asyan.org
добавить свой файл
1

21. Інформаційне моделювання. Поняття про моделі та моделювання. Класифікація моделей. Поняття про інформаційні моделі. Способи подання інформаційних моделей.
Поняття про моделі та моделювання.

Одним із важливих методів добування нової інформації людиною, пізнання нею довколишнього світу є моделювання.

Моделювання — це процес дослідження властивостей об'єкта на основі побудови відповідної моделі.

Поняття «об'єкт» тут і надалі вживається у загальнонауковому значенні — як деяка частина довколишнього світу, яку можна розглядати як єдине ціле. Предмет, процес, явище — все це об'єкти.

Модель — це матеріальний або уявний об'єкт, який у процесі вивчення (навчання) замінює об'єкт-оригінал, зберігаючи певні, важливі для даного дослідження, типові характеристики і властивості оригіналу.

Моделі лежать в основі навчання і поширення знань. Моделювання є од­ним із найважливіших методів наукового дослідження.

Моделювання дозволяє:

  1. зрозуміти, як побудований даний об'єкт (модель більш доступна, ніж реальний об'єкт);

  2. навчитися управляти об'єктом (процесом);

3) прогнозувати безпосередні та непрямі наслідки реалізації заданих спосо­бів і форм дії на об'єкт.

Усе розмаїття моделей, з якими має справу людина, можна класифікувати за різними ознаками (основами): за способом подання, за формою подання, за фактором часу та іншими. Таку класифікацію представлено на рис.

За способом подання всі моделі поділяються на два великі класи: матері­альні {предметні) та інформаційні.

Матеріальна модель це модель, яка відтворює геометричні та фізичні властивості об'єкта-оригінала. Вона завжди має реальне втілення.

Приклади матеріальних моделей: макети різноманітних споруд, технічних конструкцій, іграшки, географічні карти і т. п.

Інформаційна модель (у широкому розумінні) — це інформація, що харак­теризує властивості та стани об'єкта, його взаємозв'язок із зовнішнім світом.

Така інформація може бути подана у словесно-мислительній чи знаковій формі, тому за формою подання розрізняють вербальні та знакові інформа­ційні моделі.

Вербальна інформаційна модель (від лат. «verbalis» — усний) — це модель, яку одержують у результаті роздумів, логічних умовисновків. Такі моделі можуть залишатися у мозку людини в мислительній формі або подаватися за допомогою слів усНої мови.

Знакова інформаційна модель це модель, в якій властивості та характе­ристики об'єкта описуються за допомогою певної системи знаків: математич­них виразів та рівнянь, фізичних чи хімічних формул, нотних записів, графіків, схем, рисунків, креслень тощо.

Знакове інформаційне моделювання — це моделювання на основі побудови та дослідження знакових інформаційних моделей; воно включає сукупність правил, за якими можна оперувати обраними знаковими системами, підсис­темами та їхніми елементами. Знакове інформаційне моделювання, зокрема математичне, є прогностичним, дозволяє відкривати нові властивості досліджуваного об'єкта.

За способом реалізації знакові інформаційні моделі Поділяються на комп 'ютерні і некомп 'ютерні.

Комп 'ютерна — це така модель, яка реалізується засобами комп'ютерного середовища.

Будь-який реальний об'єкт завжди знаходиться у просторі та часі. Отже, моделі доцільно класифікувати за фактором часу. За фактором часу всі моделі, як матеріальні, так і інформаційні, поділяються на статичні та динамічні.

Матеріальні статичні моделі відображають просторові характеристики реального об'єкта, а інформаційні — його будову і параметри. Матеріальні динамічні моделі виражають особливості функціонування об'єкта (проходжен­ня електричного струму в певному колі, продування літака в аеродинамічній трубі), а інформаційні — процес зміни та функціонування об'єкта, який задано набором його параметрів. До динамічних, зокрема, належать алгоритмічні моделі, що описують функціонування тієї чи іншої системи.

Поняття про інформаційні моделі та способи їх подання

дано визначення інформаційної моделі в широкому розумінні. У більш вузькому розумінні інформаційна модель — Це опис властивостей і характеристик об'єкта однією з мов кодування: розмовною, науковою, графіч­ною і т. П.

Як і будь-яка інша, інформаційна модель містить не всю інформацію про об'єкт (процес), що моделюється, а тільки ту ЇЇ частину, яка необхідна для розв'язування розглядуваних задач.

Більшість знань, одержаних у школі, мають характер інформаційних моде­лей (модель атома, періодична система елементів Менделєєва, опис Сонячної системи, схема кровоносної системи людини і т. д.)

Першою інформаційною моделлю реального об'єкта було слово. Інформаційні моделі можна описувати звичайною та формальною мова­ми, подавати у вигляді таблиць та за допомогою графів.

Найчастіше інформаційні моделі подають у вигляді таблиць, ієрархічних та мережевих структур. Такі подання використовуються, зокрема, для організації даних у пам'я ті комп'ютера. Подання інформаційних моделей у вигляді таблиць описує відношення «один до одного». Прикладом табличного подання інформаційних моделей є розклад руху автобусів, графік чемпіонату з футболу, журнал академічної групи, залікова книжка студента. Подання інформаційних моделей у вигляді різних схем з ієрар­хічною (підпорядкованою) структурою описує відношення «один до багатьох». Прикладом такого опису є опис структури університету (рис. 48), обласної державної адміністрації тощо.