Какие модели воспроизводят геометрические физические и другие свойства

1. Могут ли разные объекты быть описаны одной моделью:
а) да +
б) нет
в) зависит от моделей

2. Построение модели исходных данных; построение модели результата, разработка алгоритма, разработка программы, отладка и исполнение программы, анализ и интерпретация результатов:
а) анализ существующих задач
б) этапы решения задачи с помощью компьютера +
в) процесс описания информационной модели

3. Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется:
а) планированием
б) визуализацией
в) формализацией +

4. Расписание движения поездов может рассматриваться как пример:
а) табличной модели +
б) натурной модели
в) математической модели

5. Математическая модель объекта:
а) совокупность данных, содержащих информацию о количественных характеристиках объекта и его поведении в виде таблицы
б) созданная из какого-либо материала модель, точно отражающая внешние признаки объекта-оригинала
в) совокупность записанных на языке математики формул, отражающих те или иные свойства объекта-оригинала или его поведение +

6. Натурное (материальное) моделирование:
а) моделирование, при котором в модели узнается какой-либо отдельный признак объекта-оригинала
б) моделирование, при котором в модели узнается моделируемый объект, то есть натурная (материальная) модель всегда имеет визуальную схожесть с объектом-оригиналом +
в) создание математических формул, описывающих форму или поведение объекта-оригинала

7. Система состоит из:
а) объектов, которые называются свойствами системы
б) набора отдельных элементов
в) объектов, которые называются элементами системы +

8. Может ли один объект иметь множество моделей:
а) да +
б) нет
в) да, если речь идёт о создании материальной модели объекта

9. Образные модели представляют собой:
а) формулу
б) таблицу
в) зрительные образы объектов, зафиксированные на каком либо носителе информации +

10. Какие модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме?
а) табличные
б) предметные +
в) информационные

11. Модель:
а) материальный или абстрактный заменитель объекта, отражающий существенные с точки зрения цели исследования свойства изучаемого объекта, явления или процесса +
б) материальный или абстрактный заменитель объекта, отражающий его пространственно-временные характеристики
в) любой объект окружающего мира

12. Описание глобальной компьютерной сети Интернет в виде системы взаимосвязанных следует рассматривать как:
а) математическую модель
б) сетевую модель +
в) графическую модель

13. Последовательность этапов моделирования:
а) цель, объект, модель, метод, алгоритм, программа, эксперимент, анализ, уточнение +
б) объект, цель, модель, эксперимент, программа, анализ, тестирование
в) цель, модель, объект, алгоритм, программа, эксперимент, уточнение выбора объекта

14. Моделирование:
а) формальное описание процессов и явлений
б) процесс выявления существенных признаков рассматриваемого объекта
в) метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей +

15. Сколько существует основных этапов разработки и исследование моделей на компьютере:
а) 5 +
б) 4
в) 6

16. На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится:
а) предметная модель
б) описательная информационная модель +
в) формализованная модель

17. Табличная информационная модель представляет собой:
а) набор графиков, рисунков, чертежей и диаграмм
б) последовательность предложений на естественном языке
в) описание объектов (или их свойств)в виде совокупности значений, размещенных в таблице +

18. Такие модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме:
а) материальные
б) информационные +
в) математические

19. Рисунки, карты, чертежи, диаграммы, схемы, графики представляют собой:
а) иерархические информационные модели
б) математические модели
в) графические информационные модели +

20. Географическую карту следует рассматривать скорее всего как:
а) вербальную информационную модель
б) графическую информационную модель +
в) математическую информационную модель

21. В качестве примера модели поведения можно назвать:
а) правила техники безопасности в компьютерном классе +
б) чертежи школьного здания
в) план классных комнат

22. Какой тип моделей применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств:
а) сетевые информационные модели
б) табличные информационные модели +
в) иерархические сетевые модели

23. Информационной моделью части земной поверхности является:
а) глобус
б) рисунок
в) картина местности +

24. Модель отражает:
а) некоторые существенные признаки объекта
б) существенные признаки в соответствии с целью моделирования +
в) все существующие признаки объекта

25. При создании игрушечного корабля для ребенка трех лет существенным является:
а) точность
б) материал
в) внешний вид +

26. В информационной модели жилого дома, представленной в виде чертежа (общий вид), отражается его:
а) стоимость
б) структура +
в) надежность

27. В информационной модели облака, представленной в виде черно-белого рисунка, отражаются его:
а) форма +
б) размер
в) плотность

28. Модель человека в виде детской куклы создана с целью:
а) познания
б) продажи
в) игры +

29. Признание признака объекта существенным при построении его информационной модели зависит от:
а) цели моделирования +
б) стоимости объекта
в) размера объекта

30. При описании внешнего вида объекта удобнее всего использовать информационную модель следующего вида:
а) структурную
б) графическую +
в) математическую

Источник

урок 36

Моделирование, формализация, визуализация

Вопросы урока:

Моделирование. Модель
Материальные и информационные модели
Формализация и визуализация моделей

Моделирование. Модель

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной,
технологической, художественной и др.) постоянно создает и использует
модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей
сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт
моделирования различных объектов и процессов.

Модели имеют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании
различных технических устройств, машин и механизмов, зданий,
электрических цепей и т. д. Без предварительного создания чертежа
невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном
механизме. В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей
часто изготавливают их макеты.

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

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе
построения модели выделяются главные, наиболее существенные для
проводимого исследования свойства. В процессе исследования
аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно,
чтобы модель имела геометрическое подобие оригинала, но не важен,
например, ее цвет. При построении электрических схем – моделей
электрических цепей необходимо учитывать порядок подключения элементов
цепи друг к другу, но не важно их геометрическое расположение друг
относительно друга и т. д.

Модель – это искусственно
создаваемый объект, заменяющий некоторый объект реального мира(объект
моделирования) и воспроизводящий ограниченное число его свойств,
существенные с точки зрения целей моделирования

Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и
строят различные типы моделей. В физике изучаются процессы
взаимодействия и изменения объектов, в химии – их химический состав, в
биологии – строение и поведение живых организмов и т. д.

Рассмотрим в качестве примера человека: в разных науках он исследуется в
рамках различных моделей. В механике его можно рассматривать как
материальную точку, в химии – как объект, состоящий из различных
химических веществ, в биологии – как систему, стремящуюся к
самосохранению и т. д.

Для описания и исследования одного и того же объекта может использоваться несколько моделей.

С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью.
Например, для описания движения планет, движения автомобиля или движения
мяча в определенных условиях (размеры объекта гораздо меньше его
перемещений) можно использовать одну и ту же модель движения
материальной точки.

Для описания и исследования разных объектов может использоваться одна и та же модель.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной
задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта,
модель оказывается полезным, а подчас и единственным инструментом
исследования.

Материальные и информационные модели

Материальные(предметные, натурные) модели воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение( макеты, детские игрушки… )

Материальные модели позволяют представить в материальной наглядной форме объекты
и процессы, недоступные для непосредственного исследования (очень
большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные
процессы и др.).

Информационные модели
представляют собой информацию о свойствах и состоянии объекта,
процесса, явления, и его взаимосвязи с внешним миром(Расписание уроков,
график дежурств…)

Виды информационных моделей:

образные(фотографии, видео)
вербальные – словесные или мысленные
знаковые – выраженные с помощью формального языка

К знаковым относятся модели:

графические (рисунки, схемы, карты, …)
табличные
математические (формулы)
логические (различные варианты выбора действий на основе анализа условий)
специальные (ноты, химические формулы)

Образные модели представляют
собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо
носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Широко
используются образные информационные модели в обучении, где требуется
классификация объектов по их внешним признакам (вспомните учебные
плакаты по ботанике, биологии и физике).

Вербальная модель – информационная модель в мысленной или разговорной форме, модели, полученные в результате раздумий, умозаключений. К
таким моделям можно отнести и идею, возникшую у изобретателя, и
музыкальную тему, промелькнувшую в голове композитора, и рифму,
прозвучавшую пока еще в сознании поэта.

Знаковая модель – информационная модель, выраженная специальными
знаками, т. е. средствами любого формального языка. Например: формулы,
тексты, графики и схемы..

В смешанных моделях используются одновременно несколько видов моделей

Примером смешанной информационной модели моет служить глобус (макет+знаки)

Иерархические модели

В иерархической информационной модели объекты распределяются по уровням,
от первого (верхнего) уровня до нижнего (последнего) уровня. На первом
уровне может располагаться только один элемент. Основное отношение между
уровнями состоит в том, что элемент более высокого уровня может
состоять из нескольких элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент
нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего
уровня.

Удобным способом наглядного представления иерархических информационных моделей являются графы. Элементы иерархической модели отображаются в графе овалами (вершинами графа).

Элементы каждого уровня, кроме последнего, находятся в отношении
“состоять из” к элементам более низкого уровня. Такая связь между
элементами отображается в форме дуги графа (направленной линии в форме стрелки).

Графы, имеющие одну вершину верхнего уровня, напоминают деревья, которые растут сверху вниз, поэтому называются деревьями.
Дуги дерева могут связывать объекты только соседних иерархических
уровней, причем каждый объект нижнего уровня может быть связан дугой
только с одним объектом верхнего уровня.

Для описания исторического процесса смены поколений семьи используются информационные модели в форме генеалогического дерева

Формализация и визуализация моделей

Описательные информационные модели. Такие модели отображают объекты, процессы и явления качественно, т. е. не используя количественных характеристик. Описательные информационные модели обычно строятся с использованием естественных языков ирисунков.

В истории науки известны многочисленные описательные информационные
модели. Так, гелиоцентрическая модель мира Коперника на естественном
языке формулировалась следующим образом: Земля вращается вокруг Солнца,
а Луна вращается вокруг Земли;

Формализация информационных моделей

С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели.
Математика является наиболее широко используемым формальным языком. С
использованием математических понятий и формул строятся математические
модели. Математика включает различные формальные языки, с некоторыми из
них (алгебра и геометрия) вы знакомитесь в школе.

В естественных науках (физике, химии и др.) строятся формальные модели
явлений и процессов. В большинстве случаев для этого применяется
универсальный математический язык алгебраических формул. Однако в
некоторых случаях используются специализированные формальные языки (в
химии – язык химических формул, в музыке – нотная грамота и т. д.).

Формальный язык – язык, в котором за каждым словом закрепляется ровно один смысл(алгоритмы, арифметические действия).

Формализация – процесс перехода от описательного языка(естественного) к формальному.

Визуализация формальных моделей.

В процессе исследования формальных моделей часто производится их
визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы,
пространственных соотношений между объектами – чертежи, моделей
электрических цепей – электрические схемы. При визуализации формальных
моделей с помощью анимации может отображаться динамика процесса,
производиться построение графиков изменения величин и т. д.

В настоящее время широкое распространение получили компьютерные интерактивные визуальные модели.
В таких моделях исследователь может менять начальные условия и
параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели.

Д.з: Прочитать стр. 142-152 учебника. Устно ответить на вопросы в конце параграфов
Презентация урока

Источник

Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные.

Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.).

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Широко используются образные информационные модели в образовании (учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.).

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы (например, второго закона Ньютона F = ma), таблицы (например, периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева) и так далее.

Типы информационных моделей :

Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках)

Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня

Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру

По степени формализацииинформационные модели бывают образно-знаковые и знаковые. Напримеры:

Образно-знаковые модели :

Геометрические (рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение)

Структурные (таблица, граф, схема, диаграмма)

Словесные (описание естественными языками)

Алгоритмические (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема)

Знаковые модели:

Математические – представлены матем.формулами, отображающими связь параметров

Специальные – представлены на спец. языках (ноты, хим.формулы)

Алгоритмические – программы

Формализация.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. В истории науки известны многочисленные описательные информационные модели. Например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась следующим образом:

Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;
орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.

С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков.

Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, Ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы механики и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов.

– матем. запись закона всемирного тяготения

Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее.

В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.).

Визуализация

В процессе исследования формальных моделей часто производится их визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы: пространственных соотношений между объектами — чертежи, моделей электрических цепей — электрические схемы, логических моделей устройств — логические схемы и так далее.

Источник