Modeliranje kao metoda znanstvenog saznanja

Modeliranje u znanstvenim istraživanjima počelo se koristiti u antičko doba i postupno zahvatilo sva nova područja znanstvenih spoznaja: tehničko oblikovanje, graditeljstvo i arhitekturu, astronomiju, fiziku, kemiju, biologiju i, konačno, društvene znanosti. Pojam "model" naširoko se koristi u različitim područjima ljudske djelatnosti i ima mnogo značenja.

Model- to je takav materijalni ili mentalno predstavljeni predmet koji u procesu istraživanja zamjenjuje izvorni predmet tako da njegovo neposredno proučavanje daje nova saznanja o izvornom objektu.

Pod, ispod modeliranje razumije se proces izgradnje, proučavanja i primjene modela. Usko je povezan s kategorijama kao što su apstrakcija, analogija, hipoteza itd. Proces modeliranja nužno uključuje konstrukciju apstrakcija, zaključivanje po analogiji i izgradnju znanstvenih hipoteza.

Glavna značajka modeliranja je da je to metoda neizravne spoznaje uz pomoć proxy objekata. Model djeluje kao svojevrsno oruđe znanja, koje istraživač postavlja između sebe i predmeta i uz pomoć kojeg proučava predmet koji ga zanima. Upravo ta značajka metode modeliranja određuje specifične oblike korištenja apstrakcija, analogija, hipoteza i drugih kategorija i metoda spoznaje.

Modeliranje je ciklički proces. To znači da nakon prvog ciklusa od četiri stupnja može slijediti drugi, treći i tako dalje. Istodobno se proširuje i usavršava znanje o predmetu koji se proučava, a izvorni model se postupno usavršava. Uočeni nedostaci nakon prvog ciklusa modeliranja, zbog slabog poznavanja objekta i grešaka u konstrukciji modela, mogu se ispraviti u sljedećim ciklusima. Metodologija modeliranja, dakle, sadrži velike mogućnosti za samorazvoj.

Izrada modela je proces. Glavni koraci u ovom procesu su definiranje problema, konstrukcija, validacija, primjena i ažuriranje modela.

Formulacija problema. Prvi i najvažniji korak u izgradnji modela koji može pružiti ispravno rješenje problema upravljanja je formuliranje problema. Pravilna uporaba matematike ili računala nema koristi osim ako sam problem nije točno dijagnosticiran. Ispravna formulacija problema čak je važnija od njegovog rješenja. Da biste pronašli prihvatljivo ili optimalno rješenje problema, morate znati od čega se sastoji. Koliko god ova izjava bila jednostavna i transparentna, previše stručnjaka zanemaruje očito. Milijuni dolara troše se svake godine u potrazi za elegantnim i promišljenim odgovorima na pogrešna pitanja. Nadalje, samo zato što je menadžer svjestan postojanja problema, uopće ne slijedi da je istinski problem identificiran. Voditelj mora znati razlikovati simptome od uzroka.

Izgradnja modela. Nakon ispravne formulacije problema, sljedeći korak u procesu je izgradnja modela. Programer mora odrediti glavnu svrhu modela, koji izlazni standardi ili informacije se očekuju da će se dobiti pomoću modela kako bi pomogao menadžmentu u rješavanju problema s kojim se suočava. Također je potrebno odrediti koje su informacije potrebne za izgradnju modela koji ispunjava te ciljeve i na izlazu proizvodi željene informacije.

Provjera valjanosti modela. Nakon što je model izgrađen, treba ga provjeriti valjanost. Jedan aspekt provjere valjanosti je odrediti koliko dobro model odgovara stvarnom svijetu. Stručnjak za znanost o kontroli mora utvrditi jesu li sve bitne komponente stvarne situacije ugrađene u model. Testiranje mnogih modela upravljanja pokazalo je da oni nisu savršeni jer ne pokrivaju sve relevantne varijable. Naravno, što model bolje odražava stvarni svijet, to je veći njegov potencijal kao alata koji pomaže menadžeru da donese dobru odluku, pod pretpostavkom da model nije previše težak za korištenje. Drugi aspekt validacije modela odnosi se na utvrđivanje u kojoj mjeri informacije koje pruža zapravo pomažu menadžmentu da se nosi s problemom.

Primjena modela. Nakon provjere, model je spreman za korištenje. Nijedan model znanosti o upravljanju ne može se smatrati uspješno izgrađenim dok se ne prihvati, shvati i primijeni u praksi. To se čini očitim, ali se često pokaže da je to jedan od najzabrinjavajućih aspekata izgradnje.

Zahvaljujući formalizaciji, matematička logika se mogla koristiti u elektroničkim računalima koja rade prema njezinim zakonima.

V. Pekelis

Cijeli život čovjeka neprestano ga suočava s akutnim i različitim zadacima i problemima. Pojava takvih problema, poteškoća, iznenađenja znači da u stvarnosti oko nas ima puno nepoznatog, skrivenog. Stoga je potrebno sve šire poznavanje svijeta, otkrivanje u njemu sve više novih procesa, odnosa ljudi i stvari.

Uspjeh intelektualnog razvoja učenika ostvaruje se uglavnom u nastavi, gdje stupanj zainteresiranosti učenika za učenje, razina znanja, spremnost na stalno samoobrazovanje, odnosno sposobnost nastavnika da organizira sustavnu spoznajnu aktivnost. njihov intelektualni razvoj.

Iskustvo nastave predmeta informatika pokazuje da se posebno ističu vrste aktivnosti učenika u analizi situacija, predviđanju, izgradnji informacijskih modela, stvaranju uvjeta za promjenjiv izbor rješenja, primjeni heurističkih tehnika, te sposobnosti provođenja projektantskih aktivnosti. kao golovi.

Specifični zadaci učenja informatike u školi imaju oblik:

• upoznati učenike s pojmovima sustav, informacija, model, algoritam i njihovom ulogom u formiranju suvremene informacijske slike svijeta, naučiti ih definirati te pojmove, istaknuti njihove značajke i objasniti ih, razlikovati vrste modela, algoritama. , itd.;
• otkriti opće obrasce informacijskih procesa u prirodi, društvu, tehničkim sustavima;
• upoznati studente s načelima formalizacije, strukturiranja informacija te razviti sposobnost izgradnje informacijskih modela proučavanih objekata i sustava;
• razvijati algoritamske i logičke stilove mišljenja;
• formirati sposobnost organiziranja traženja informacija potrebnih za rješavanje problema;
• formirati sposobnost planiranja radnji za postizanje cilja, korištenjem fiksnog skupa alata.

Formacija je proces obrazovanja i osposobljavanja usmjeren na razvoj osobnosti osobe ili njezinih individualnih kvaliteta. Formirati znači organizirati i provoditi obrazovanje i osposobljavanje na takav način, utjecati na učenika na način da se u njemu razvije jedna ili ona kvaliteta.

Svladavanje dijela “Formalizacija i modeliranje” predlaže se kao temeljno na ovom putu.

po dionici “Modeliranje i formalizacija” Dodijeljeno je 8 sati. Odjeljak pokriva sljedeće teme:

• Objekt. Klasifikacija objekata. objektni modeli. 2h.
• Klasifikacija modela. Glavne faze modeliranja. 2h.
• Formalni i neformalni iskaz problema.
• Osnovni principi formalizacije. 2h.
• Pojam informacijske tehnologije za rješavanje problema.
• Izgradnja informacijskog modela. 2h.

Glavni koncepti koje studenti trebaju naučiti nakon proučavanja teme:

Predmet, model, modeliranje; formalizacija; informacijski model; informacijska tehnologija za rješavanje problema; kompjuterski eksperiment.

Na kraju jedinice učenici bi trebali znati:

• o postojanju mnogih modela za isti objekt;
• faze informacijske tehnologije za rješavanje problema pomoću računala.

učenici bi trebali biti u mogućnosti:

• dati primjere modeliranja i formalizacije;
• dati primjere formaliziranog opisa objekata i procesa;
• dati primjere sustava i njihovih modela.
• izgraditi i istražiti najjednostavnije informacijske modele na računalu.

Proučavanje odjeljka odvija se spiralno: počinje s konceptom Objekt. Klasifikacija objekata. Za proučavanje se koristi dijafilm koji definira ove pojmove, jasno prikazuje primjere predmeta, objašnjava - koja su svojstva predmeta, okoline (v.<Рисунок 1> , <Рисунок 2>) itd.

Koristeći ovaj slajd<Приложение 1 >Učenik može samostalno razumjeti ove pojmove. Nakon sistematizacije pojmova povezanih s objektom, dolazi do nesmetanog prijelaza na pojmove model, klasifikacija modela ( izgled<Рисунок 3> , <Рисунок 4> ) . Učeniku se zadaju zadaci tipa: Objekt – osoba. Fenomen je grmljavina. Navedite njihove modele i klasificirajte ih.

Čovjek je dugo koristio modeliranje za proučavanje predmeta, procesa, pojava u raznim područjima. Rezultati ovih studija služe za utvrđivanje i poboljšanje karakteristika stvarnih objekata i procesa; razumjeti bit pojava i razviti sposobnost prilagođavanja ili upravljanja njima; za izgradnju novih objekata ili modernizaciju starih. Modeliranje pomaže osobi da donese informirane i promišljene odluke, da predvidi posljedice svojih aktivnosti.

Zahvaljujući računalima, ne samo da su područja primjene modeliranja značajno proširena, već se pruža i sveobuhvatna analiza dobivenih rezultata.

Proučavanjem sekcije učenici se upoznaju osnove modeliranja i formalizacije. Učenici trebaju razumjeti što je model i koje vrste modela postoje. To je potrebno kako bi studenti prilikom provođenja istraživanja bili u mogućnosti odabrati i učinkovito koristiti programsko okruženje i alate prikladne za svaki model. Početak svakog istraživanja je formulacija problema, što je određeno zadanim ciljem. Vrsta modela, izbor softverskog okruženja i dobiveni rezultati ovise o tome kako se razumije svrha modeliranja. Učenik uči o glavne faze modeliranja koje istraživač mora proći da bi postigao svoj cilj.

Sadržaj obuke formiran je popisom različitih modela dostupnih studentima za razumijevanje. Već je poznat dovoljan broj takvih modela za koje je neophodna uporaba računala. Na određenim modelima iz različitih školskih predmeta učenici uče simulacijske tehnologije, učenje graditi informacijski modeli. Da biste to učinili, možete koristiti različita softverska okruženja. Obim sadržaja i mogućnosti za različite vrste informacijske tehnologije učenik određuje sam, ovisno o svojim sposobnostima.

Važna točka u nastavi i ovladavanju stečenim znanjem je osiguravanje svih obrazovnih elemenata odjeljka testovima tražene razine, koji su preuzeti iz metodičkog priručnika 5, 7 *, također s interneta, autor N. Ugrinovich.

Ovaj članak predstavlja jednu od varijanti testa koji se odnosi na glavne obrazovne elemente sekcije "Modeliranje i formalizacija". Također je dat tekst kontrolnog rada koji je izradio S.Yu. Piskunova, i njeno rješenje, iz kolekcije 9*

Test na temu "Modeliranje i formalizacija"

1. Što se naziva atributom objekta?

1. Predstavljanje objekta stvarnog svijeta uz pomoć određenog skupa njegovih karakteristika koje su bitne za rješavanje ovog informacijskog problema.
2. Apstrakcija objekata iz stvarnog svijeta koji dijele zajedničke karakteristike i ponašanja.
3. Odnos između objekta i njegovih karakteristika.
4. Svaka pojedinačna karakteristika zajednička svim mogućim slučajevima

2. Izbor tipa modela ovisi o:

1. Fizička priroda objekta.
2. Namjena objekta.
3. Ciljevi proučavanja objekta.
4. Informacijski entitet objekta.

3. Što je informacijski model objekta?

1. Materijalni ili mentalno predstavljeni predmet koji u procesu istraživanja zamjenjuje izvorni predmet uz očuvanje najbitnijih svojstava važnih za ovo istraživanje.
2. Formalizirani opis objekta u obliku teksta u nekom kodnom jeziku koji sadrži sve potrebne informacije o objektu.
3. Softverski alat koji implementira matematički model.
4. Opis atributa objekata koji su bitni za problem koji se razmatra i odnosa među njima.

4. Navedite klasifikaciju modela u užem smislu riječi:

1. Prirodno, apstraktno, verbalno.
2. Apstraktno, matematičko, informativno.
3. Matematički, računalni, informacijski.
4. Verbalno, matematičko, informativno

5. Svrha izrade informacijskog modela je:

1. Obrada podataka o objektu stvarnog svijeta, uzimajući u obzir odnos između objekata.
2. Komplikacija modela, uzimajući u obzir dodatne čimbenike koji su prethodno bili obaviješteni.
3. Istraživanje objekata temeljeno na kompjuterskom eksperimentiranju s njihovim matematičkim modelima.
4. Predstavljanje objekta kao teksta na nekom umjetnom jeziku dostupnom za računalnu obradu.

6. Informacijsko modeliranje temelji se na:

1. Oznaka i naziv objekta.
2. Zamjena stvarnog objekta odgovarajućim modelom.
3. Pronalaženje analitičkog rješenja koje daje informacije o objektu koji se proučava.
4. Opis procesa nastanka, obrade i prijenosa informacija u proučavanom sustavu objekata.

7. Formalizacija je

1. Faza prijelaza od smislenog opisa veza između odabranih značajki objekta do opisa pomoću nekog kodnog jezika.
2. Zamjena stvarnog predmeta znakom ili skupom znakova.
3. Prijelaz s nejasnih problema koji nastaju u stvarnosti na formalne informacijske modele.
4. Izolacija bitnih informacija o objektu.

8. Informacijska tehnologija se zove

1. Proces određen kombinacijom sredstava i metoda obrade, proizvodnje, promjene stanja, svojstava, oblika materijala.
2. Promjena početnog stanja objekta.
3. Proces koji koristi skup sredstava i metoda za obradu i prijenos primarnih informacija nove kvalitete o stanju objekta, procesa ili pojave.
4. Skup specifičnih radnji usmjerenih na postizanje cilja.

9. Što se zove simulacijsko modeliranje?

1. Suvremena tehnologija istraživanja objekata.
2. Proučavanje fizikalnih pojava i procesa uz pomoć računalnih modela.
3. Implementacija matematičkog modela u obliku softverskog alata.

10. Što je računalni informacijski model?

1. Predstavljanje objekta kao testa na nekom umjetnom jeziku dostupnom za računalnu obradu.
2. Skup informacija koji karakteriziraju svojstva i stanje objekta, kao i njegov odnos s vanjskim svijetom.
3. Model u mentalnom ili razgovornom obliku, implementiran na računalu.
4. Metoda istraživanja vezana uz računalnu tehnologiju.

11. Računalni eksperiment sastoji se od niza koraka:

1. Izbor numeričke metode - razvoj algoritma - izvođenje programa na računalu.
2. Izgradnja matematičkog modela - odabir numeričke metode - razvoj algoritma - izvođenje programa na računalu, analiza rješenja.
3. Razvoj modela - razvoj algoritma - implementacija algoritma u obliku softverskog alata.
4. Izgradnja matematičkog modela - razvoj algoritma - izvođenje programa na računalu, analiza rješenja.

broj pitanja
Odgovor br.	4	3	2	1	4	3	1	3	3	3	2

Probni rad na temu "Modeliranje i formalizacija"

Opcija broj 1.

1. Napravite odgovor na temu „Modeli i kako ih sastaviti“, odgovarajući na pitanja redom.

1. Što je objektni model?
2. Koje modele susrećete u svakodnevnom životu?
3. Što je informacijski model?
4. Može li se jedan objekt opisati korištenjem različitih informacijskih modela? Ako da, kako će se razlikovati?
5. Sastavite informacijski model objekta “automobil” kako biste ga okarakterizirali putnicima. Kako će se ovaj model promijeniti ako je cilj okarakterizirati automobil kao tehnički uređaj?
6. Može li se strateška računalna igra nazvati modelom igre? Ako je moguće, zašto?

2. Sastavite matematički model problema:

Odredite vrijeme susreta dvaju pješaka koji idu jedan drugome u susret.

Opcija broj 2.

1. Sastavite odgovor na temu “Klasifikacija objekata”, odgovarajući na pitanja redom.

1. Što je klasifikacija objekata? Zašto je potrebno klasificirati objekte?
2. Navedite primjer razvrstavanja objekata prema zajedničkim svojstvima.
3. Koji je princip nasljeđivanja?
4. Objasniti na primjeru klasifikacije objekata s općim nazivom “računalni program”.
5. Kako se modeli mogu klasificirati?
6. Na temelju čega se modeli dijele na statičke i dinamičke?

2. Napravite matematički model problema:

- Odredite vrijeme kada će jedan pješak sustići drugog.

opcija 1

1. Odgovori na pitanja

1.1. Model je slika koja proučava neke bitne aspekte predmeta, pojave ili procesa.

1.2. U svakodnevnom životu čovjek se susreće s materijalnim i informacijskim modelima.

1.3. Informacijski modeli opisuju objekte na jednom od jezika kodiranja (kolokvijalnom, grafičkom, znanstvenom, itd.).

1.4. Jedan te isti objekt može imati više modela, sve ovisi o tome koja svojstva objekta se proučavaju. Na primjer, jedan te isti predmet osoba se u fizici smatra materijalnom točkom, u biologiji - sustavom koji teži samoodržanju itd.

1.5. Prilikom sastavljanja informacijskog modela automobila kako bi se opisali pogodnosti za putnike, potrebno je navesti: je li to kamion ili osobni automobil, kapacitet (koliko ljudi), koliko vrata, prisutnost i veličinu prtljažnika, unutrašnjost veličina, presvlake, oblik, mekoća sjedala, klima, glazba itd. .d. Ako automobil karakterizirate kao tehnički uređaj, tada je naznačena težina, veličina, nosivost, najveća brzina, potrošnja goriva itd.

1.6. Strateška računalna igra prikazuje informacijske procese koji se odvijaju u životu. Na primjer, vojne strategije opisuju strukturu državnog sustava općenito i njegove vojske posebno, financijske strategije opisuju različite ekonomske i društvene zakone. Stoga se strateška računalna igra može smatrati informacijskim modelom informacijskog procesa koji opisuje.

L - početna udaljenost

Rezultat: t - vrijeme kretanja

Za: L, v 1, v 2 > 0

Metoda: t = L / (v 1 + v 2)

Opcija 2

1. Odgovori na pitanja

1.1. Među raznolikošću objekata u okolnom svijetu, pokušavamo identificirati skupine objekata koji imaju zajednička svojstva. Klasa je skupina objekata koji imaju zajednička svojstva. Objekti u klasi nazivaju se instancama klase. Objekti iste klase međusobno se razlikuju po nekim posebnim svojstvima. Klasifikacija je raspodjela objekata u klase i podklase na temelju zajedničkih svojstava.

1.2. Primjer klasifikacije prema zajedničkim svojstvima – predmet književnosti može se podijeliti u tri velika razreda prema sadržaju: znanstvena literatura, fikcija, publicistička literatura.

1.3. U hijerarhijskoj strukturi, objekti su organizirani u razine gdje se instanca niže razine naziva podređena klasa i dio je instance više razine koja se naziva roditeljska klasa. Najvažnije svojstvo klasa je nasljeđivanje – svaka podređena klasa nasljeđuje sva svojstva roditeljske klase.

1.4. Svaki računalni program je algoritam napisan na jeziku razumljivom računalu. Programi se dijele na sistemske i aplikacijske. Oni obavljaju različite funkcije, ali sve su napisane na jeziku razumljivom računalu - to je svojstvo koje nasljeđuje svaka podređena klasa (sustav i aplikacijski programi) od roditeljske klase - računalnog programa.

1.5. Modeli se mogu klasificirati prema bilo kojoj bitnoj osobini.

1.6. Modeli koji opisuju sustav u određenom trenutku nazivaju se statističkim informacijskim modelima. Modeli koji opisuju procese promjene i razvoja sustava nazivaju se dinamički informacijski modeli.

2. Matematički model problema

Zadano: t 02 - vrijeme početka drugog pješaka

v 1 - brzina prvog pješaka

v 2 - brzina drugog pješaka

Rezultat: t - vrijeme susreta pješaka

Kada je: t 02 , v 1 , v 2 > 0; v1< v 2

L 2 \u003d (t - t 02) * v 2

t * v 1 \u003d (t - t 02) * v 2

t * v 1 - t * v 2 = - t 02 * v 2

t \u003d t 02 * v 2 / (v 2 - v 1)

Književnost:

za studente

1. Ivanova I.A. informatike. 9. razred: Radionica. - Saratov: Licej, 2004
2. Informatika, Osnovni kolegij, 7. - 9. razred. – M.: Laboratorij za osnovna znanja, 2001.
3. Informatika 7-8 razred / uredila N.V. Makarova. - Sankt Peterburg: Izdavačka kuća "Petar", 1999.
4. Informatika 9. razred / uredila N.V. Makarova. - Sankt Peterburg: Peter Kom, 1999.
5. N. Ugrinovich “Informatika i informacijske tehnologije”
6. O. Efimova, V. Morozov, N. Ugrinovich. Kolegij računalne tehnologije s osnovama informatike. Udžbenik za starije razrede. - M., ABF, 1999.

Metodologija

1. Bešenkov S.A., Lyskova V.Yu., Matveeva N.V. Formalizacija i modeliranje // Informatika i obrazovanje. - 1999. - br. 5. - S. * - *; br. 6. - P.21-27; br. 7. - P.25-29.
2. Boyarshinov V.G. Matematičko modeliranje u školskom kolegiju informatike // Informatika i obrazovanje. - 1999. - br. 7. - Str.13-17.
3. Vodovozov V.M. Priprema informacija u okruženju vizualnih objekata // Informatika i
   obrazovanje. - 2000. - br. 4. - Str.87-90.
4. Obornev E.A., Oborneva I.V., Karpov V.A. Modeliranje u proračunskim tablicama // Informatika i obrazovanje. - 2000. - br. 5. - Str. 47-52.
5. informatike. Testni zadaci. – M.: Laboratorij za osnovna znanja, 2002.
6. Makarenko A.E. itd. Priprema za ispit iz informatike. - M .: Iris-Press, 2002
7. Molodtsov V.A., Ryzhikova N.B. Kako položiti ispit i centralizirano testiranje iz informatike za 100 bodova. - Rostov n/a: Phoenix, 2003.
8. Petrosyan V.G., Perepecha I.R., Petrosyan L.V. Metode rješavanja fizičkih zadataka na računalu // Informatika i obrazovanje. - 1996. - br. 5. - Str. 94-99.
9. Planirani ishodi učenja iz informatike i informacijske tehnologije i njihova provjera u matičnim i srednjim (ponoy) općeobrazovnim školama: Instruktivno-metodički zbornik / Autori i sastavljači: N.E. Kostyleva, L.Z. Gumerova, R.I. Yarochkina, L.V. Lunina, S.Yu. Piskunova, E.V. Žuravleva - Naberežni Čelni: CRO, 2004.
10. Ponomareva E.A. Sat o proučavanju pojma modela // Informatika i obrazovanje. - 1999. - br. 6. - S. 47-50.
11. Ostrovskaya E.M. Modeliranje na računalu // Informatika i obrazovanje. - 1998. - br. 7. - Str. 64-70; br. 8. - P.69-84.
12. Smolyaninov A.A. Prve lekcije na temu "Modeliranje" // Informatika i obrazovanje. - 1998. - Broj 8. - Str. 23-29.
13. Khenner E.K., Shestakov A.P. Kolegij "Matematičko modeliranje" // Informatika i obrazovanje. - 1996. - br. 4. - Str.17-23.

Laboratorij br. 4

informacijsko modeliranje

Teorijske osnove modeliranja

Modeliranje je metoda spoznaje, koja se sastoji u stvaranju i proučavanju modela, t.j. proučavanje objekata građenjem i proučavanjem modela.

Model- to je neka pojednostavljena sličnost stvarnog predmeta, koja odražava bitne značajke (svojstva) proučavanog stvarnog predmeta, pojave ili procesa.

Model- to je takav materijalni ili mentalno predstavljeni predmet koji zamjenjuje izvorni predmet u svrhu njegovog proučavanja, zadržavajući pritom neke od tipičnih obilježja i svojstava originala važnih za ovo proučavanje.

Predmet je dio okolnog svijeta, koji osoba smatra cjelinom. Svaki objekt ima naziv i ima parametre, tj. znakovi ili veličine koje karakteriziraju bilo koje svojstvo predmeta i poprimaju različite vrijednosti.

Model treba biti izgrađen na način da najpotpunije reproducira kvalitete objekta koje je potrebno proučavati u skladu s ciljem. U svakom pogledu, model bi trebao biti jednostavniji od objekta i prikladniji za proučavanje. Dakle, za isti objekt mogu postojati različiti modeli, klase modela koji odgovaraju različitim svrhama njegovog proučavanja.

Koraci modeliranja:

1. Iskaz problema: opis problema, svrha modeliranja, formalizacija problema

2. Razvoj modela: informacijski model, računalni model

3. Računalni eksperiment - plan eksperimenta, istraživanje

4. Analiza rezultata simulacije

Dobro izgrađen model u pravilu je pristupačniji za istraživanje nego stvarni objekt (na primjer, gospodarstvo neke zemlje, Sunčev sustav itd.). Druga, ne manje važna svrha modela je da pomaže identificirati najznačajnije čimbenike koji oblikuju određena svojstva objekta. Model vam također omogućuje da naučite kako upravljati predmetom, što je važno u slučajevima kada je eksperimentiranje s objektom nezgodno, teško ili nemoguće (na primjer, kada eksperiment dugo traje ili kada postoji opasnost od donošenja predmeta u nepoželjno ili nepovratno stanje).

Dakle, možemo zaključiti da je model neophodan kako bi se:

- razumjeti kako je određeni objekt uređen - kakva je njegova struktura, osnovna svojstva, zakoni razvoja i interakcije s vanjskim svijetom;

- naučiti upravljati objektom ili procesom i odrediti najbolje metode upravljanja za zadane ciljeve i kriterije (optimizacija);

- predvidjeti izravne i neizravne posljedice primjene navedenih metoda i oblika utjecaja na objekt, proces.

Aspekti modeliranja mogu biti izgled, struktura, ponašanje predmeta modeliranja, kao i njihove različite kombinacije.

Struktura objekta je ukupnost njegovih elemenata i veza koje postoje između njih.

Ponašanje objekta je promjena njegovog izgleda i strukture tijekom vremena kao rezultat interakcije s drugim objektima.

Modeliranje izgleda objekta koristi se za:

Identifikacija (prepoznavanje) objekta;

dugotrajno skladištenje slike.

Modeliranje strukture objekta koristi se za:

njegov vizualni prikaz;

proučavanje svojstava predmeta;

identificiranje značajnih odnosa;

· proučavanje stabilnosti objekta.

Modeliranje ponašanja koristi se za:

· planiranje, predviđanje;

Uspostavljanje veza s drugim objektima;

Identifikacija uzročno-posljedičnih veza;

upravljanje;

projektiranje tehničkih uređaja i sl.

U procesu modeliranja svaki aspekt modeliranja otkriva se kroz skup svojstava.

Modeli ne odražavaju sva svojstva predmeta, već samo ona koja su bitna sa stajališta svrhe modeliranja.

svaki aspekt modeliranja karakterizira vlastiti skup svojstava:

izgled - skup značajki;

struktura - popis elemenata i naznaka odnosa među njima;

ponašanje – promjena izgleda i strukture tijekom vremena.

Neka svojstva objekta modeliranja mogu se izraziti kao vrijednosti koje poprimaju numeričke vrijednosti. Takve se veličine nazivaju parametrima modela.

Informacijski model se može smatrati nekim novim informacijskim objektom, koji zauzvrat može biti i objekt modeliranja.

Pitanje 1. Modeliranje u informatici je:

Odgovor 1. proces zamjene stvarnog objekta modelom koji odražava njegove bitne značajke potrebne za postizanje cilja
Odgovor 2. proces stvaranja modela odjeće u modnom salonu
Odgovor 3. proces pronalaženja novog, neformalnog rješenja problema
Odgovor 4. proces zamjene stvarnog predmeta drugim materijalnim ili idealnim predmetom sličnim izgledom

2. pitanje. Prilikom izrade modela morate:

Odgovor 1. odaberite sva postojeća svojstva objekta
Odgovor 2. opisati sva postojeća svojstva objekta
Odgovor 3. odabrati samo ona svojstva objekta koja su bitna za rješavanje problema
Odgovor 4. opisati mjesto i strukturu objekta

3. pitanje. Informacijski model objekta naziva se:

Odgovor 1. njegov opis korištenjem matematičkih izraza i formula
Odgovor 2. crtež objekta
Odgovor 3. model objekta je izvana sličan objektu
Odgovor 4. globus

4. pitanje. Od sljedećih modela označite matematički:

Odgovor 1. potvrda o prijemu u kuću
Odgovor 2. formula za pronalaženje površine trokuta
Odgovor 3. recept
Odgovor 4. TV vodič

Pitanje 5. Koji od sljedećih dokumenata predstavlja informacijski model školske aktivnosti:

Odgovor 1. plan školske zgrade i dvorišta
Odgovor 2. raspored poziva
Odgovor 3. raspored
Odgovor 4. Školska povelja

Pitanje 6. Struktura datoteka operativnog sustava osobnog računala može se najjasnije opisati kao:

Odgovor 1. tablični model
Odgovor 2. grafički model
Odgovor 3. matematički model
Odgovor 4. hijerarhijski model

Pitanje 7. Za što je potrebna računalna simulacija nuklearne eksplozije:

Odgovor 1. dobiti pouzdane podatke o utjecaju eksplozije na zdravlje ljudi
Odgovor 2. za eksperimentalnu provjeru utjecaja visoke temperature i zračenja na prirodne objekte
Odgovor 3. kako bi se smanjili troškovi istraživanja i osigurala sigurnost ljudi
Odgovor 4. provoditi pravo istraživanje procesa koji se događaju u prirodi tijekom eksplozije i nakon eksplozije

Pitanje 8. Navedite točnu izjavu:

Odgovor 1. Statički model sustava opisuje njegovo stanje, dok dinamički model opisuje njegovo ponašanje.
Odgovor 2. dinamički model sustava opisuje njegovo stanje, a statički model opisuje ponašanje
Odgovor 3. dinamički model sustava uvijek se prikazuje u obliku formula ili grafikona
Odgovor 4. statički model sustava uvijek se prikazuje u obliku formula ili grafikona

1. Formalizacija je

	a. Prijelaz s nejasnih problema koji nastaju u stvarnosti na formalne informacijske modele.
	b. Izolacija bitnih informacija o objektu.
	c. Faza prijelaza od smislenog opisa veza između odabranih značajki objekta do opisa pomoću nekog kodnog jezika.
	d. Zamjena stvarnog predmeta znakom ili skupom znakova.

Arhitekti su na natječaj prijavili modele projekata uređenja stambenih naselja u obliku maketa. Što je prototip modela?

Odaberite jedan odgovor.

	a. Ideja arhitekta
	b. Prava stambena zona
	c. Crtež projekta, prethodno izrađen na papiru.
	d. Zadatak koji je arhitektima dodijelio naručitelj projekta.

Odaberite jedan odgovor.

	a. opis izvornog objekta pomoću matematičkih formula;
	b. opis izvornog predmeta na prirodnom ili formalnom jeziku;
	c. drugi predmet koji ne odražava značajke i svojstva izvornog objekta;
	d. skup formula napisanih jezikom matematike koje opisuju ponašanje izvornog objekta.
	e. skup podataka u obliku tablice koja sadrži informacije o kvalitativnim i kvantitativnim karakteristikama izvornog objekta;

Uspostaviti korespondenciju između primjera modela i njihove raznolikosti prema stupnju formalizacije. Za svaki položaj naveden u prvom stupcu, uskladite odgovarajući položaj iz drugog stupca.

Odaberite jedan odgovor. Navedite izraz FALSE. Odaberite jedan odgovor. a. "Nemoguće je formulirati stroga pravila za konstruiranje bilo kojeg modela"; b. "Uopće nije važno koji su objekti odabrani kao simulirani - glavna stvar je da bi uz njihovu pomoć bilo moguće odraziti najbitnije značajke, znakove predmeta koji se proučava"; c. "Model sadrži onoliko informacija koliko i modelirani objekt" d. "Svako obrazovanje je proučavanje određenih modela, kao i metoda njihovog korištenja" e. "Nijedan model ne može zamijeniti samu pojavu, ali pri rješavanju određenog problema može biti vrlo koristan alat" Što je informacijski model objekta? Odaberite jedan odgovor. a. 4. Opis atributa objekata koji su bitni za problem koji se razmatra i odnosa među njima. b. 3. Softverski alat koji implementira matematički model. c. 2. Formalizirani opis objekta u obliku teksta u nekom kodnom jeziku koji sadrži sve potrebne informacije o objektu. d. 1. Materijalni ili mentalno predstavljeni predmet koji u procesu istraživanja zamjenjuje izvorni predmet uz očuvanje najbitnijih svojstava važnih za ovo istraživanje. Zemljani put prolazi sukcesivno kroz naselja A, B, C i D. Dužina puta između A i B je 80 km, između B i C - 50 km, a između C i D - 10 km. Između A i C izgrađena je nova asfaltna magistrala u dužini od 40 km. Procijenite minimalno moguće vrijeme putovanja biciklista(u satima) od točke A do točke B, ako je njegova brzina na zemljanoj cesti 20 km / h, na autocesti - 40 km / h? Odaberite jedan odgovor. Što je računalni informacijski model? Odaberite jedan odgovor. a. Metoda istraživanja vezana uz računalnu tehnologiju. b. Predstavljanje objekta kao testa na nekom umjetnom jeziku dostupnom za računalnu obradu. c. Model u mentalnom ili razgovornom obliku, implementiran na računalu. d. Skup informacija koji karakteriziraju svojstva i stanje objekta, kao i njegov odnos s vanjskim svijetom. Što se zove simulacijsko modeliranje? Odaberite jedan odgovor. a. Suvremena tehnologija istraživanja objekata. b. Proučavanje fizikalnih pojava i procesa korištenjem računalnih modela c. Implementacija matematičkog modela u obliku softverskog alata. d. Metoda istraživanja vezana uz računalnu tehnologiju. Izbor vrste modela ovisi o: Odaberite jedan odgovor. a. Ciljevi proučavanja objekta. b. Informacijski entitet objekta. c. Fizička priroda objekta. d. Namjena objekta. Svrha izrade informacijskog modela je: Odaberite jedan odgovor. a. Predstavljanje objekta kao teksta na nekom umjetnom jeziku dostupnom za računalnu obradu. b. Obrada podataka o objektu stvarnog svijeta, uzimajući u obzir odnos između objekata c. Istraživanje objekata temeljeno na kompjuterskom eksperimentiranju s njihovim matematičkim modelima. d. Komplikacija modela, uzimajući u obzir dodatne čimbenike koji su prethodno bili obaviješteni. Računalni eksperiment sastoji se od niza koraka: Odaberite jedan odgovor. a. Izgradnja matematičkog modela - odabir numeričke metode - razvoj algoritma - izvođenje programa na računalu, analiza rješenja. b. Izgradnja matematičkog modela - razvoj algoritma - izvođenje programa na računalu, analiza rješenja. c. Izbor numeričke metode - razvoj algoritma - izvođenje programa na računalu. d. Razvoj modela - razvoj algoritma - implementacija algoritma u obliku softverskog alata. Kao primjer obrasci ponašanja može se nazvati: Odaberite jedan odgovor. Svakodnevno se lete između četiri zračne luke: LISTOPAD, BEREG, RED i SOSNOVO. Evo fragmenta rasporeda letova između njih: Polazna zračna luka Zračna luka dolaska Vrijeme polaska Vrijeme dolaska Putnik je završio na aerodromu LISTOPAD u ponoć (0:00). Odredite najranije vrijeme kada može doći do zračne luke SOSNOVO. Odaberite jedan odgovor. Zadaci 1. Određivanje minimalne duljine ograde na okućnici. Okućnica pravokutnog oblika ima površinu S. Pri kojim dimenzijama duljine i širine parcele duljina ograde će biti minimalna? Izvršite izračune. 2. Lijepljenje kutije. Postoji kvadratni list kartona. Četiri kvadrata su izrezana iz lima na uglovima i kutija je zalijepljena uz strane izreza. Kolika bi trebala biti stranica izrezanog kvadrata da bi kutija imala maksimalan kapacitet? Koje veličine lista treba uzeti da bi se iz njega dobila kutija zadanog najvećeg volumena? 3. Raspored vježbanja. Nakon što je počeo trenirati, sportaš je prvog dana trčao 10 km. Svaki sljedeći dan trčao je 10% više od prethodnog. Napravite tablicu "Raspored treninga" koja ima sljedeće stupce: Broj dana Kilometraža po danu Ukupna kilometraža Odredite iz tablice: ukupna kilometraža za 7 dana; Nakon koliko dana će sportaš trčati više od 20 km dnevno; Nakon koliko dana će ukupna kilometraža prijeći 100 km. 4. Spašavanje utopljenika. Kojom brzinom i pod kojim kutom bi se krug trebao baciti s boka spasilačkog broda na utopljenika? Prilikom izračuna, uzmite u obzir sljedeće uvjete: početna brzina može varirati do 10 m/s; udaljenost utopljenika do broda; točnost pogađanja je ∆=0,5 m; Kut bacanja može biti negativan; visina boka broda iznad razine mora. 5. Plodnost i mortalitet. Zamislite neki sustav u kojem broj jedinki u populaciji ovisi samo o prirodnom rođenju i smrti. U takvom sustavu ima dovoljno hrane za sve, ekologija nije narušena, ništa ne prijeti životu. Zadatak 6. Kazina napreduju jer vlasnik uvijek postoji neka prednost u odnosu na igrača. Na primjer, u jednoj verziji ruleta kotač ima 38 rupa: 36 su numerirane i podijeljene na crnu i crvenu, a preostale dvije imaju brojeve 0 i 00 i obojene su zelenom bojom. Igrač koji se kladi na crveno ili crno ima šanse za pobjedu 18 od 38 i šanse za gubitak 20 od 38. Imate određeni broj žetona. Želite udvostručiti svoj kapital. Ako se kotač zaustavi na broju koji ste odabrali, vaš kapital se povećava za iznos oklade, inače će oklada ići u kasino. Koja će taktika dovesti do pozitivnog rezultata? 7. Informacijski model "Kemijski spojevi" Izradite informacijski model "Kemijski spojevi". Uključite se baza podataka sljedeća polja: zajednički naziv, kemijski naziv, kemijska formula, primjena. 8. Informacijski model "Učitelj" Sastavite informacijski model "Učitelj" uključivanjem sljedećih polja: prezime, ime, očevo ime, dob, spol, nastavno iskustvo, ukupno iskustvo, opterećenje nastave, prosječne mjesečne zarade, broj članova obitelji. Na temelju početnog modela podataka generirajte informacijske modele: · „Mladi učitelj“ (pedagoško iskustvo do 5 godina, dob do 30); · "Počasni učitelj" (pedagoško iskustvo više od 20 godina). Spremite rezultat na disk M: mapa "Computer_Informatics_07" Rezultat postavite na SarWiki na stranicu Teorijske osnove informatike i metode njezine nastave u rubrici Znanstveni temelji školske informatike. 9. Zamislite da će na Zemlji ostati samo jedan izvor slatke vode - Bajkalsko jezero. Koliko će godina Bajkal opskrbljivati ​​vodom stanovništvo cijelog svijeta 10. Poznate su godišnje stope nataliteta i smrtnosti određene populacije. Izračunajte koliko godina mogu živjeti pojedinci jedne generacije. 11. Za proizvodnju cjepiva planira se uzgoj kulture bakterija u tvornici. Poznato je da ako je masa bakterija x g, onda će se za dan povećati za (a-bx)x g, pri čemu koeficijenti a i b ovise o vrsti bakterije. Biljka će dnevno prikupljati m g bakterija za potrebe proizvodnje cjepiva. Za izradu plana važno je znati kako se mijenja masa bakterija nakon 1, 2, 3, ..., 30 dana. 12. Napravite model bioritma za određenu osobu od navedenog tekućeg datuma (referentnog dana) mjesec dana unaprijed kako biste dodatno analizirali model. Na temelju analize pojedinih bioritmova predvidjeti nepovoljne dane, odabrati povoljne dane za razne aktivnosti. 13. Odredite kako će se mijenjati gustoća populacije golubova u sljedećih 5 godina, ako su preliminarna opažanja omogućila da se utvrdi da je gustoća 130 jedinki/ha. Tijekom sezone parenja (za golubicu jednom godišnje) u prosjeku preživi 1,3 mladunca iz jedne klapne jaja. Smrtnost golubova je konstantna, u prosjeku godišnje ugine 27% jedinki. S povećanjem gustoće naseljenosti na 300 jedinki/ha i više, smrtnost je 50% 14. Na određenoj udaljenosti od pištolja nalazi se zid. Poznati su kut nagiba pištolja i početna brzina projektila. Hoće li projektil pogoditi zid? 15. Prilikom penjanja uzbrdo, motor automobila je “zastao”. Hoće li se auto zaustaviti na planini ili će se otkotrljati.