Классификация моделей в информатике кратко

Обновлено: 05.07.2024

Признаки классификаций моделей: 1) по области использования;

2) по фактору времени;

3) по отрасли знаний;

4) по форме представления

1) Классификация моделей по области использования :

Учебные модели – используются при обучении;

Опытные – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик

Научно - технические - создаются для исследования процессов и явлений

Игровые – репетиция поведения объекта в различных условиях

Имитационные – отражение реальности в той или иной степени (это метод проб и ошибок)

2) Классификация моделей по фактору времени:

Статические – модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Примеры моделей: классификация животных…., строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об обследовании состояния зубов в школе и тд.

Динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.

3) Классификация моделей по отрасли знаний - это классификация по отрасли деятельности человека: Математические, биологические, химические, социальные, экономические, исторические и тд

4) Классификация моделей по форме представления :

Материальные – это предметные (физические) модели. Они всегда имеют реальное воплощение. Отражают внешнее свойство и внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала. Это экспериментальный метод познания окружающей среды. Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические и химические опыты

Абстрактные (нематериальные) – не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация. это теоретический метод познания окружающей среды. По признаку реализации они бывают: мысленные и вербальные; информационные

Мысленные модели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа. Это модель сопутствует сознательной деятельности человека.

Вербальные – мысленные модели выраженные в разговорной форме. Используется для передачи мыслей

Информационные модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойств этого объекта.

Типы информационных моделей :

Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках)

Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня

Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру

По степени формализации информационные модели бывают образно-знаковые и знаковые. Напримеры:

Образно-знаковые модели :

Геометрические (рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение)

Структурные (таблица, граф, схема, диаграмма)

Словесные (описание естественными языками)

Алгоритмические (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема)

Знаковые модели:

Математические – представлены матем.формулами, отображающими связь параметров

Специальные – представлены на спец. языках (ноты, хим.формулы)

Алгоритмические – программы

Признаки классификаций моделей:Классификация моделей по области использования

Моделирование – широко применяемый метод исследования, который позволяет заменить реальный процесс или явление моделью. Это позволяет сконцентрироваться на существенных свойствах и параметрах прототипа. В науке рассматриваются материальная и информационная модель. Если первая позволяет создать подобие прототипа в форме конкретного объекта, который можно потрогать, понюхать, то вторая - абстрактная. Возрастают объемы данных, требующие обработки. Параллельно происходит стремительное развитие технических средств, позволяющие получить наиболее точные результаты в кратчайшее время.

Моделирование выходит на новый уровень, основное место на котором занимает информационная модель. Широкое использование такого подхода выводит экономику любого государства на более высокую ступень развития. Цифровизация позволяет экономить значительные объемы ресурсов.

Суть и характеристики информационной модели

Объектом в информационном моделировании может выступать любой прототип. Задача исследователя описать этот прототип, т.е. перевести все данные о нем (параметры, переменные, связи между ними), потоки данных на входе и выходе.

Результат – информационная модель, которая позволяет отследить поведение исходного объекта (результат на выходе) при различных комбинациях входных данных и корректирующих воздействиях на них.

Если рассматривать исследуемый объект, процесс или явление как систему взаимосвязанных данных о параметрах, то в результате преобразования получаем модель информационной системы. К параметрам относятся существенные характеристики элементов системы, связи между ними (внутренние) и окружающей средой (внешние).

В зависимости от назначения информационной модели выделяют ее характеристики:

отражение реальных или проектируемых процессов, явлений, объектов;

визуализация взаимного расположения и связей;

направленность на оптимизацию прототипа;

использование кодирования, позволяющего установить требуемые соотношения и взаимосвязи между параметрами;

проведение мониторинга работы прототипа и внести корректирующие действия;

поддержка принятия рациональных решений.

Учет при разработке указанных характеристик позволяет создать адекватную информационную модель данных. В качестве примера приведем технологическую карту любого производственного процесса. Сама технологическая линия, например, конвейер – это огромный по размерам прототип. Создание схемы позволит не только визуально охватить все происходящие операции и действия, но и создать условия для автоматического управления ими.

Разновидности моделей

Всю совокупность моделей, используемых в различных исследованиях можно поделить, исходя из различных оснований.

Результату моделирования свойственны адекватность, упрощенность, полнота, информативность, предсказуемость. Переход от оригинала к новому объекту происходит с учетом требований, вытекающих из целей и предметной области исследования.

Классифицировать их можно в зависимости:

от цели исследования: модели научного эксперимента, комплексных испытаний и оптимизационные;

от области применения: учебные (обучающие программы и тренажеры), опытные или натуральные (копии корабля или атома, представленные в нужных для исследования размерах); научно-технические (ускоритель электронов); игровые (экономические или стратегические игры); имитационные (допускают внесение поправок и проверку их воздействия на систему);

от широты применения: специализированные (исследование конкретной системы) и универсальные (исследование широкого спектра систем);

от учета фактора времени: статические (описывается система в конкретный момент времени) или динамическую (позволяет отследить изменения, происходящие в системе за проектируемый период времени);

от наличия воздействий на систему: стохастические (воздействие возможно) или детерминированные (воздействие отсутствует)

по способу представления: материальные и информационные.

Модели информационных систем по другим представленным основаниям могут относиться к любому из описанных классов.

Образная и вербальная модели

В зависимости от способа представления данных информационные модели делят на два основных класса:

Образные или формальные. При разработке используется формальный язык, т.е. специально разработанный с учетом предметной области. В качестве универсальных формальных инструментов описания прототипа используются формулы, схемы, рисунки, таблицы и т.п. В результате выделяют модели математические, графические и табличные.

Вербальные или описательные. Преставление происходит на любом естественном языке, т.е. языке общения создателя продукта (русский, английский и т.д.). В данном классе выделяют модели мыслительные или устные.

Разработка модели информационной системы ориентирована на реализацию процессов апробации и последующего использования в цифровом пространстве. Поэтому используется формализованный язык более высокого уровня, требующий специального изучения.

Примеры информационных компьютерных моделей

Основное назначение компьютерного моделирования – представление любого существующего или проектируемого оригинала с помощью специальных средств. Это могут быть различные программные и технологические среды: графические редакторы, анимационные программы, электронные таблицы, базы данных, программы по разработке 3D-моделей, виртуальные лаборатории. Рассмотрим некоторые информационные модели на примерах.

Виртуальные лаборатории находят широкое применение не только в процессе обучения, но и в исследовательских центрах. Использование такого подхода позволяет провести большое количество опытов, проведение которых в реальных условиях связано с определенным риском или требует дорогостоящего оборудования. Например, в целях безопасности такие комплексы дают возможность поэкспериментировать с кислотами или взрывчатыми веществами

Базы данных широко применяются в процессе цифровизации. Хранение и обработка больших объемов данных с помощью электронного варианта их представления облегчает и ускоряет проведение всех информационных процессов. В качестве примера можно сравнить работу с традиционным и электронным библиотечным хранилищем.

Поиск не только информационного источника, анализ внутреннего содержания по тегам, получение статистических данных, их графического представление и другие действия с элементами системы выполняются быстро и просто благодаря программному сопровождению.

3D-модели дают возможность отобразить, контролировать и совершенствовать множество технических и технологических процессов на различных производствах. От самых простых проектов (3D представление проектируемого оригинала, например, мебели или дизайна участка) до сложных промышленных разработок (стендов испытаний поведения высокотехнологичной продукции или процессов, например, в самолетостроении или добыче нефти и газа).

Использование информационных моделей вносит кардинальные изменения в процесс исследования и разработки разнообразных явлений и объектов. Это дает дополнительные возможности и значительно убыстряет процессы развития во всех предметных областях науки как фундаментальной, так и прикладной.

состояние;
его важные свойства;
процессы, связанные с объектом;
связь с другими объектами и внешней средой;
и др.

В широком смысле, информационная модель объекта представляет собой совокупность информации из разных сфер, но объединенной описанием объекта. Пример информационной модели из жизни — это:

Что такое информационная модель объекта

Простой пример из жизни. Есть дворник, снег и снегоуборочная лопата. Словесное описание лопаты, а также инструкция по ее сборке и применению — это информационная модель лопаты для дворника. Однако это не полноценная информационная модель снегоуборочной лопаты. Еще есть задокументированное описание технологического процесса изготовления лопаты для компании производителя, сюда входят чертежи, описание изготовления, нормы по изготовлению, описание материалов для изготовления и др. Получается, что для производителя лопаты информационная модель будет своя, а для дворника своя, при этом лопата одна и та же.

Это говорит о том, что информационная модель одного и того же объекта может сильно отличаться в зависимости от того, для кого она необходима, то есть зависит от переменных.

Что такое информационная модель объекта: классификация и виды

Отталкиваясь от вида и количества переменных в описании, информационная модель бывает динамической и статической.
Отталкиваясь от способа описания, информационная модель бывает знаковой, натуральной, формализованной.
Отталкиваясь от конструкции описания, информационная модель может быть графовой, графической, идеографической, текстовой, алгоритмической, табличной.

Информационные модели могут принадлежать трем видам:

Математическому виду. Такие информационные модели описывают явления и процессы в виде математических формул и законов. При помощи таких моделей можно выразить законы природы, подтвердить логические решения, объяснить прогнозируемые ситуации и др.
Компьютерному виду. Такие модели описывают абстрактные типы данных. Написаны они по всем требованиям среды, которая будет их обрабатывать. Простыми словами — это компьютерные программы на каком-либо языке программирования.
Материальному виду. Такие модели отражают реальный объект, но не полностью, а частично. Например, детские игрушки, машинки, манекены, глобус и др.

Информационные модели могут быт созданы разными способами. Отталкиваясь от способов создания, различают 2 типа моделей:

Вербальный тип. Этот тип создается благодаря умственной деятельности человека и передается словами или жестами.
Знаковый тип. К этому типу принадлежат информационные модели, выраженные различными символами: текстом, кодом, формулой, рисунком, чертежом и др.

Как создаются информационные модели?

Где применяются информационные модели

инструкция для эксплуатации техники;
рецепт блюда;
состав продуктов питания;
компьютерные программы;
чертежи зданий;
карты местности;
маршрут автотранспорта, самолетов, поездов, метро;
технологии производства продуктов, машин, предметов;
научные исследования;
метеорологические прогнозы;
образовательные уроки и лекции;
компьютерные сети;
симуляторы;
картины и рисунки;
и др.

Любая информация вокруг вас, которая что-то описывает, объясняет или подсказывает — это информационная модель объектов.

Заключение

Что такое информационная модель объекта? Это любая информация, описывающая объект. Мы живем в информационном мире, где любая информация имеет свою цену. Информационные модели располагаются вокруг нас, и мы живем вместе с ними. Бывает так, что одна информационная модель описывает другую. Например, разработчик разрабатывает симулятор для автопилотов при помощи языка программирования. А технический копирайтер пишет описание технического задания для разработчика или описание программного кода для других разработчиков. Симулятор, программный код и текстовое описание — это три разные информационные модели, которые описывают друг друга, потому что симулятор тоже описывает летный процесс.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Классификация моделей
Захарова Евгения

Классификация моделей по области использования
Учебная модель – используется при обучении. (наглядные пособия, различные тренажеры, обучающие программы)
Опытные модели – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта.
Научно технические модели – создаются для исследования процессов и явлений.
Игровые модели – это военные, экономические, спортивные, деловые игры.
Имитационные модели - не просто отражают реальность с той или иной степенью точности, а имитируют ее.

Классификация моделей по фактору времени
Одна из классификаций связана с фактором времени.
Модели можно различить на статические и динамические по тому, как отражается в них динамика происходящих процессов.
Модели
Статическая
Динамическая

Классификация моделей по фактору времени
Статическая – это единовременный срез информации по данному объекту. Пример, обследование учащихся в стоматологии дает состояние их зубов на данный момент времени.
Динамическая – представляет картину изменения объекта во времени. Пример, медицинская карта ученика содержащая все изменения состояния его зубов в течении многих лет.

Материальные модели
Материальные модели иначе можно назвать предметными, физическими. Такие модели могут отражать:
Внешние свойства исходных объектов
Внутреннее устройство исходных объектов
Суть процессов и явлений, происходящих с объектами – оригиналами.
Самым простым примером материальных объектов являются детские игрушки.

Абстрактные модели
Абстрактные модели нельзя потрогать, они не имеют вещественного воплощения. Основу таких моделей составляет информация.
По признаку реализации и исследования при помощи компьютера, выделяются подклассы:
Мысленные и вербальные. Может быть выражена в разговорной форме.
Информационные

Информационные модели
По степени формализации, строгости описания можно
Ярким примером образно-знаковой модели является географическая карта.

Информационные
модели
Образно –
знаковые
Знаковые

Образно знаковые модели
Образно знаковые модели:
Геометрическая, отображающая внешний вид оригинала.
Структурная, отображающая строение объектов и связи их параметров.
Словесные, зафиксированные средствами естественного языка.
Алгоритмические, модели описывающие последовательность действий.

Знаковые модели
Знаковые модели:
Математическая, представленная математическими формулами, отображающими связь различных параметров объекта, системы или процесса
Специальные модели, представленные на специальных языках
Алгоритмические , представляющие процесс в виде программы, записанной на спец. языке.

Инструменты моделирования
Классификация по способу реализации:
Компьютерные
Некомпьютерные
Современны компьютер может работать с:
Текстом, графикой, схемой, таблицей, звуком, видеоизображением.

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 30 человек из 19 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 612 314 материалов в базе

Материал подходит для УМК

§ 9. Информационное моделирование

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

05.03.2021 293
PPTX 205.5 кбайт
6 скачиваний
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Захаренко Татьяна Федоровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Онлайн-тренинг: нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни

Время чтения: 2 минуты

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

Новые курсы: преподавание блогинга и архитектуры, подготовка аспирантов и другие

Время чтения: 16 минут

Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование

Время чтения: 1 минута

ГИА для школьников, находящихся за рубежом, может стать дистанционным

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Читайте также: