Табличные информационные модели сообщение

Обновлено: 05.07.2024

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

Информатика. 9 класса. Босова Л.Л. Оглавление

Ключевые слова:

В табличных информационных моделях информация об объектах представляется в виде прямоугольной таблицы, состоящей из столбцов и строк.

Вам хорошо известно табличное представление расписания уроков, в табличной форме представляются расписания движения автобусов, самолётов, поездов и многое другое.

Представленная в таблице информация наглядна, компактна и легкообозрима.

1.4.1. Представление данных в табличной форме

Например, информацию о регионах нашей страны можно представить с помощью таблицы, фрагмент которой приведён в табл. 1.1.

В этой таблице каждая строка содержит информацию об одном объекте — регионе; столбцы — отдельные характеристики (свойства) рассматриваемых объектов: название, дата образования, площадь и т. д. Такие таблицы могут содержать числовую, текстовую и графическую информацию.

Таблица 1.1

Регионы Российской Федерации

1) Численность населения приведена по результатам переписи населения России 2010 г.

Располагаете ли вы аналогичной информацией о своём регионе? Уточните информацию о современной численности населения вашего региона.

Таблица 1.2

Сведения о пропусках уроков

Таблица 1.3

Расстояния между городами (км)

Таблица 1.4

Граница Российской Федерации

Если граница соответствующего вида есть, то в нужную ячейку ставится 1, а если нет — 0.

1.4.2. Использование таблиц при решении задач

Рассмотрим несколько примеров задач, которые удобно решать с помощью табличных информационных моделей.

Пример 1. Два игрока играют в следующую игру. Перед ними лежат две кучи камней, в первой из которых 3 камня, а во второй — 2 камня. У каждого игрока неограниченно много камней. Игроки ходят по очереди. Ход состоит в том, что игрок или увеличивает в 3 раза число камней в какой-то куче, или добавляет 1 камень в какую-то кучу. Выигрывает игрок, после хода которого общее число камней в двух кучах становится не менее 16. Кто выигрывает при безошибочной игре — игрок, делающий первый ход, или игрок, делающий второй ход? Каким должен быть первый ход выигрывающего игрока? Ответ обоснуйте. Ранее мы рассмотрели способ записи решения подобных задач с помощью дерева. Сейчас оформим решение в виде таблицы (табл. 1.5).

Таблица 1.5

Таблица игры

1) Вариант (как повторный) исключается из дальнейшего рассмотрения.

Три числа в каждой ячейке таблицы обозначают соответственно количество камней в кучах и их сумму. В первом столбце зафиксировано распределение камней перед игрой (исходное положение).

Во втором столбце рассмотрены все возможные варианты ходов первого игрока; победить с первого хода он не может.

В четвёртом столбце отмечены имеющиеся выигрышные варианты второго хода первого игрока. При безошибочной игре второго игрока такие ситуации возникнуть не должны. Поэтому рассматриваем все возможные ходы первого игрока в случае, когда у него нет выигрышного хода.

В пятом столбце отмечены выигрышные ходы второго игрока, имеющиеся при всех вариантах хода первого игрока.

Таким образом, при безошибочной игре соперников побеждает второй игрок. Его первый ход должен быть таким, чтобы в кучах стало 4 и 3 камня.

Пример 2. С помощью взвешенного графа на рис. 1.6, в представлена схема дорог, соединяющих населённые пункты А, В, С, D, Е. Построим таблицу, соответствующую этому графу (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Весовая матрица

Если между парой населённых пунктов существует дорога, то в ячейку на пересечении соответствующих строки и столбца записывается число, равное её длине. Имеющиеся в таблице пустые клетки означают, что дорог между соответствующими населёнными пунктами нет. Построенная таким образом таблица называется весовой матрицей.

Для решения некоторых задач бывает удобно по имеющейся таблице строить граф. При этом одной и той же таблице могут соответствовать графы, внешне не похожие друг на друга. Например, рассмотренной выше таблице кроме графа на рис. 1.6, в соответствует граф на рис. 1.13.

Рис. 1.13. Вариант графа, представляющего схему дорог

Три подружки — Аня, Света и Настя — купили различные молочные коктейли в белом, голубом и зелёном стаканчиках. Ане достался не белый стаканчик, а Свете — не голубой. В белом стаканчике не банановый коктейль. В голубой стаканчик налит ванильный коктейль. Света не любит клубничный коктейль.

Требуется выяснить, какой коктейль и в каком стаканчике купила каждая из девочек.

Создадим три следующие таблицы:

Отметим в таблицах информацию, содержащуюся в условии задачи:

Имеющейся во второй таблице информации достаточно для того, чтобы заполнить всю эту таблицу:

Используя факты, что Света купила не клубничный коктейль и что этот коктейль был налит в белый стаканчик, заполняем всю первую таблицу:

На основании информации в первой и второй таблицах можем заполнить всю третью таблицу:

Ответ: Аня купила ванильный коктейль в голубом стаканчике, Света — банановый коктейль в зелёном стаканчике, Настя — клубничный коктейль в белом стаканчике.

САМОЕ ГЛАВНОЕ

В табличных информационных моделях информация об объекте представляется в виде прямоугольной таблицы, состоящей из столбцов и строк. Представленная в таблице информация наглядна, компактна и легкообозрима.

Вопросы и задания

1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Что вы можете сказать о формах представления информации в презентации и в учебнике? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?

ГОСТ

Особенности табличной модели

Таблицы как средство моделирования широко применяются во многих отраслях интеллектуальной деятельности: в научных исследованиях, экономике, государственной отчетности, образовании и т.п.

Рисунок 1. Фрагмент математических таблиц Брадиса. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Таблица - форма представления информации в форме единообразных строк, каждая из которых отражает характеристики одного из описываемой совокупности однотипных предметов или явлений. Характеристики в строках сгруппированы: следуют в заданном порядке, их набор для каждой строки идентичен.

Достоинством таблиц является их наглядность. Данные, упорядоченные по однотипным строкам, легко собирать и анализировать. Разработано большое количество математических методов, делающих табличные вычисления эффективными (например, теория матриц). Удобны таблицы и с точки зрения графического представления. Сформировались эффективные приемы их оформления: строки, колонки, заголовочная часть, линии, разделяющие данные.

Область применения табличных моделей

Применение таблиц связано с областями деятельности, в которых исследуемые предметы или явления однотипны, обладают преимущественно повторяющимися характеристиками. Например, при продаже железнодорожных билетов имеют значение следующие характеристики:

номер поезда;
дата отправления;
номер вагона;
тип вагона (плацкарт, купе, СВ);
номер места.

В реальной жизни во время железнодорожной поездки могут иметь место всевозможные вариации, например, вагон, в который куплен билет, может находиться ближе к локомотиву или в хвосте поезда, место пассажира может быть оборудовано электророзеткой или не оборудовано и т.п. Однако при применении табличной модели от несущественных характеристик принято абстрагироваться. При учете слишком большого количества характеристик приходится заводить дополнительные колонки, что может привести к потере наглядности таблицы, снижению ее эффективности как модели.

Готовые работы на аналогичную тему

Часто в таблицах для решения проблемы вариативности (учета нерегулярных характеристик) заводят колонку "Примечания", в которой в свободной форме записывается дополнительная информация об описываемом объекте.

Иногда описать предметную область исследуемого объекта или явления в рамках единственной таблицы невозможно. Например, если описывать с помощью таблицы библиотеку, то обнаружится, что хранимые объекты различаются по характеристикам: у книг, например, есть код ISBN, а у журналов и газет он отсутствует. У периодических изданий, в свою очередь, есть регулярность публикации: ежедневные, ежемесячные, ежеквартальные и т.п., отличающая их от книг. Наконец, такие издания, как альманахи (ежегодники) можно отнести как к книгам (по оформлению), так и к периодике. При попытке объединить эти признаки в единую таблицу, в ней может появиться много незаполненных клеток (например, поле ISBN для журналов и газет окажется пустым).

С другой стороны, если разнести информацию об объектах по разным таблицам - может затрудниться поиск, например, тематический, когда читателя интересуют как книжные, так и газетные, журнальные публикации. Из этого можно сделать следующие выводы:

хранение и обработка информации в форме табличной модели требует предварительного проектирования;
для описания сложных структур колонки таблиц иногда разбивают на подколонки;
при моделировании объектов с нерегулярной структурой следует рассмотреть варианты использования альтернативных моделей (иерархических, сетевых и т.п.).

Рисунок 2. Структура типографской таблицы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Табличная модель в компьютерных технологиях

В компьютерном программном обеспечении активно применяются табличные модели. Приведем некоторые примеры:

таблицы файловых систем; содержат информацию о сегментах жесткого диска, в которые записаны данные формируемых ими файлов;
табличная верстка веб-страниц: способ формирования контента, когда его компоновка представляет собой фрагменты, разнесенные по ячейкам таблицы;
электронные таблицы (например, Microsoft Excel): программное обеспечение, позволяющее не только оформлять данные наглядно, но и динамически вычислять содержимое ячеек, снабжать данные графиками, готовить к печати и т.п.;
реляционные базы данных: программное обеспечение для хранения данных в форме взаимосвязанных таблиц с возможностями быстрого изменения и эффективного поиска.

Рисунок 3. Лист электронной таблицы Excel. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Поскольку реляционные базы данных стали одной из самых распространенных реализаций табличной модели, на описании их особенностей следует остановиться подробнее.

Табличная модель и реляционные базы данных.

Строго говоря, реляционные базы данных имеют дело с отношениями, а не с таблицами. Таблицы - лишь частный случай более широкого и строгого математического понятия отношение (отсюда и название "реляционные", от английского relation - отношение).

Строгое определение отношения достаточно сложно. Его отличает от таблицы, например, то, что атрибуты ("колонки") следуют в кортежах ("строках") в произвольной, а не строго заданной последовательности.

Поля ("колонки") таких баз данных не просто хранят данные о тех или иных характеристиках строк, но и обладают рядом дополнительных особенностей:

типом хранимых данных (например, в ячейку для хранения чисел программа не позволит записать текст);
допустимостью или недопустимостью пустых значений;
требованием уникальности значений в колонке или отсутствием такового;
ограничениями (например, в поле, где хранятся значения угловых синусов или косинусов, все значения должны быть в диапазоне от 0 до 1);
наличием ключевых признаков: одна или несколько колонок могут быть назначены ключевыми, т.е. содержащими уникальные в рамках таблицы идентификаторы, по которым легко найти строку.

Ключевые колонки (поля) полезны для организации связей между таблицами, когда конкретизирующая (подчинённая таблица) содержит т.н. внешний ключ, благодаря которому можно легко найти информацию об объекте, к которому относятся помеченные определенным идентификатором строки.

Таким образом, реляционные базы данных - это не просто наборы таблиц, но наборы взаимосвязанных отношений, позволяющие моделировать более сложные объекты, чем те, информацию о которых можно сформировать с помощью обычных "двухмерных" строк и колонок.

Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические информационные модели в различных предметных областях. Широко известно табличное представление математических функций, статистических данных, расписаний поездов и самолетов, уроков и так далее.

В табличной информационной модели обычно перечень объектов размещен в ячейках первого столбца таблицы, а значения их свойств - в других столбцах. Иногда используется другой вариант размещения данных в табличной модели, когда перечень объектов размещается в первой строке таблицы, а значения их свойств - в последующих строках. Подобным образом организованы таблицы истинности логических функций, рассмотренные в главе 3. Перечень логических переменных и функций размещен в первой строке таблицы, а их значения - в последующих строках.

В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.

Построим табличную информационную модель "Цены устройств компьютера". В первом столбце таблицы будет содержаться перечень однотипных объектов (устройств, входящих в состав компьютера), а во втором - интересующее нас свойство (например, цена) - табл. 2.1. Построенная табличная модель позволяет оценить долю стоимости отдельных устройств в цене компьютера и приобрести за минимальную цену компьютер в наиболее производительной конфигурации.

Табличные информационные модели проще всего строить и исследовать на компьютере с помощью электронных таблиц и систем управления базами данных. Визуализируем полученную табличную модель путем построения диаграммы в электронных таблицах.

1. Ввести наименования устройств и их цены в столбцы электронной таблицы.

2. Отсортировать данные по столбцу Цена в порядке убывания.

3. Построить круговую диаграмму.

Анализ модели показывает, что увеличение расходов на приобретение более быстрого процессора и увеличение объема оперативной памяти не приведут к заметному увеличению цены компьютера, но позволят существенно повысить его производительность.

Представление объектов и их свойств в форме таблицы часто используется в научных исследованиях. Так, на развитие химии и физики решающее влияние оказало создание Д. И. Менделеевым в конце XIX века периодической системы элементов, которая представляет собой табличную информационную модель. В этой модели химические элементы располагаются в ячейках таблицы по возрастанию атомных весов, а в столбцах - по количеству валентных электронов, причем по положению в таблице можно определить некоторые физические и химические свойства элементов.

На уроках химии часто используется печатный вариант периодической системы элементов. Компьютерная модель системы более удобна, так как в интерактивном режиме позволяет знакомиться с различными физическими и химическими свойствами химических элементов (атомная масса, электропроводность, плотность и так далее), уравнивать химические реакции, решать стандартные химические задачи на нахождение массы веществ, участвующих в реакции, и др.

1. Какие системы объектов целесообразно и возможно представлять с помощью табличных моделей?

Задание : Т абличные модели

2. Использование табличной модели часто облегчает решение информационно задачи. В следующей таблице закрашенные клетки в расписании занятий соответствуют урокам физкультуры в 9-11 классах средней школы.

Таблицы используются для описания нескольких объектов, которые характеризуются похожими свойствами.
Ранее мы с вами рассматривали примеры всевозможных таблиц, а теперь подробнее рассмотрим структуру и правила оформления таблиц.

Правила оформления таблиц:
1. Заголовок таблицы должен отображать содержимое таблицы.
2. Заголовки строк и столбцов должны быть краткими (записываются в боковике и головке).
3. Если для всей таблицы используются общие единицы измерения, то их можно указать в заголовке таблицы. Если единицы измерения разные, то мы записываем их в строках или столбцах.
4. Все ячейки таблицы должны быть заполнены. Но бывают случаи, когда ячейку заполнить нельзя, например, какие то данные неизвестны, тогда в ячейке можно поставить ? или данные невозможны × .

Для начала выделим в тексте основные объекты (их имена). Найдём свойства каждого объекта (или имена свойств) и значение каждого свойства. Количество строк в таблице будет соответствовать количеству объектов в тексте, а количество столбцов количеству свойств объекта.

Самой высокой вершиной в мире является Эверест (Джомолунгма), которая располагается на границе Китая и Непала в Гималаях, и её высота достигает \(8 848\) метров. Следующая по высоте – Чогори имеет высоту \(8 611\) метров, находится на границе Пакистана и Китая в Каракоруме. Третий по высоте восьмитысячник называется Канченджанга и имеет высоту \(8 586\) метров. Находится в Гималаях на границе Индии и Непала. В трёх километрах от Эвереста находится следующая по высоте вершина – Лхоцзе высотой\( 8 516\) метров. Находится на границе Китая и Непала в Гималаях. На пятом месте находится вершина Макалу высотой \(8 485\) метров. Располагается в Гималаях на границе Китая и Непала.

Воспринимать и анализировать данную информацию удобнее всего с помощью таблицы. Для построения таблицы нам нужно выделить:

свойства объектов: высота вершины, месторасположение, страны;
значение каждого свойства будем заносить сразу в таблицу.

В таблице отведём 5 строк под объекты, ещё нужно учесть шапку таблицы, под которую мы отведём 1 строку.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Табличные информационные модели"

· Что такое таблица?

· Таблицы типа “объект-объект”.

· Таблицы типа “объект-свойство”.

· Решение задач при помощи таблиц.

Таблица – это один из способов организации информации. Она состоит из столбцов, строк и ячеек. В табличных информационных моделях информация представлена в виде прямоугольной таблицы. К примерам таблиц относится расписание уроков, звонков, график дежурств и так далее.

Для лучшего восприятия информация в таблице может быть упорядочена. Например, в классном журнале список учащихся располагается в алфавитном порядке.

Обратим внимание на пример расписания уроков. По горизонтали находятся строки, по вертикали столбцы, а на пересечение столбца и строки, там, где написаны названия уроков, располагаются ячейки.

1. Английский язык

2. Русская литература

2. Английский язык

3. Трудовое обучение

3. Физическая культура

4. Физическая культура

4. Трудовое обучение

5. Английский язык

5. Русская литература

Пример расписания уроков

Информация, представленная с помощью таблиц, воспринимается значительно легче, чем текст. В таблице заголовки столбцов и строк должны быть краткими, без лишних слов.

Рассмотрим пример. Каждая строка таблицы будет содержать данные об одном учащемся, а столбец – отдельные данные всех учащихся: фамилии, имена, отчества, даты рождения места проживания и так далее.

ул. Сивакова, д. 5, кв. 15

пер. Виноградный, д.19

пр-т Есенина, д. 23, кв. 145

ул. Первомайская, д. 99, кв. 11

ул. Дальняя, д. 112

пер. Ивовый, д. 9, кв. 65

В таких таблицах может содержаться текстовая, числовая и графическая информация.

Задача 1: Пять одноклассников - Ира, Артём, Лена, Никита и Саша стали победителями школьных олимпиад по русскому языку, информатике, истории, английскому языку и биологии. Каждый из пяти учеников принимал участие и победил только в одной олимпиаде. Известно, что: победитель олимпиады по истории учит Иру и Артёма работе с картами по истории; Лена и Никита так же заинтересовались историей; Артём всегда побаивался русского языка; Лена, Артём и победитель олимпиады по английскому языку занимаются плаванием; Артём и Лена поздравили победителя олимпиады по информатике; Ира сожалеет о том, что у нее остается мало времени на английский язык. Победителем какой олимпиады стал каждый из этих ребят?

Давайте для начала построим таблицу. Она будет содержать шесть строк и шесть столбцов. Одну строку оставим под названия предметов, по которым проходили олимпиады. Начиная со второй строки напишем имена учащихся, которые даны в задачи. Теперь зададим названия столбцам. Первый будет называться Имена, так как в нём расположены имена учащихся. Далее запишем названия предметов.

Читайте также: