Структура информационных моделей кратко

Обновлено: 05.07.2024

Моделирование – метод познания окружающего мира, состоящий в создании и исследовании моделей реальных объектов.

Модель отражает только часть свойств, отношений и особенностей поведения оригинала.

Информационные модели - описание объекта-оригинала на языках кодирования информации.

Информационная модель - набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте.

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем).

Виды моделей.

Различают четыре основных вида модельных представлений:

1. Графические представления.

2. Словесные описания.

3. Информационно-логические модели.

4. Математические (количественные) модели.

Моделирование в информатике – это составление образа какого-либо реально существующего объекта, который отражает все существенные признаки и свойства. Модель для решения задачи необходима, так как она, собственно, и используется в процессе решения.

В школьном курсе информатики тема моделирования начинает изучаться еще в шестом классе. В самом начале детей необходимо познакомить с понятием модели. Что это такое?

Упрощенное подобие объекта;
Уменьшенная копия реального объекта;
Схема явления или процесса;
Изображение явления или процесса;
Описание явления или процесса;
Физический аналог объекта;
Информационный аналог;
Объект-заменитель, отражающий свойства реального объекта и так далее.

Модель – это очень широкое понятие, как это уже стало ясно из вышеперечисленного. Важно отметить, что все модели принято делить на группы:

Структура информационной модели - сведения об ее устройстве, т.е. совокупность составляющих данную модель частей и связей между ними.

Современная образовательная система дает знания об устройстве самых различных информационных моделей:

на уроках русского языка ученики проходят алфавит, составляют из букв слова, а затем формируют из них по синтаксическим правилам фразы и предложения (знаковая модель);
на уроках математики анализируются формулы, состоящие из чисел и специальных символов (знаковая модель);
на уроках географии учат читать карты: определять координаты объектов по параллелям и меридианам, высоту рельефа или глубину морей по интенсивности цвета, находить реки, острова, города (графическая модель);
на уроках химии рассматривается структура таблицы Менделеева, где каждый элемент размещен, в зависимости от атомного веса, в надлежащих ряду и колонке (табличная модель);
на уроках музыки изучают нотный стан, где звуки обозначаются, в зависимости от высоты и продолжительности, на разных линейках и с разными модификаторами (аналоговая модель) и т.д.

Все эти знания пригождаются в повседневной жизни, поэтому умение анализировать структуру информационных моделей - важный навык для современного человека.

Приемы анализа информационных моделей

Информационные модели составляют по общепринятым правилам, зная которые, можно успешно исследовать структуру закодированной информации:

при освоении языка повседневного общения (родного или иностранного) следует изучить алфавит, фонетику, орфографию, синтаксис, пунктуацию;
при изучении точных наук, таких, как физика, химия, математика, астрономия, необходимо усвоить принятые в них понятия, открытые учеными закономерности и их выражение с помощью математических формул;
при подготовке к профессиональной деятельности нужно выучить правила и стандарты, принятые в выбранной отрасли экономики; для машиностроения это умение читать чертежи, для радиоэлектроники - принципиальные схемы, для юриспруденции - нормы законодательства.

Умение анализировать структуры информационных моделей необходимо не только в профессиональной деятельности, но и в быту, в отношениях с родными и близкими, и даже в хобби. В домашнем хозяйстве приходится разбираться в инструкциях к бытовой технике; выстраивая отношения с людьми - осознанно соблюдать правила вежливости, субординации и этикета; в увлечениях (спорт, коллекционирование, искусство, рукоделие) - усваивать правила, классификации и технологии.

Готовые работы на аналогичную тему

Современные тенденции развития структур информационных моделей

В последние десятилетия в информационных технологиях наблюдается тенденция приведения информационных моделей к принципам построения, облегчающим их понимание простыми пользователями. В предыдущие десятилетия человек тратил существенные усилия, осваивая информационные модели. Теперь IT-индустрия стремится предоставить информационные структуры, интуитивно понятные неподготовленным пользователям. С помощью современных компьютерных средств информационные модели с уникальными, и в то же время удобными и быстроусваиваемыми структурами стало возможно создавать для каждой конкретной ситуации.

Иконки и инфографика.

Унифицированные значки (иконки), размещенные повсеместно, схематические изображения людей и предметов, хорошо узнаваемые символы, приятные цвета и пропорции - всё это помогает делать структуры информационных моделей (например, компьютерных игр) комфортными для восприятия и не требующими длительного времени для освоения.

Рисунок 1. Набор иконок для милитаристской игры. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Одним из векторов процесса универсализации можно считать и развитие инфографики - направления графического дизайна, стремящегося выразить идеи, заложенные в информационных моделях, наиболее лаконично и при этом доходчиво.

Можно сформулировать следующие принципы инфографики:

краткость: пролить свет на конкретный вопрос или проблему;
креативность: броские графические акценты отличают инфографику от простой диаграммы;
визуализация: инфографика не должна состоять только из текста;
прозрачность: должны быть указаны источники информации и возможность изучить предметную область глубже;
точность отображаемых фактов;
актуальность: инфографика должна отображать популярные информационные модели;
простота: не следует перенасыщать инфографику элементами.

Рисунок 2. Инфографика как форма представления информационной модели. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Принципы построения современных пользовательских интерфейсов.

Еще одним направлением, унифицирующим структуры информационных моделей и облегчающим их анализ, стало формирование принципов построения пользовательских интерфейсов на основе пользовательского опыта (UI/UX, User Interface / User Experience).

В прошлом дизайн приложения, отражающего ту или иную информационную модель компьютерными средствами, разрабатывали программисты, а пользователи осваивали предоставленные структуры управления приложением (меню, диалоговые окна, кнопки, иконки и т.п). В последнее время проектирование идет от обратного: сначала изучаются пользовательские предпочтения, затем на их основе создаются элементы управления программой.

Рисунок 3. Сравнение концепций UI и UX. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Вот некоторые методы, используемые при разработке современных интерфейсов в стиле UX:

Эти и другие методы позволяют разрабатывать "дружественные" программы, позволяющие пользователям не тратить время на анализ структуры информационной модели.

Структурные информационные модели определяют построение таких важных средств, как базы данных (структурированные хранилища информации) и, соответственно, системы управления базами данных (СУБД).

В тех случаях, когда необходимо переработать большой объем информации, ее нужно структурировать, т.е. выделить в ней элементарные составляющие и их взаимосвязи.

Информационная структура представляет собой упорядоченную систему данных. Наиболее простыми информационными структурами являются списки, таблицы, схемы, графы.

Пример табличного структурирования информации — школьное расписание уроков.

Основными структурными моделями являются иерархическая, сетевая и табличная.

Иерархическая модель представляется в виде дерева, где отдельные элементы объекта являются узлами, а стрелочки показывают связи между этими элементами (рис. 1).

Такая модель обладает следующими свойствами:

1. Иерархия начинается с верхнего узла. Каждый узел имеет характеристики (атрибуты), которые описывают моделируемый объект в данном узле.

5. Количество узлов не имеет ограничений.

Например, в биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид). В информатике используется иерархическая файловая система.

В сетевой модели каждый узел может иметь любое количество связей с другими узлами без соблюдения какой бы то ни было иерархии (рис. 2).

Сетевые информационные модели применяются для отражения таких систем, в которых связь между элементами имеет сложную структуру. Например, различные части сети Интернет (американская, европейская, российская и т.д.) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом какие-то части (американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями, в то время как другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и японская).

В табличной моделикаждой объект моделируемой системы описывается в виде таблицы с набором атрибутов. Атрибуты, или поля, — это построчные ячейки таблицы. Взаимосвязь между таблицами описывается отношениям между полями.

Взаимосвязь между полями разных таблиц может иметь три вида:

В.10. Кодирование текстовой информации.

Любые числа в памяти компьютера кодируются числами двоичной системы счисления. Для этого существуют правила перевода.

Однако в памяти ЭВМ хранятся и другие виды информации. Компьютер работает с разными видами информации, такими как: текстовая, числовая, графическая, звуковая.

С точки зрения ЭВМ текст состоит из отдельных символов. К числу символов принадлежат не только буквы (заглавные или строчные, латинские или русские), но и цифры, знаки препинания, спецсимволы типа "=", "(", "&" и т.п. и даже пробелы между словами.

Итак, любое математическое выражение или слово состоит из отдельных элементов – символов.

Символы на экране компьютера формируются на основе двух вещей — наборов векторных форм всевозможных символов (они находятся в файлах со шрифтами) и кода, который позволяет выбрать из этого набора векторных форм именно тот символ, который нужно будет использовать.

Кодирование текстовой информации заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111.

Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер - по их коду.

• Формула определения количества информации: N = 2b,

• где N – мощность алфавита (количество символов),

• b – количество бит (информационный вес символа).

В алфавит мощностью 256 символов можно поместить практически все необходимые символы. Такой алфавит называется достаточным.

Пример табличного структурирования информации — школьное расписание уроков.

Основными структурными моделями являются иерархическая, сетевая и табличная.

Такая модель обладает следующими свойствами:

5. Количество узлов не имеет ограничений.

Взаимосвязь между полями разных таблиц может иметь три вида:

В.10. Кодирование текстовой информации.

Итак, любое математическое выражение или слово состоит из отдельных элементов – символов.

Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер - по их коду.

• Формула определения количества информации: N = 2b,

• где N – мощность алфавита (количество символов),

• b – количество бит (информационный вес символа).

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации , необходимой в процессе принятия решений задач из любой области.

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

АИС – это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированную подготовку, поиск и обработку информации.

Используется в рамках интегрированных сетевых, компьютерных и коммуникативных технологий для оптимизации экономической и другой деятельности в различных сферах управления.

Техническое обеспечение (ТО) - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.

Информационное обеспечение (ИО) – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Назначение ИО состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

· Системы обработки данных

· Системы бухгалтерского учета и т.д.

Математическое и программное обеспечение (МО, ПО) - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

Организационное обеспечение (ОО) -совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.

Правовое обеспечение (Пр.О) - совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

Главная цель Пр.О - укрепление законности.

Модели ИС

Наши представления о реальных системах носят приближенный, модельный характер.

Описывая в какой-либо форме реальную систему, мы создаем ее информационную модель . Существуют различные варианты модельного описания систем.

Модель "Черного ящика"

Всякая система – это нечто цельное и выделенное из окружающей среды. Система и среда взаимодействуют между собой.

Модель "черного ящика" используется в тех случаях, когда внутреннее устройство системы не представляет интереса, но важно описать ее внешние взаимодействия.

В любой инструкции по использованию бытовой техники дается описание работы с ней на уровне входов и выходов: как включить, как регулировать работу, что получим на выходе.

Такое представление может быть вполне достаточным для пользователя данной техникой.

• модель черного ящика компьютера

Разумеется, такой модели недостаточно для того, чтобы понять, как функционирует школа.

И все-таки она дает более подробное представление, чем модель "черного ящика".

Модель состава системы

Модель состава системы дает описание входящих в нее элементов и подсистем, но не рассматривает связей между ними.

Структурная модель системы

Такую модель часто называют

структурной схемой.

На структурной схеме отражается состав системы и ее внутренние связи.

Наглядным способом описания структурной модели системы являются графы .

Здесь стрелки обозначают информационные связи между элементами системы. Направление стрелок указывает на направление передачи информации.

Структурную модель удобно изображать в виде графа, который отображает элементный состав системы и структуру связей между ее элементами.

Это не карта местности. Здесь не выдержаны направления по сторонам света, не соблюден масштаб. На этой схеме отражен лишь факт существования пяти поселков и дорожной связи между ними.

Модель объекта

Она представлена в виде информации, что описывает существенные для конкретного случая параметры и переменные, связи между ними, а также входы и выходы для данных, при подаче на которые можно влиять на получаемый результат. Их нельзя увидеть или потрогать. В целом они не имеют материального воплощения, поскольку строятся на использовании одной информации. Сюда относятся данные, что характеризуют состояния объекта, существенные свойства, процессы и явления, а также связь с внешней средой. Это процесс называется описанием информационной модели. Это самый первый шаг проработки.

Полноценной информационной моделью является обычно сложная разработка , которая может иметь много структур , что в рамках статьи сведены в три основных типа:

1. Описательная . Сюда относятся модели, которые создаются на естественных языках. Они могут иметь любую произвольную структуру, которая удовлетворит составляющего их человека.

2. Формальная . Сюда относят модели, которые создаются на формальных языках (научных, профессиональных или специализированных). В качестве примеров можно привести такое: все виды таблиц, формул, граф, карт, схемы и прочих подобных структурных формаций.

3. Хроматические . Сюда относят модели, которые были созданы с применением естественного языка семантики цветовых концептов, а также их онтологических предикатов. Под последними понимают возможность распознавания значений цветовых канонов и смыслов. В качестве примера хроматических моделей можно навести те, что были построены с использованием соответствующей теоретической базы и методологии.

Основной составляющей являются данные, их структура и процедура обработки . Развивая мысль, можно дополнить, что информационная модель является схемой, в которой описана суть определённого объекта , а также все необходимые для его исследования процедуры . Для более полного описания характеристик используют переменные. Они замещают атрибут цели, которая прорабатывается. И здесь имеет значительную важность структура информационной модели.

Опыт практического применения АИС показал, что наиболее точной, соответствующей самому назначению АИС следует считать классификацию по степени сложности технической, вычислительной, аналитической и логической обработки используемой информации. При таком подходе к классификации можно наиболее тесно связать АИС и соответствующие информационные технологии.

Соответственно можно выделить следующие виды АИС :

· автоматизированные системы обработки данных (АСОД);

· автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС);

· автоматизированные информационно-справочные системы (АИСС);

· автоматизированные информационно-логические системы (АИЛС);

· автоматизированные рабочие места (АРМ);

· автоматизированные системы управления (АСУ);

· автоматизированные системы информационного обеспечения (АСИО);

· экспертные системы (ЭС) и системы поддержки принятия решений.

Методологически важно наряду с рассмотренными моделями среды ИС предложить модель создания ИС, которая имела бы те же аспекты функциональных групп компонентов (пользователи, функции, данные, коммуникации). Такой подход обеспечит сквозной процесс проектирования и сопровождения на всех стадиях эксплуатации ИС, а также возможность обоснованного выбора стандартов на разработку систем и документирование проектов.

Определение " компания " является сложной онтологической (понятийной) структурой , состоящей из определенной совокупности сущностей и взаимосвязей . Взаимодействия между ее элементами, определяемые бизнес-логикой и закрепленные в наборе бизнес-правил , и являются деятельностью компании. Информационная система "отражает" логику и правила, организуя и преобразуя информационные потоки, автоматизирует процессы работы с данными и информацией и визуализирует результаты в виде наборов отчетных форм.

Поэтому для начала следует создать бизнес-модель предприятия, являющуюся отображением предприятия и его информационно-управляющей системы.

При создании модели формируется "язык общения" руководителей предприятия, консультантов, разработчиков и будущих пользователей, позволяющий выработать единое представление о том, ЧТО и КАК должна делать система управления предприятием (корпоративная система управления).

Читайте также: