Modeling (моделирование)

Моделирование Моделирование и и

формализация.формализация.

10.04.23 07:26

1. Моделирование.1. Моделирование.

МоделированиеМоделирование – это метод познания, – это метод познания, состоящий в создании и исследовании состоящий в создании и исследовании моделей.моделей.

МодельМодель – объект, который отражает – объект, который отражает существенные, необходимые в данном случае существенные, необходимые в данном случае особенности изучаемого объекта.особенности изучаемого объекта.

Модели делятсяМодели делятся на: на:1.1. Материальные (предметные) – воспроизводят Материальные (предметные) – воспроизводят

свойства объектов в материальной форме.свойства объектов в материальной форме.2.2. Информационные – представляют объекты Информационные – представляют объекты

или процессы в образной или знаковой или процессы в образной или знаковой форме.форме.

10.04.23 07:26

2. Информационные 2. Информационные модели.модели.Информационные модели по Информационные модели по

использованию языков делятсяиспользованию языков делятся на: на: Описательные – для их создания Описательные – для их создания

используются естественные языки.используются естественные языки. Формальные – для их создания Формальные – для их создания

используются формальные языки. используются формальные языки. ФормализацияФормализация – процесс построения – процесс построения

формальной модели.формальной модели. Формальные модели бывают Формальные модели бывают

математическими и логическими.математическими и логическими.В процессе исследования формальных моделей часто В процессе исследования формальных моделей часто

проводится проводится визуализациявизуализация с использованием схем, с использованием схем, графиков, чертежей, анимации.графиков, чертежей, анимации.

10.04.23 07:26

Информационные модели по связи с Информационные модели по связи с временем делятсявременем делятся на: на:

Статические – описывают состояние Статические – описывают состояние изучаемой системы в определенный изучаемой системы в определенный момент времени.момент времени.

Динамические – описывают процессы Динамические – описывают процессы изменения и развития изучаемых систем.изменения и развития изучаемых систем.

СистемаСистема – это совокупность взаимосвязанных объектов, – это совокупность взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы.которые называются элементами системы.

Важнейшим признаком системыВажнейшим признаком системы является ее целостное является ее целостное функционирование (пример - компьютер).функционирование (пример - компьютер).

СтруктураСтруктура – состав и свойства элементов, их отношения и – состав и свойства элементов, их отношения и связи между ними.связи между ними.

Система сохраняет свою целостность, пока она сохраняет Система сохраняет свою целостность, пока она сохраняет неизменной свою структуру.неизменной свою структуру.10.04.23 07:26

3. Типы информационных 3. Типы информационных моделей.моделей.

Для отражения систем с различными Для отражения систем с различными структурами используются различные структурами используются различные

(по способу представления) типы (по способу представления) типы информационных моделей:информационных моделей:

10.04.23 07:26

4. Примеры моделей: 4. Примеры моделей: имитация (повторение) реального имитация (повторение) реального объекта в уменьшенном масштабе:объекта в уменьшенном масштабе:- глобус (модель земного шара);- глобус (модель земного шара);- плюшевый мишка (модель живого - плюшевый мишка (модель живого медведя);медведя);- кукла (модель живого человека);- кукла (модель живого человека);- игрушечные машинки (модели реальных - игрушечные машинки (модели реальных

автомобилей).автомобилей). реальные объекты:реальные объекты:- ладонь человека (модель самолета);- ладонь человека (модель самолета);- животные в медицинских исследованиях.- животные в медицинских исследованиях.

10.04.23 07:26

5. Табличная 5. Табличная информационная модель.информационная модель.

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

Такой тип моделей применяется для описания ряда Такой тип моделей применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств. объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств.

Табличные информационные модели проще строить с Табличные информационные модели проще строить с помощью электронных таблиц (помощью электронных таблиц (ExcelExcel). Часто ). Часто визуализируют табличные модели при помощи визуализируют табличные модели при помощи диаграмм.диаграмм.

10.04.23 07:26

6. Иерархическая 6. Иерархическая информационная модель.информационная модель.

Класс объектовКласс объектов – группа объектов, обладающих – группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами. Внутри класса одинаковыми общими свойствами. Внутри класса объектов могут быть выделены подклассы, объектов могут быть выделены подклассы, объекты которых обладают некоторыми объекты которых обладают некоторыми особенными свойствами и т. д. особенными свойствами и т. д.

Такой процесс систематизации называется Такой процесс систематизации называется классификацией.классификацией. В процессе классификации В процессе классификации объектов строятся информационные модели, объектов строятся информационные модели, имеющие иерархическую структуру. имеющие иерархическую структуру.

В иерархической информационной модели объекты В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. распределены по уровням.

Каждый элемент более высокого уровня может Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав нижнего уровня может входить в состав только только одногоодного элемента более высокого уровня. элемента более высокого уровня.

10.04.23 07:26

7. Информационная 7. Информационная иерархическая иерархическая

статическая модель.статическая модель.ГрафГраф – это информация о структуре и – это информация о структуре и

составе системы, представленная в составе системы, представленная в графической форме. Элементы графической форме. Элементы системы – системы – вершины графавершины графа..

Две вершины, соединенные ребром или Две вершины, соединенные ребром или дугой, называются дугой, называются смежными. смежными.

Связи между элементами называются Связи между элементами называются отношениямиотношениями,, изображаются изображаются линиями. линиями.

Если линия направленная, то она Если линия направленная, то она называется называется дугойдугой,, если стрелки нет – если стрелки нет – ребромребром..

Полученный граф напоминает дерево, Полученный граф напоминает дерево, которое растёт сверху вниз, поэтому которое растёт сверху вниз, поэтому иерархические графы называют иерархические графы называют деревьямидеревьями..

10.04.23 07:26

Пример: деление компьютеров на классы.

8. Информационная 8. Информационная иерархическая иерархическая

динамическая модель.динамическая модель.Для описания

исторического процесса смены поколений семьи используются динамические информационные модели в форме генеалогического дерева.

В севол од С вя тосл ав И зя сл ав

Я р осл ав М уд р ы й

Пример: часть генеалогического древа династии Рюриковичей.

10.04.23 07:26

9. Сетевые 9. Сетевые информационные модели.информационные модели.Сетевые информационные модели применяютсяСетевые информационные модели применяются для для

отражения систем со сложной структурой, в которых отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.связи между элементами имеют произвольный характер.

Граф изображающий такую модель называется Граф изображающий такую модель называется неориентированнымнеориентированным. .

Линии, соединяющие объекты называются Линии, соединяющие объекты называются ребрамиребрами. .

Пример:Пример: схема дорог, соединяющих села. схема дорог, соединяющих села.

Белгород

РазумноеМаслова Пристань

Соломино Никольское

ДубовоеТаврово

10.04.23 07:26

10. Основные этапы 10. Основные этапы разработки и исследования разработки и исследования

модели на компьютере:модели на компьютере:1.1. Составление описательной Составление описательной

информационной модели.информационной модели.

2.2. Формализация модели (например, Формализация модели (например, запись на алгоритмическом языке или запись на алгоритмическом языке или составление блок-схемы)составление блок-схемы)

3.3. Преобразование формализованной Преобразование формализованной модели в компьютерную (с модели в компьютерную (с использованием одного из языков использованием одного из языков программирования)программирования)

4.4. Компьютерный эксперимент.Компьютерный эксперимент.

5.5. Анализ результатов и корректировка Анализ результатов и корректировка исследуемой модели.исследуемой модели.10.04.23 07:26