فرآیندها را در تلاش برای رسیدن به هدفی تحت تأثیر قرار دهیم. در این مورد، مدل شامل یک یا چند پارامتر در دسترس برای نفوذ ما است. به عنوان مثال، با تغییر رژیم حرارتی در انبار غلات، می‌توانیم تلاش کنیم رژیمی را انتخاب کنیم که به حداکثر حفظ دانه برسد، یعنی فرآیند را بهینه کنیم.

اغلب لازم است فرآیند در چندین پارامتر به طور همزمان بهینه شود و اهداف می توانند بسیار متناقض باشند. برای مثال با دانستن قیمت غذا و نیاز فرد به غذا، وعده های غذایی را سازماندهی کنید گروه های بزرگافراد (در ارتش، اردوگاه تابستانی و غیره) تا حد امکان مفید و ارزان. روشن است که این اهداف، به طور کلی، به هیچ وجه منطبق نیستند. هنگام مدلسازی، معیارهای متعددی وجود دارد که باید بین آنها تعادل جستجو شود. در این مورد، از مدل های چند معیاره صحبت می شود.

مدل های بازیمی تواند نه تنها به بازی های کودکان (از جمله بازی های رایانه ای)، بلکه به چیزهای بسیار جدی مربوط شود. به عنوان مثال، قبل از نبرد، در صورت وجود اطلاعات ناقص در مورد ارتش مخالف، یک فرمانده باید با در نظر گرفتن واکنش احتمالی دشمن، برنامه ای را به ترتیبی که واحدهای خاصی را وارد نبرد و غیره کند، تهیه کند. در ریاضیات مدرن، بخش ویژه ای وجود دارد - نظریه بازی که روش های تصمیم گیری را در شرایط اطلاعات ناقص مطالعه می کند.

در نهایت، این اتفاق می افتد که مدل تا حد زیادی از فرآیند واقعی تقلید می کند، یعنی. از آن تقلید می کند. به عنوان مثال، هنگام مدل‌سازی دینامیک تعداد میکروارگانیسم‌ها در یک کلنی، می‌توان مجموعه‌ای از اشیاء منفرد را در نظر گرفت و سرنوشت هر یک از آنها را تحت نظر گرفت و شرایط خاصی را برای بقا، تولید مثل و غیره تعیین کرد. در عین حال، گاهی اوقات یک توصیف ریاضی صریح از فرآیند استفاده نمی شود و با برخی شرایط کلامی جایگزین می شود (به عنوان مثال، پس از مدت زمان معینی، میکروارگانیسم به دو قسمت تقسیم می شود و بخش دیگر می میرد). مثال دیگر شبیه سازی حرکت مولکول ها در یک گاز است، زمانی که هر مولکول به صورت یک توپ نمایش داده می شود و شرایط رفتار این توپ ها در برخورد با یکدیگر و با دیوارها مشخص می شود (مثلا ضربه کاملاً الاستیک). ) نیازی به استفاده از معادله حرکت نیست.

می توان گفت که اغلب از شبیه سازی در تلاش برای توصیف ویژگی های یک سیستم بزرگ استفاده می شود، مشروط بر اینکه رفتار اشیاء تشکیل دهنده آن بسیار ساده و واضح بیان شود. سپس توصیف ریاضی در سطح پردازش آماری نتایج شبیه‌سازی هنگام یافتن ویژگی‌های ماکروسکوپی سیستم انجام می‌شود. چنین آزمایش کامپیوتری در واقع ادعا می کند که یک آزمایش در مقیاس کامل را بازتولید می کند. در پاسخ به این سوال که "چرا این کار را می کنم؟" می‌توانیم پاسخ زیر را بدهیم: مدل‌سازی شبیه‌سازی به ما این امکان را می‌دهد که پیامدهای فرضیه‌های نهفته در ایده‌هایمان درباره رویدادهای خرد را «به شکل خالص» مشخص کنیم، و آنها را از تأثیر عوامل دیگری که در یک آزمایش در مقیاس کامل اجتناب‌ناپذیر هستند پاک کنیم. ، که ممکن است حتی از آن آگاه نباشیم. در صورتی که چنین شبیه سازی شامل عناصر نیز باشد توضیحات ریاضیرویدادها در سطح خرد، و اگر محقق وظیفه یافتن یک استراتژی برای تنظیم نتایج را تعیین نکند (به عنوان مثال، کنترل تعداد کلنی های میکروارگانیسم ها)، در این صورت تفاوت بین مدل شبیه سازی و مدل توصیفی نسبتاً دلخواه است. این بیشتر یک موضوع اصطلاحی است.

رویکرد دیگری برای طبقه بندی مدل های ریاضی، آنها را به قطعی و تصادفی (احتمالی) تقسیم می کند. در مدل های قطعی، پارامترهای ورودی را می توان بدون ابهام و با هر درجه ای از دقت اندازه گیری کرد. کمیت های قطعی هستند. بر این اساس، روند تکامل چنین سیستمی مشخص می شود. در مدل‌های تصادفی، مقادیر پارامترهای ورودی فقط با درجه‌ای از احتمال مشخص می‌شوند، یعنی. این پارامترها تصادفی هستند. بر این اساس، روند تکامل سیستم نیز تصادفی خواهد بود. در عین حال، پارامترهای خروجی مدل تصادفی می‌توانند هم احتمالی و هم به طور منحصربه‌فرد تعیین شوند.

همانطور که بشریت توسعه می یابد، ساختار و بهینه سازی داده های ما و امکانات استفاده از آنها وجود دارد. در این مورد، کلید مدل اطلاعات است. امروزه این یک ابزار برنامه ریزی به طور قابل توجهی دست کم گرفته شده است. برای شکستن این روند باید از قابلیت های آن به مخاطب گفت، کاری که نویسنده این مقاله انجام خواهد داد.

مدل اطلاعاتی چیست؟ توضیحات و ساختار

این نام مدل شی است. در قالب اطلاعاتی ارائه شده است که موارد ضروری را توصیف می کند مورد خاصپارامترها و متغیرها، روابط بین آنها و همچنین ورودی ها و خروجی ها برای داده ها، در صورت اعمال می توانید بر روی نتیجه تأثیر بگذارید. آنها را نمی توان دید یا لمس کرد. به طور کلی، آنها تجسم مادی ندارند، زیرا مبتنی بر استفاده از یک اطلاعات هستند. این شامل داده هایی است که وضعیت جسم، ویژگی های اساسی، فرآیندها و پدیده ها و همچنین ارتباط با محیط خارجی را مشخص می کند. این فرآیند توصیف مدل اطلاعات نامیده می شود. این اولین قدم در توسعه است. یک مدل اطلاعات کامل معمولاً یک توسعه پیچیده است که می تواند ساختارهای زیادی داشته باشد که در مقاله به سه نوع اصلی خلاصه می شود:

1. توصیفی. این شامل مدل هایی می شود که به زبان های طبیعی ایجاد می شوند. آنها می توانند هر ساختار دلخواه داشته باشند که شخص سازنده آنها را راضی کند.
2. رسمی. این شامل مدل هایی می شود که به زبان های رسمی (علمی، حرفه ای یا تخصصی) ایجاد می شوند. نمونه ها عبارتند از: انواع جداول، فرمول ها، نمودارها، نقشه ها، نمودارها و سایر سازه های مشابه.
3. رنگی. این شامل مدل‌هایی می‌شود که با استفاده از زبان طبیعی معناشناسی مفاهیم رنگی و همچنین محمولات هستی‌شناختی آنها ایجاد شده‌اند. دومی به عنوان امکان تشخیص معانی قوانین و معانی رنگ درک می شود. به عنوان نمونه ای از مدل های رنگی می توان به مدل هایی اشاره کرد که با استفاده از چارچوب نظری و روش شناسی مناسب ساخته شده اند.

همانطور که می بینید، مؤلفه اصلی داده، ساختار و روند پردازش آن است. با توسعه این ایده، می توان اضافه کرد که مدل اطلاعات طرحی است که جوهر یک شی خاص و همچنین تمام مراحل لازم برای مطالعه آن را توصیف می کند. برای بیشتر توضیحات کاملویژگی ها از متغیرها استفاده می کنند. آنها جایگزین ویژگی هدف در حال پردازش می شوند. و در اینجا ساختار مدل اطلاعاتی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.

بیایید یک مثال بزنیم. توضیحات جارو و دستورالعمل استفاده از آن یک مدل اطلاعاتی برای تمیز کننده است. اما این همه ماجرا نیست. توضیحات و فرآیند تکنولوژیکیتولید جارو، بیانیه هایی در مستندات مربوطه، یک مدل اطلاعاتی و الگوریتمی است که توسط سازنده ساخته می شود. همانطور که می بینید، مهمترین ویژگی های جسم منعکس شده است. در واقعیت، البته، مدل اطلاعاتی تنها یک توصیف تقریبی است. در نتیجه می توان گفت که این داده ها که با کمک آنها شناخت واقعیت انجام می شود، نسبتاً درست هستند.

رده بندی کلی

چه مدل های اطلاعاتی وجود دارد؟ طبقه بندی بر اساس خود تعریف شکل می گیرد:

1. بسته به تعداد مقادیر متغیرها به پویا و آماری تقسیم می شوند.
2. با توجه به روش توصیف، آنها نمادین، در مقیاس کامل، رسمی هستند.
3. بسته به ویژگی های ساخت متغیرها، آنها به نمودار، گرافیک، ایدئوگرافیک، متن، الگوریتمی، جدولی تقسیم می شوند.

انواع مدل های اطلاعاتی

هر دو هدف فیزیکی و ایده آل تجزیه و تحلیل، خود را به تحقیق وامی دارند. این منجر به این واقعیت می شود که هیچ مدل اطلاعاتی یکسانی وجود ندارد که بتوان با مجموعه ای از ابزارها به آنها نزدیک شد. بنابراین، شما باید از رویکردهای جداگانه و چیز خاصی استفاده کنید که به شما امکان مطالعه یا کشف حوزه موضوعی را می دهد. بر اساس چنین قضاوت هایی، مرسوم است که سه نوع مدل اطلاعاتی را متمایز کنیم:

1. ریاضی. به لطف آنها، پدیده ها و فرآیندهایی مورد مطالعه قرار می گیرند که در قالب کلی ترین الگوهای ریاضی یا اشیاء انتزاعی ارائه می شوند که برای بیان قوانین طبیعت یا ویژگی های درونی مشاهده شده کافی است. همچنین برای تأیید قاعده استدلال منطقی استفاده می شود.
2. کامپیوتر. برای توصیف مجموعه ای از متغیرهایی که نمایش داده می شوند استفاده می شود انواع انتزاعیداده ها و مطابق با الزامات محیط پردازش EOM ارسال شده است.
3. مواد. این نام یک انعکاس موضوعی از یک شی است که خصوصیات هندسی و فیزیکی (کره، اسباب بازی، مانکن) را حفظ می کند. همچنین، آزمایش های شیمیایی به مدل های مواد اشاره دارد.

انواع مدل های اطلاعاتی

از آنجایی که آنها مجموعه ای از اطلاعات هستند، اغلب وضعیت و ویژگی های یک شی، پدیده، فرآیند و تعامل آنها با دنیای اطراف را مشخص می کنند. بسته به نحوه ارائه و بیان آنها، دو نوع مدل اطلاعاتی متمایز می شوند:

1. کلامی. آنها در نتیجه فعالیت ذهنی انسان ایجاد می شوند و به صورت کلامی یا با کمک حرکات ارائه می شوند.
2. نمادین. برای بیان آنها از نقشه ها، نمودارها، نمودارها، فرمول ها استفاده می شود.

برای ایجاد آنها چه چیزی لازم است؟

اطلاعات و تا حد امکان دقیق. هر چه داده های ارائه شده بیشتر با شاخص واقعی مطابقت داشته باشد، مدل به طور موثرتری در عمل اعمال می شود. برای توسعه یک مدل، ابتدا همه را جمع آوری می کنیم اطلاعات احتمالی. حذف می شود و آن چیزی که بیشترین ارزش را برای محقق فراهم می کند باقی می ماند. تجزیه و تحلیل اطلاعات مورد علاقه انجام می شود که بر اساس آن ساختار یافته است. و بسته به اهداف، محقق مدل لازم را از بلوک های داده جداگانه می سازد. سپس جستجوی خطاها و رفع تضادها انجام می شود. هنگامی که این مرحله تکمیل شد، توسعه مدل اطلاعاتی نیز تکمیل شده در نظر گرفته می شود.

مدل های اطلاعاتی در کجا اعمال می شوند؟

هر کجا. فقط چنین نامگذاری به دلیل ماهیت علمی بیش از حد آن همیشه در عمل استفاده نمی شود. دستورالعمل برای کامپیوتر، تلویزیون، تلفن، بطری آب استفاده شده، باتری ماشین- اینها فقط چند نمونه هستند. مدل اطلاعاتی نیز فناوری تولید کمباین، تراکتور، هواپیما، کامیون، تریلر، ساختمان است. همانطور که می بینید، هم در زندگی روزمره و هم در صنعت کاربرد دارد. اما خود اصطلاح "مدل اطلاعاتی" بیشتر در حوزه اخیر استفاده می شود، زیرا فرآیندهای پیچیده تری در اینجا با مشارکت افراد در حال انجام است. تعداد زیادیاز مردم.

نمونه خلقت

بیایید سعی کنیم با جزئیات تجزیه و تحلیل کنیم که مدل اطلاعات چیست. آنقدرها هم که به نظر می رسد سخت نیست. بیایید صفحه کلید را به عنوان مثال در نظر بگیریم. شما می توانید دو جهت را با توجه به کاربر تعریف کنید: توضیحات و سوالات سفارشی سازی. اول، به طور سازنده در حاشیه نویسی می نویسد که چیست یک محصول خوبچه کاری می تواند انجام دهد، کار کردن با او چقدر راحت است. فن آوری های پیشرفته مورد استفاده در ایجاد آن، مزایای زیست محیطی و موارد دیگر را تجزیه و تحلیل می کند. نکته اصلی این است که آن را دوست داشته باشید. اما هنوز دروغ گفتن لازم نیست، زیرا این امر عواقب نامطلوبی خواهد داشت.

ثانیاً، مسائل مربوط به تنظیم در حال بررسی است. می توانید با استفاده از تصاویر بروشور به آنها پاسخ دهید، که نشان می دهد کانکتور صفحه کلید را کجا وارد رایانه کنید. همچنین ممکن است یک کیت تعمیر کوچک، دستورالعمل استفاده از آن، ویژگی های ساخت دستگاه، نحوه جداسازی آن در صورت بروز مشکلات خاص - و تعدادی سؤال دیگر وجود داشته باشد که فقط توسط کاربران قابل فکر و پاسخ هستند.

ویژگی های خاص

هر چه داده ها بیشتر باشد، توصیف مدل اطلاعاتی دشوارتر خواهد بود. اینها دو روی سکه هستند: شما باید بین دقت و عملکرد یکی را انتخاب کنید. برای اینکه زیاد دور نشویم یا از مطالعه ضعیف موضوع جلوگیری کنیم، لازم است از قبل وظایف مطالعه و عمق تجزیه و تحلیل آنها مشخص شود. تمام نکات موجود باید مورد توجه قرار گیرد، زیرا هر مشکلی که در این مرحله پذیرفته شود فقط کار و نیاز به هزینه در آینده را اضافه می کند. پولبرای حل تعارض

بررسی جنبه های مدل سازی اطلاعات

از دیدگاه علمی، سایبرنتیک به این موضوع می پردازد. بنابراین، اگر تمایل به تعمیق دانش خود در این زمینه دارید، چند کتاب اخیر را تهیه کرده و آنها را به دقت مطالعه کنید. اگرچه می توانید به روش دیگری دریابید که ساده ترین مدل های اطلاعاتی چیست. انفورماتیک می تواند مبنای لازم را فراهم کند، اما این سایبرنتیک است که برای به دست آوردن کامل دانش مورد نیاز است. در چارچوب آن، می‌توان نه تنها با اصول دقیق مدل‌سازی آشنا شد، بلکه در مورد پیشرفت‌های موجود و همچنین امکانات کاربرد آن‌ها نیز آشنا شد.

نتیجه

مدل اطلاعاتی مهم است و ابزار مفید، در صورت استفاده صحیح در حین ایجاد سیستم های پیچیده(مثلا، نرم افزار) به شما امکان می دهد مسائل فنی اصلی را حل کنید و ناسازگاری های احتمالی را از بین ببرید. در چارچوب مقاله، دانشی در مورد اینکه مدل های اطلاعاتی چیست، چگونه ایجاد می شوند و موارد دیگر ارسال شد اطلاعات مفیدکه در عمل مفید خواهد بود.

در این مرحله، ویژگی ها، حالات، اعمال و سایر ویژگی های اشیاء ابتدایی به هر شکلی روشن می شود: به صورت شفاهی، در قالب نمودارها، جداول. ایده ای در مورد اشیاء ابتدایی که شی اصلی را می سازند، یعنی مدل اطلاعات، شکل می گیرد.

مدل ها باید مهمترین ویژگی ها، ویژگی ها، حالت ها و روابط اشیاء جهان عینی را منعکس کنند. آنها هستند که می دهند اطلاعات کاملدر مورد شی می تواند همه کاره و بسیار گسترده باشد.

لازم نیست اطلاعات زیادی وجود داشته باشد. مهم این است که «بر حسب موضوع» باشد، یعنی با هدفی که برای آن استفاده می شود، سازگار باشد.

برای مطالعه یک شی، شخص اطلاعاتی در مورد آن جمع آوری می کند، بسته به هدفی که مطالعه می شود، چه وسیله و دانشی دارد، اطلاعات در حجم های مختلف به دست می آید. همان شی را می توان از آن مشاهده کرد نقاط مختلفچشم انداز و بر این اساس، آن را به روش های مختلف توصیف کنید. برخی از ویژگی های یک شی را می توان به صورت فرمول هایی نوشت که پارامترهای مختلف را به هم مرتبط می کند. به عنوان مثال قانون بقای جرم در واکنش های شیمیایی یا قوانین شکست نور و غیره. برای توصیف اجسام، خواص و روابط آنها می توان از طرح ها، نقشه ها، سیستم های نشانه و مشخصه های عددی مختلف استفاده کرد. و اگرچه اطلاعات نمی تواند جایگزین یک شی واقعی شود، اما هر توصیفی آن را با درجات مختلفی از دقت مشخص می کند.

در مدل اطلاعاتی، پارامترهای شی و اجزای آن به صورت عددی، متنی یا غیره و اقدامات حین مطالعه در قالب فرآیندهای پردازش اطلاعات ارائه می شود.

مدل های اطلاعاتی نقش بسیار زیادی دارند نقش مهمدر زندگی انسان.

دانشی که در موسسه به دست می آورید به شکل یک مدل اطلاعاتی است که برای مطالعه اشیا و پدیده ها طراحی شده است.

یک مدل اطلاعاتی هرگز به طور کامل یک شی را مشخص نمی کند و همچنین نباید آن را مشخص کند. برای یک شی، می توانید مدل های اطلاعاتی مختلفی بسازید.

بیایید برای مدل سازی چنین شی ای به عنوان "مرد" انتخاب کنیم. یک فرد را می توان از دیدگاه های مختلف در نظر گرفت: به عنوان یک فرد جداگانه و به عنوان یک فرد به طور کلی.

اگر منظور شماست شخص خاص، سپس می توان مدل هایی ساخت که در جدول ارائه شده اند. 2.1-2.3.

جدول 2.1. مدل اطلاعاتی یک کادت

جدول 2.2. مدل اطلاعات بازدید کننده عسل. کابینه

جدول 2.3. مدل اطلاعاتی یک کارمند سازمانی

اگر یک فرد را به عنوان یک گونه بیولوژیکی در نظر بگیریم، می توان مدل های اطلاعاتی ساخت که ساختار یا عملکرد سیستم های مختلف بدن، مانند سیستم عصبی یا سیستم گردش خون را توصیف می کند.

نمونه های دیگری از مدل های اطلاعاتی مختلف را برای یک شی در نظر بگیرید.

شاهدان متعدد جنایت اطلاعات مختلفی را در مورد مهاجم ادعا شده گزارش کردند - اینها مدل های اطلاعاتی آنهاست. نماینده پلیس باید از میان جریان اطلاعات مهم ترین را انتخاب کند که به یافتن مجرم و بازداشت او کمک می کند. یک نماینده قانون ممکن است بیش از یک مدل اطلاعاتی از یک راهزن داشته باشد. موفقیت کسب و کار بستگی به این دارد که چگونه ویژگی های اساسی به درستی انتخاب شده و موارد جزئی کنار گذاشته شوند.

انتخاب مهم ترین اطلاعات زمانی که ایجادمدل اطلاعاتی و پیچیدگی آن با هدف مدل سازی تعیین می شود.

ساخت یک مدل اطلاعاتی نقطه شروع مرحله توسعه مدل است.

تمام پارامترهای ورودی اشیاء انتخاب شده در طول تجزیه و تحلیل به ترتیب اهمیت نزولی مرتب شده اند و مدل مطابق با هدف مدل سازی ساده شده است. در عین حال، عواملی که از نظر اینکه چه کسی مدل را تعیین می کند، بی اهمیت هستند کنار گذاشته می شوند. اگر مهم ترین عوامل را کنار بگذاریم، مدل نادرست خواهد بود.

بسته به تعداد عوامل تعیین کننده، می توان چندین مدل ساخت. بسیاری از مطالعات از تکنیک ایجاد مدل برای یک شی واحد استفاده می کنند که با ساده ترین - با شروع می شود حداقل مجموعهتعریف پارامترها علاوه بر این، مدل‌ها پیچیده‌تر می‌شوند، به عنوان مثال، آن پارامترهایی که قبلاً کنار گذاشته شده بودند معرفی می‌شوند.

گاهی اوقات می توان کار را در ابتدا به شکل ساده فرموله کرد. به وضوح اهداف را تعیین می کند و پارامترهای مدل را که باید در نظر گرفته شوند، تعریف می کند.

تمام اشیاء ابتدایی انتخاب شده در طول تجزیه و تحلیل باید در اتصال نشان داده شوند. مدل اطلاعات فقط ارتباطات غیرقابل انکار و اقدامات آشکار را نشان می دهد. چنین مدلی ایده اولیه ای را ارائه می دهد که مسیر بعدی شبیه سازی را تعیین می کند.

مدل نمادین

یک مدل اطلاعاتی، به عنوان یک قاعده، به یک شکل نمادین نشان داده می شود که می تواند رایانه ای یا غیر رایانه ای باشد. قبل از انجام مدل‌سازی کامپیوتری، شخص طرح‌های اولیه یا نمودارها را روی کاغذ می‌سازد، فرمول‌های محاسبه را استنباط می‌کند. فرآیند خلاقیت و تحقیق همیشه شامل جستجوی دردناک و سبدی از پیش نویس های دور ریخته شده است. و فقط برای کارهای ساده و آشنا، مدل های غیر کامپیوتری مورد نیاز نیست. امروزه که رایانه به ابزار اصلی محقق تبدیل شده است، بسیاری از مردم ترجیح می‌دهند که طرح‌های اولیه، فرمول‌ها فوراً جمع‌آوری و روی آن نوشته شوند.

مدل کامپیوتری

اکنون که مدل نشانه اطلاعات شکل گرفته است، می توان به مدل سازی کامپیوتری خود – ایجاد یک مدل کامپیوتری، اقدام کرد. بلافاصله این سؤال در مورد وسایلی که برای این امر ضروری است، یعنی در مورد، مطرح می شود ابزار مدل سازی .

بسته های نرم افزاری بی شماری وجود دارد که به شما امکان می دهد مدل های اطلاعاتی را مطالعه کنید. هر یک محیط نرم افزارابزارهای خاص خود را دارد و به شما امکان می دهد با انواع خاصی از اشیاء اطلاعاتی کار کنید. بنابراین محقق با این پرسش دشوار مواجه است که مناسب ترین و کارآمدترین محیط را برای حل مسئله انتخاب کند.

برخی از محیط های نرم افزاری توسط انسان ها به عنوان کمک موثری برای تحقق ایده های خود استفاده می شود. به عبارت دیگر، شخص از قبل می‌داند که مدل چه خواهد بود و از رایانه برای دادن شکل نمادین به آن استفاده می‌کند. به عنوان مثال، برای ساخت مدل های هندسی، نمودارها، محیط های گرافیکی، برای توصیف های کلامی یا جدولی - محیط ویرایشگر متن استفاده می شود.

سایر محیط های نرم افزاری به عنوان ابزاری برای پردازش اطلاعات اولیه و به دست آوردن و تجزیه و تحلیل نتایج استفاده می شوند. در اینجا کامپیوتر به عنوان یک دستیار هوشمند عمل می کند. به این صورت است که حجم زیادی از اطلاعات در یک محیط پایگاه داده پردازش می شود یا محاسبات در صفحات گسترده انجام می شود.

در فرآیند توسعه یک مدل کامپیوتری، مدل نشانه اطلاعات اولیه دستخوش تغییراتی در شکل نمایش خواهد شد، زیرا باید به سمت یک محیط نرم‌افزاری و ابزار خاص جهت‌گیری شود.

برای مثال، اگر در حال بررسی یک مدل هندسی متشکل از اشیاء گرافیکی ابتدایی هستید، محیط ویرایشگر گرافیکی برای مدل‌سازی مناسب است. با این حال، برای توسعه مدل های هندسی، در برخی موارد، ممکن است به یک محیط برنامه نویسی با ابزارهای گرافیکی نیاز داشته باشید.

برای مدل‌های کلمه، واژه‌پردازها با طیف گسترده‌ای از گزینه‌های طراحی برای سند خروجی استفاده می‌شوند - ویرایشگر فرمول، گرافیک داخلی داخلی، عناصر جدول.

برنامه های مختلفی وجود دارد که به شما امکان می دهد فلوچارت الگوریتم ها، مدارهای الکترونیکی، نمودارها و غیره را در توضیحات قرار دهید.

مدل های اطلاعاتی که نه تنها اطلاعات مربوط به اشیاء را نمایش می دهند، بلکه روابط آنها را نیز نشان می دهند، در سیستم های مدیریت پایگاه داده پیاده سازی می شوند.

اگر در حال بررسی یک مدل ریاضی هستید، نه محیط ویرایشگر گرافیکی، نه محیط پایگاه داده و نه محیط پردازشگر کلمه برای شما مناسب نیست. یک وسیله موثر برای مطالعه مدل های ریاضی یک محیط برنامه نویسی است که در آن یک مدل کامپیوتری در قالب یک برنامه ارائه می شود. یکی دیگر از ابزارهای قدرتمند برای کاوش چنین الگوهایی، محیط صفحه گسترده است. در اینجا مدل نشانه اطلاعات اولیه در قالب جدولی ارائه شده است که اشیاء ابتدایی را با توجه به قوانین ساخت لینک در این محیط پیوند می دهد.

مدل کامپیوتری - مدلی که با استفاده از یک محیط نرم افزاری پیاده سازی می شود.

با توجه به مطالب گفته شده، می توان نتیجه گرفت که هنگام مدل سازی بر روی کامپیوتر، لازم است در مورد کلاس های ابزار نرم افزار، هدف، ابزارها و روش های فنی کار، ایده ای داشته باشیم.

مراحل اصلی ساخت مدل ها. رسمی سازی مدل سازی

P/r 6. مدل سازی و رسمی سازی.

اهداف:

آموزشی: دانستن مراحل اصلی ماکت های ساختمانی;

برای شکل دادن به مفهوم "رسمی سازی"؛ قادر بودن به

یک مدل مطابق با مجموعه ایجاد کنید

توسعه: توسعه علایق شناختی، مهارت های رایانه ای، خودکنترلی.

آموزشی: آموزش فرهنگ اطلاعات، توجه، دقت

طرح درس

سازماندهی لحظه به روز رسانی دانش یادگیری مطالب جدید انعکاس کار عملی خلاصه

1. احوالپرسی. معرفی موضوع و طرح درس. اعلام نمرات s/r (درس آخر)

2. تست (2 دانش آموز)

بررسی تکالیف

کار جلو

1. اسم تشبیه ساده شده یک شی واقعی چیست؟

2. شما از مدل مادی یک شی چه می فهمید؟

3. نمونه ای از مدل های مواد و اطلاعات کره زمین را ذکر کنید.

4. آیا یک شیء مشابه می تواند مدل های اطلاعاتی متفاوتی داشته باشد؟

5. چه خصوصیاتی از اشیاء واقعی توسط ساختگی های محصولات موجود در ویترین بازتولید می شود؟

6. اشکال نمایش مدل ها را نام ببرید

7. مدل اطلاعاتی چیست؟

3. امروز در ادامه با یکی از مهمترین مباحث علوم کامپیوتر - مدلسازی آشنا می شویم.

چگونه از زبان فرمول جبری برای ساخت مدل استفاده کنیم؟

چگونه می توان یک مدل از هر شی، فرآیند یا پدیده ای را به درستی ساخت؟

آزمایش کامپیوتری چیست؟

و ما با این واقعیت شروع می کنیم که با شکلی آشنا می شویم که در آن اشیاء توسط مدل های اطلاعاتی نشان داده می شوند.

مشاهده ارائه:

فیگوراتیو

(تصاویر بصری بر روی برخی از رسانه های ذخیره سازی ثابت می شوند)

عکس، فیلم و غیره

نمادین

(مدل ها با استفاده از زبان های مختلف توصیف می شوند)

متن، فرمول، جدول و غیره

برای نمایش مدل های اطلاعاتی از زبان های طبیعی و رسمی استفاده می شود.

یکی از رایج‌ترین زبان‌های رسمی، زبان جبری فرمول‌ها در ریاضیات است که به فرد امکان توصیف را می‌دهد. وابستگی های عملکردیبین مقادیر مدل های ساخته شده با استفاده از فرمول های ریاضیو مفاهیم را ریاضی می نامند. مدل ریاضی، به عنوان یک قاعده، از توصیفی پیروی می کند. که در شبیه سازی رایانهایاز ویرایشگر فرمول برای طراحی فرمول ها استفاده می شود. در یک برنامه MS WORD، این است مایکروسافتمعادله

فرآیند ساخت مدل های اطلاعاتی با استفاده از زبان های رسمی، رسمی سازی نامیده می شود.

رسمی سازی یکی از مهم ترین مراحل مدل سازی است.

وظیفه مشکلی است که باید حل شود.

مشکل در زبان معمولی شکل گرفته است. نکته اصلی تعیین هدف مدل سازی و ارائه نتیجه است

هدف از شبیه سازینشان می دهد که چرا باید یک مدل ایجاد کنید. افراد بدوی به منظور دانش، دنیای اطراف خود را مطالعه می کردند. با انباشت دانش کافی، بشر sl را قرار داده است. هدف ایجاد اشیایی با ویژگی های داده شده است (ایده های ایجاد مکانیسم های مختلف). و در نهایت، فرد شروع به فکر کردن در مورد پیامدهای تأثیرات خاص بر روی شی و چگونگی تصمیم گیری صحیح کرد. به عنوان مثال، چگونه می توان مدیریت مدرسه را بهبود بخشید تا معلمان و دانش آموزان در درون دیوارهای آن احساس راحتی کنند؟

تجزیه و تحلیل یک شی مستلزم انتخاب واضحی از شی مدل شده و ویژگی های آن است. این فرآیند نامیده می شود تحلیل سیستم

(توضیح عناصر سیستم و نشانی از روابط آنها.)

به عنوان مثال، syst. تجزیه و تحلیل سیستم هواپیما:

عناصر سیستم: بدن، دم، بال ها و غیره؛

خواص اجزاء: شکل، اندازه، …

همه اجزا به روشی کاملاً تعریف شده به هم متصل می شوند.

مرحله 2 - توسعه مدل. یکی از فعالیت های اصلی - جمع آوری اطلاعات - به هدف شبیه سازی بستگی دارد. به عنوان مثال، شی "گیاه" از دیدگاه یک زیست شناس، پزشک و دانش آموز:

زیست شناس گیاه را با دیگران مقایسه می کند، سیستم ریشه را مطالعه می کند و غیره. یک پزشک شیمی را مطالعه خواهد کرد. ترکیب؛

دانش آموز خارجی ترسیم خواهد کرد چشم انداز،

انتخاب اطلاعات به هدف بستگی دارد. اطلاع رسانی ساختمان مدل ها نقطه شروع توسعه مدل هستند. هنگامی که لازم را جمع آوری کرد داده ها، تعیین تمام ارتباطات بین اجزای سیستم، امکان ارائه inf. مدل به شکل نمادین فرم نشانه می تواند رایانه ای و غیر رایانه ای باشد. هنگام ساخت یک مدل کامپیوتری، شما نیاز دارید محیط نرم افزاری مناسب را انتخاب کنید.

مرحله 3 - آزمایش کامپیوتری. پس از ایجاد مدل، لازم است عملکرد آن مشخص شود. برای این، شما نیاز دارید انجام یک آزمایش کامپیوتری قبل از ظهور رایانه شخصی، آزمایش ها یا در آزمایشگاه ها یا روی نمونه واقعی محصول انجام می شد. خرج زیاد پول و زمان. اغلب نمونه ها از بین می رفتند - و اگر این یک هواپیما است؟ با توسعه علوم کامپیوتر – روش جدیدتحقیق_آزمایش کامپیوتری. این بر اساس آزمایش مدل است.

تست فرآیند بررسی صحت ساخت و عملکرد مدل ها است.

مرحله 4 - تصمیم گیری یا مطالعه را تمام می کنید یا ادامه می دهید. مبنای تصمیم گیری - نتایج آزمون

4 . اشکال نمایش مدل های اطلاعاتی را نام ببرید

ریاضیات به چه زبان هایی تعلق دارد؟

فرآیند ساخت مدل های اطلاعاتی با استفاده از زبان های رسمی چیست؟

مراحل ایجاد یک مدل را فهرست کنید

5 . کار عملی

یک مدل اطلاعاتی رسمی برای حل یک معادله درجه دوم بسازید. هنگام اجرا، از ویرایشگر فرمول استفاده کنید مایکروسافتمعادله

6. کار کلاس را ارزیابی کنید و دانش آموزانی را که در درس برتر بودند نام ببرید.

2. مدل چیست؟ چه زمانی از مدل سازی استفاده می شود؟ مدل یک شی جدید است که منعکس کننده ویژگی های شی، فرآیند یا پدیده مورد مطالعه است که از نقطه نظر هدف مدل سازی ضروری است.

3. اعتبار عبارات زیر را با مثال هایی تأیید کنید:
الف) یک شی می تواند با چندین مدل مطابقت داشته باشد.
ب) یک مدل می تواند با چندین شی مطابقت داشته باشد.

4. نمونه هایی از مدل های طبیعی و اطلاعاتی را بیان کنید.

5. در لیست مدل های بالا، مواردی را که می توان برای موارد زیر استفاده کرد را مشخص کنید:

6. نمونه ای از مدل اطلاعاتی را ذکر کنید

7. مراحل ساخت یک مدل اطلاعاتی را شرح دهید. ماهیت مرحله رسمی شدن چیست؟

8. انواع مدل های اطلاعاتی را بسته به شکل ارائه اطلاعات در مورد شی مدل سازی فهرست کنید. نمونه هایی از مدل های اطلاعاتی در هر نوع ارائه دهید.